I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   3 J u n e   201 8 ,   p p .   1442 ~ 1 4 5 0   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 8 i 3 . p p 1 4 4 2 - 1450           1442       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   The Bui lding   o f   P ulsed N Q R/NM S pectro m e ter       P re et i H e m na ni 1 A.   K.   Ra j a ra j a n 2 G o pa l J o s hi 3 ,   S.   V.   G.   Ra v ind ra na t h 4   1 Ho m b h a b h a   Na ti o n a I n stit u te ,   M u m b a i ,   In d ia   1 S . I. E. S   G ra d u a te  S c h o o o f   T e c h n o l o g y ,   M u m b a i ,   In d ia   2, 3, 4 Bh a b h a   A to m ic Re se a rc h   Ce n tre,   M u m b a i ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J a n   2 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Mar   14 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Mar   28 ,   2 0 1 8     NQ sp e c tro m e t e r   d e sig n e d   is  c o m p o se d   o f   f o u m o d u les T ra n sm it ter,   P r o b e ,   Re c e iv e a n d   c o m p u ter   c o n tr o ll e d   (F P G A   &   S o f twa r e m o d u le  c o n tain i n g   f re q u e n c y   s y n th e s ize r,   s y n c h ro n o u d e m o d u lat o r,   p u lse   p ro g ra m m e a n d   d isp lay .   T h e   fu n c ti o n   o f   th e   T ra n s m it ter  m o d u le  is  to   a m p li fy   th e   RF   p u lse   se q u e n c e   to   a b o u 2 0 0   W   p o w e lev e in to   th e   p r o b e   (5 0   O h m w h ich   is  a   p a ra ll e re so n a n c e   c ircu it   w it h   a   tap p e d   c a p a c it o r.   T h e   p ro b e   e x c it e th e   n u c leu a n d   p i c k s - u p   th e   sig n a e m it ted   f ro m   th e   n u c lei.     T h e   n u c lea sig n a a th e   sa m e   f r e q u e n c y   a th e   e x c it a ti o n ,   w h ich   is  ty p ica ll y   in   th e   ra n g e   o f   a   f e m icro v o lt is  a m p li f ied ,   d e m o d u late d   a n d   f il tere d     (1   k Hz   to   1 0 0   k Hz b y   r e c e i v e m o d u le.  14 NQ R,   1 a n d   2 NMR  sig n a ls  a re   o b se rv e d   f ro m   th e   sp e c tro m e ter.A th e   S NR  o f   NQ R   sig n a is   v e r y   lo w ,   NQ sig n a p ro c e ss in g   b a se d   o n   A d a p ti v e   L in e   En h a n c e m e n is  p r e se n ted .   K ey w o r d :   AL E   A N C   DDS   FP GA   NM R   NQR   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   P r ee ti He m n a n i,    S.I . E . S Gr ad u ate  Sch o o l o f   T e ch n o lo g y ,   Ner u l N av i M u m b ai,   I n d ia .   E m ail: p r ee tiah e m n a n i@ g m ail . co m       1.   I NT RO D UCT I O N     Nu clea r   Qu ad r u p o le  R e s o n a n ce   ( NQR)  is   b r an ch   o f   r ad io   f r eq u en c y   s p ec tr o s co p y   w h ic h   m ea s u r e s   th in ter ac tio n   b et w ee n   th n u clea r   elec tr ical  q u ad r u p o le  m o m e n an d   elec tr o n ic  f ie ld   g r ad ien p r o d u ce d   b y   elec tr o n ic  ch ar g d is tr ib u tio n   ab o u th n u clei  i n   s o lid   s ta te  m ater ial.   R ad io   f r eq u e n c y   f ield   is   ap p lied   to   a   s a m p le   p lace d   i n s id co il   i n   p u l s ed   m o d e.   T h ese   R p u ls es  ca u s n u cle to   r e s o n ate  an d   ab s o r b   en er g y   f r o m   t h is   R f ield .   Du r in g   t h e   o f f   p er io d   o f   th p u l s th e s n u clei  i n d u ce   a n   elec tr ic  p o ten tial  i n   r ec eiv er   co il.  NQR is   u s ed   to   d etec t sp ec if ic  c h e m ica l c o m p o u n d s   in clu d in g   ex p lo s iv e s   [ 1 ] .   