Фазочутливе подання

Як і при квадратурному детектуванні одномірного спектру, квадратурне детектування по f₁ також вимагає наявності двох наборів даних які розрізняються за фазою на 90^о.۫ Таким чином, ці дані можна назвати амплітудно-модульованими відповідно до функцій синуса та косинуса. Оскільки вимір f₁ генерується непрямим методом, то не існує радіочастотного репера для визначення фази сигналів. Тому фаза сигналу, що детектується, визначається фазою самого імпульсу. Щоб забезпечити утворення цих двох наборів даних, для кожного значення (інкременту) t₁ проводиться послідовно два експерименти. В одному з них застосовується підготовчий імпульс 90_х. Він забезпечує синусоїдальну модуляцію по t₁, а в другому – імпульс 90_у (модуляція по t₁ відповідає косинусу). Дані при цьому для обох імпульсів збираються роздільно (рис.5.17).

Рис. 5.17. Метод Стата квадратурного детектування по f₁ вимагає, щоб для кожного інкременту були отримані два набори даних. Вони є основою для одержання наборів даних, модульованих відповідно до функцій синуса та косинуса.

Ці два набори даних еквівалентні до збору даних по двох каналах з їхнім одночасним накопиченням. В результаті ми одержуємо необхідне розрізнення частот при комплексному Фур'є-перетворенні у двох вимірах. Ступінь оцифровування по t₁ або, інакше кажучи, розмірність часового інкременту по t₁ визначається спектральною шириною f₁ і підкоряється тим самим правилам, що і оцифровування одномірних даних. Даний метод був розроблений Статом, Хабекорном і Рабеном, тому в літературі він відомий як метод Стата квадратурного детектування по f₁.

Альтернативний підхід є аналогічним до методу паралельного оцифровування. Він полягає у зміні спектрального діапазону від ± 1/2sw до 0 +sw Гц. При цьому видима еволюція частот у період t₁ буде більш швидкою ніж насправді. Як і в методі Стата, що описаний вище, тут немає стандарту радіочастоти для визначення фази сигналу в непрямому вимірі. Тому застосовується зсув фази імпульсу, що препарує, на 90^о для кожного інкременту t₁ і проводиться вдвічі більша часта оцифровування сигналу, ніж це робилося в методі Стата (за допомогою поділу навпіл інкременту по t₁). Для кожного періоду t₁ у такий спосіб отримують тільки один набір даних однак кількість самих інкрементів подвоюється. Тому загальний час збору даних і, відповідно, цифрове розділення в обох методах виявляється однаковим. Такий підхід до квадратурного детектування по f₁ називається фазовим інкрементом, що пропорційний до часу (в англомовній літературі він відомий як TPPI; саме таку абревіатуру ми і будемо для нього використовувати).

Методи Стата й TPPI дають еквівалентні набори даних, хоча вони відрізняються за інтенсивністю артефактів і аксіальних піків (див. нижче). У різних спектрометрах може бути реалізованою різна схема квадратурного детектування. На новітніх приладах зазвичай можна реалізувати кожну зі схем. Незалежно від схеми детектування, у пам’яті комп’ютера формуються незалежні ділянки, в яких містяться уявна та реальна частини даних, що отримуються при Фур’є перетворенні відносно t₁ та t₂. При утворенні одномірного спектру було лише дві таких області, а для двомірного спектру їх формується чотири. При побудові двомірного спектру відбувається комбінування незалежних даних, що отримані для кожного з вимірів. Очевидно, що шляхом комбінації цих частин даних можна отримати чотири варіанти. Із чотирьох можливих наборів даних (рис.5.18.) тільки дані (реальний, реальний) є важливими для використання і записуються як кінцевий фазочутливий 2D спектр. Інші набори даних не піддаються фазовій корекції, оскільки кожний сигнал в них є комбінацією сигналу поглинання в одному вимірі та сигналу дисперсії в іншому вимірі. Для побудови 2D спектрів використовують тільки дані, що відповідають поглинанню в обох вимірах (рис. 5.6). Це пов'язане з тим, що в цьому випадку досягається найбільш високе розділення сигналів (рис. 5.18. квадрант RR). У таких спектрах фазова інформація в експериментах фазочутливого COSY, що міститься в кроспіках, може бути отриманою в явному вигляді.

Рис.5.18. Чотири типи фазочутливих наборів даних. Тільки тип RR може бути використаним для одержання 2D спектра, оскільки в цьому випадку в обох вимірах піки мають вигляд сигналів поглинання, що забезпечує найбільш високе розділення (R = реальний, I = уявний).