Nu clea r   Ma g n etic  R eso n a n ce   ( NM R )   is   R tec h n iq u t h at  is   a b le  to   d etec an y   co m p o u n d   b y   s en s in g   th e   ex cited   r e s o n a n ce   s i g n al s   f r o m   ato m ic   n u clei   h av in g   n o n - ze r o   s p i n .   NQ R   is   s i m ilar   to   NM R   b u t   th o n l y   d i f f er e n ce   is   NM R   n e ed s   lar g m a g n e tic  f ield ,   an d   d u to   th is   its   ap p licatio n   in   f i eld   is   li m ited ,   an d   th er ef o r m o s o f   NM R   b ased   ex p lo s iv d etec tio n   s y s te m s   ar d ev elo p ed   f o r   lu g g a g s cr ee n i n g .   NQR   d etec tio n   o n l y   w o r k s   f o r   th q u ad r u p o lar   n u clei  w i th   s p in ,                  i.e .   th n u c lei  n ee d   to   h a v q u ad r u p le  m o m e n t s .   Mo s o f   th e x p lo s i v s u b s ta n ce s   ar t y p icall y   r ic h   i n   14 n u clei  w it h           an d   t h u s   14 NQR   is   a   s u itab le   tech n iq u f o r   ex p lo s i v d etec tio n .   T h NQ R   d etec tio n   s tar ts   w ith   e x citi n g   14 u s i n g   R r ad iatio n   f o llo w ed   b y   d etec ti n g   th r ad iatio n   r esu lti n g   f r o m   t h d ec ay   o f   th e x cited   14 n u clei  to   th eir   g r o u n d   s tate.   T h R r ad iatio n   is   p r o d u ce d   b y   p ass i n g   R p o w er   th r o u g h   co il  in   r e s o n a n ce   cir cu its   w h i ch   is   also   u s ed   f o r   its   d etec tio n .   S in ce   t h r eso n a n ce   f r eq u e n c y   d ep en d s   o n   t h e   cr y s talli n a n d   m o lec u lar   en v ir o n m e n o f   14 i n   th e x p lo s iv e,   t h N QR   s p ec tr ar u n iq u f o r   g i v e n   m ate r ial  an d   ar n o i n f l u en ce d   b y   th i n ter f er en ce   o f   o th er   n itro g e n   co n tain in g   m at er ials   d u r in g   th NQ R   m ea s u r e m en ts .   T h is   m a k es  it  attr ac ti v as  n o n - i n v a s i v e   tech n iq u to   d etec t e x p lo s i v es  in   la n d m i n es a n d   s cr ee n i n g   b ag g a g f o r   ex p lo s iv e s   at  air p o r t [ 2 ] .   T h d etec tio n   o f   r ad iatio n   r es u lti n g   f r o m   t h d ec ay ed   14 n u clei   to   th eir   g r o u n d   s tate  i s   t h en   p er f o r m e d .   T h r elax atio n   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       Th B u ild in g   o f P u ls ed   N QR /N MR  S p ec tr o mete r   ( P r ee ti He mn a n i)   1443   n u cle ter m ed   Fre I n d u ctio n   Dec a y   ( FID )   in d u ce s   R s ig n al  in   t h p ick - u p   ( ex citatio n )   co il.  T h e   NM R /NQ R   s p ec tr u m   i s   o b tain ed   b y   f o u r ier   tr an s f o r m i n g   th e   FID .     NQR  s p ec tr o m e ter s   as  d ete ctio n   s y s te m s   ar d ev elo p ed   in   t w o   asp ec ts ,   w h ic h   ar e   h ar d w ar e   co n f i g u r atio n   a n d   NQR  s i g n a p r o ce s s in g   tec h n iq u e s .   T h co n v e n tio n al  NQR  co n f i g u r at io n   w as  lar g a n d   co n s is ted   o f   s ta n d alo n an a lo g   d ev ices   [ 3 ] .   T h ch allen g i n   th co n f i g u r atio n   w a s   to   r ed u ce   th s ize  o f   th e   in s tr u m en t   an d   al s o   to   d etec th w ea k   s ig n al s   b y   co n s tr u ctin g   s p ec ialized   s en s iti v s p ec tr o m eter   s y s te m   u s i n g   o p ti m u m   e x p er i m e n tal  t ec h n iq u es.  T o   o v er co m t h c h alle n g a n d   g ai n   t h m e n tio n ed   f u n ct io n alit ies,   Field   P r o g r am m ab le  Gate   A r r a y   ( FP GA )   b ased   NQR  s p ec tr o m e ter   is   d esi g n ed   an d   d ev el o p ed   r esu ltin g   i n   a   co m p ac a n d   co m p letel y   p r o g r a m m ab le  in s tr u m e n w it h   h ig h   s en s iti v it y   a n d   s u itab le  f o r   ap p licatio n s   lik e   mi n d etec tio n   an d   n o n - i n v a s iv co m p o u n d   id en ti f icatio n   etc.   Mo r eo v er ,   b y   ad d in g   p er m an e n m a g n et  o f   u n i f o r m   f ield   o n co u ld   ca r r y   o u NM R   as  w ell  w h ic h ,   ca n   b v er y   u s e f u to o f o r   q u a n titati v an a l y s is   o f   tr ac ele m en t s   li k T r itiu m   a n d   d eu ter iu m   etc.   S in c e   N QR   s ig n a l   i s   w e ak   ( - 1 0 0 d B m ) ,   f o r   w h ich   r ig o r o u s   a n d   c o n tin u o u s   r es e a r ch   is   r e q u i r e d   t o   d e v e l o p   p o s t   p r o c e s s in g   al g o r i t h m s   f o r   NQR   s i g n al   p r o c e s s in g   th a a r e   c a p a b le   o f   en h an c in g   th d e t e ct i o n   p e r f o r m an c e .       2.   CH AL L E N G E S ID E N T I F I E D   O n e   o f   th e   m o s t   c o m m o n   ch al l en g e   o f   N QR ,   w h en   c o m p a r e d   t o   o t h e r   d e te c t i o n   te ch n i q u e s   is     th   N Q R   s ig n a ls   a r e   v e r y   w e ak   ( a s   l o w   as   - 1 0 0 d B m )   w h i ch   m ak es   i ts   S NR   l o w .   T h SNR   h as  t o   b im p r o v ed   s u ch   th at  t h s ig n al  ca n   b o b s er v ed   o n   s co p ( m in i m u m   1 0 d B ) .   T o   im p r o v SN R ,   m an y   r ep etitio n s   o f   t h e   ex p er i m e n ar n ec es s ar y .   T h m o s co m m o n   m eth o d   is   to   u s r ep ea ted   s in g le  R p u l s e   an d   ac q u ir NQR  s ig n al   af ter   ea ch   p u l s e,   b u t   th ac q u is it io n   d ep en d s   o n   r elax atio n   ti m o f   t h e   n u clei.   Fo r   m o s o f   t h e   ex p lo s iv e s ,   t h r ela x atio n   ti m es  ar v er y   lo n g   w h ic h   lead s   to   lo n g   d etec tio n   ti m es   [ 1 ] .   Fo r   14 co n tai n i n g   co m p o u n d s ,   th NQ R   s i g n a f r eq u en c y   i s   in   th r an g o f   5 0 0   KHz   to   6 MH z,   w h ic h   o v e r lap s   th f r eq u en c y   b an d   o f   A r ad io .   T h u s ,   th NQR  s ig n al s   ar al w a y s   s u s ce p tib le  to   R ad io   Fre q u en c y   I n t er f er en ce   ( R FI)   [ 1 ]   w h ic h   m a y   s e v er el y   co r r u p t h d etec tio n   p er f o r m a n ce .   T h s tr o n g   R FI  f r o m   A r ad io   s tatio n s   ca n   lead   to   lo w   Si g n al  to   I n ter f er en ce   R atio   ( SIR)  an d   p o o r   d etec tio n   p er f o r m a n ce .   W h ile  it  i s   o b j ec tiv el y   s tr aig h f o r w ar d   to   s h ield   th p ick - u p   co il in   th lab o r ato r y ,   it  m a y   n o t b v iab le  o p tio n   in   th f ie l d .   A l s o ,   th e   u n c e r t ai n   am p li tu d i s   a   c o m m o n   is s u e   f o r   N QR   s i g n al s   d e te c t e d   in   th e   f i e l d .   T h i s   h as  e n ti c e d   th a tt en t i o n   o f   s ev e r al  r e s e a r ch e r s   i n   d ev e l o p in g   p o s p r o c e s s in g   a lg o r it h m s   f o r   N QR   s ig n a p r o c e s s in g   a n d   en h an c in g   i ts   d e t e ct i o n   p e r f o r m an c e .   T h e   ch a l le n g e   i n   NQ R   s ig n a l   d e t ec t i o n   is   t o   r e d u c e   t h e   e f f ec t   o f   R F I   a n d   t o   d e t ec t   th e   w e ak   N QR   s i g n a l   f r o m   b a ck g r o u n d   n o is e .   I t   i s   ev i d en t   th a t   t o   f u lf i l l   t h i s   c o m p l ex   d e te c t i o n   s y s tem ,   th ey   m u s t   b e   e q u i p p e d   w ith   a   v e r s a t il e   c o m p u t a ti o n al   p l a tf o r m .       3.   DE V E L O P M E NT   O F   NQ R / NM SPECT RO M E T E R   T h e   f i r s p a r t   o f   t h i s   w o r k   is   t o   d e v e l o p   F PGA   b a s e d   14 N QR   s p e c t r o m e t e r   [ 4 ] .   T h k e y   s t r ateg y   f o r   d ev elo p in g   t h is   s p ec tr o m eter   is   to   f u ll y   e x p lo it  a   FP G A   as  FP G A   c h ip   i s   co m p o s ed   o f   lar g e   n u m b er   o f   p r o g r am m ab le  lo g ic  g ate s ,   in   w h ic h   d ig ita cir cu it s   ca n   b b u ilt  w i th   h ar d w ar d escr ip tio n   lan g u a g es  s u c h   as   VHDL   a n d   Ver ilo g .     FP G A   c ir cu its   ca n   b r eu s ed   a f ter   th e ir   d ev elo p m e n a s   p er   th r eq u ir e m e n t,  al s o   th in d iv id u al  cir c u its   in   FP G A   r u n   co n cu r r e n tl y   w it h   r ec o n f i g u r ab le  ca p ab ilit y .   T h FP G A   b ased   s p ec tr o m e ter ,   th er ef o r e,   e m p lo y s   s i n g le  FP GA   to   p er f o r m   all  t h d ig ital  tas k s   r eq u ir ed   f o r   NM R / NQR  s p ec tr o m eter   in cl u d in g   p u l s p r o g r a m m er   ( P P),   d ir ec d ig ital  s y n t h esizer   ( DDS) ,   d ig ital  r ec ei v er   co m p o s ed   o f   q u ad r atu r d em o d u lato r ,   lo w   p as s   Fi n it I m p u l s R e s p o n s ( FI R )   f i lt er   an d   P C   in ter f ac f o r   d ata  tr an s f er .   T h d ig ital   co m p o n e n t   is   co m p ac w i th   h i g h   s e n s i tiv it y   an d   is   s u i tab le  f o r   ap p licatio n s   li k m i n d e tectio n   an d   n o n i n v asi v co m p o u n d   id en ti f icatio n   etc.   A l s o ,   th a n alo g   p er ip h er al  co m p o n e n t s   s u c h   as  p r e - a m p li f ier ,   cr o s s   d io d es  an d   q u ar ter   w av tr an s f o r m er   ( u s ed   f o r   is o lat io n   o f   tr an s m itter   a n d   r ec eiv e r )   an d   P r o b ( C o il  d esig n in g   alo n g   w i th   r eso n a n ce   cir cu it s )   w er d esig n ed   an d   d ev elo p ed   as  p ar o f   th cu r r en r esear ch .     Fig u r 1   s h o w s   t h b lo ck   d iag r a m   o f   th N QR   s p ec tr o m eter .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n e   201 8   :   1 4 4 2     1450   1444   A N D R F   L λ /4 FIR Po r T C M FP G A Pu l s e     Pr o g r a m m e r D D S (F r e q   Sy n th e s i ze r ) D A C A m Pl r L N A L PF MI x e r 3 0 K H z D u a l   R A M PC C P r obe B P   fi l te r A D C A N D     Fig u r e   1 .   B lo ck   Diag r a m   o f   d e s ig n ed   FP GA   b ased   NQ R   s p e ctr o m e ter       3 . 1 .   S pecif ica t io ns   o f   t he  ins t ru me nt   Sp ec if icatio n s   o f   th NQR  i n s tr u m e n t:  Fre q u e n c y   b et w e en   0     6   MH z;  p u ls le n g th s   b et w ee n     1 - 5 0 0   µs;  R p u ls p o w er   u p   to   2 0 0   w at ts   an d   ac q u is iti o n   ti m o f   5 0   m s .   T h d ev e lo p ed   s p ec tr o m eter   co n s is ts   o f     a.   T r an s m itter ,   w h ic h   co n s is t s   o f   R F p o w er   a m p l if ier   t o   p r o v id 1 3 . 5   MH R F si g n al  o f   p o w er   2 0 0   W.   b.   P r o b w h ic h   ca n   b t u n ed   to   o b s er v 14 N,   1 H 2 s i g n al s .   c.   R ec eiv er ,   w h ic h   co n s is t s   o f   p r ea m p li f ier   ( 8 0 d B   g ain ) ,   b an d   p ass   f i lter   ( cu o f f   f r eq u e n c y   4 . 6 4 MH z,   B an d   W id th -   5 0 0   k Hz) ,   A D C   an d   D AC .   d.   FP GA   m o d u le,   w h ic h   co n s is t s   o f   p u ls p r o g r a m m er   ( p u ls e   len g t h   =1 - 5 0 0   µs,  A cq u i s itio n   ti m 0   -   1 0 s )   DDS  ( 0   - 6 MH z)   [ 5 ] ,   g ate,   q u ad r atu r d em o d u la to r ,   FIR lo w   p ass   f il ter   ( cu t o f f   3 0   k Hz) .   e.   C o m p u ter   co n tr o lled   m o d u le,   w h ic h   is   u s ed   f o r   co m m a n d /d ata  tr an s f er .     3 . 2 .   E x peri m e nta l pro ce d ure     First,  s e o f   R ex c itatio n   p u ls es   ar ap p lied   to   th n u cl ei  p lace d   in   a   co il.  T h r esu l t in g   s i g n al  w h ic h   s tar t s   at  t h e x citat io n   co m p let io n   c y cle  i s   p ick ed   u p   b y   t h s a m co il.  T h R i s   g en er ated   b y   DDS   an d   is   th e n   m o d u lated   b y   th e   p u ls es  f r o m   p u ls g e n er ato r   to   o b tain   R p u ls e s .   T h ese  R p u ls e s   ar th en   a m p li f ied   b y   R a m p li f ier   f o r   d eliv er in g   an   i n s ta n ta n eo u s   p o w er   o f   u p   to   2 0 0 W   t o   th p r o b e   cir cu it.  T h e   p r o b e   cir cu it  is   co n f i g u r ed   ( as  s h o w n   i n   Fi g u r e   1 )   s u ch   t h at   th i m p ed an ce   o f   cir cu i t,  clo s to   th r eso n an ce   f r eq u en c y ,   is   5 0 Ω   w h e n   t h c ap ac ito r s   ar ap p r o p r iately   ad j u s ted .   B y   m atc h in g   th e   i m p e d an ce   o f   th e   p r o b cir cu it  to   ch ar ac ter is tic  i m p e d an ce   o f   th co ax ial  ca b les  ca r r y i n g   th s i g n al  an d   o th er   co m p o n e n ts   i n   th e   cir cu it  ( a m p li f ier s ) ,   all   o f   t h p o w er   g en er ated   b y   t h p o w e r   am p li f ier   is   tr a n s f er r ed   to   th p r o b e   cir cu it,  an d   th s i g n al  g e n er ated   b y   th p r o b cir cu it  is   ef f icie n tl y   tr an s f er r ed   to   th r ec eiv er   m o d u le.   T h FID   g en er ated   is   w ea k   s i g n al  ( - 100 d B m )   i n   th co il,  w h ich   is   a m p li f i ed   b y   t h lo w   n o is a m p l if ier   b ef o r b ein g   m ix ed   w it h   s i g n al  f r o m   DDS.   T h is   m i x ed   d o w n   s i g n al,   w h ic h   i s   at  f r eq u en c y   eq u a to   th d if f er e n ce   b et w ee n   DDS  f r eq u e n c y   an d   f r eq u en c y   o f   t h p r ec ess i n g   s p i n s ,   i s   f ilter ed .   T h ap p licatio n   p r o g r a m   i s   w r itte n   in   L ab v ie w /C VI   th r o u g h   w h ic h   all  th e   co m m u n icatio n   to   FP GA  is   d o n v ia  cP C I   b u s .   G UI   d ev elo p ed   in   C V I   f o r   NQR/ NM R   s p ec tr o m eter )   is   s h o w n   i n   Fi g u r 2 .   T h er ar e   t w o   p o p u lar   m et h o d s   o f   o b s er v in g   NQR/ NM R   s i g n al s   ar e:  a )   o b s er v FID   u s i n g   s i n g le  p u ls e x citat io n .   b )   Ob s er v s p in   ec h o   u s i n g   d o u b le  p u l s s eq u e n ce .   T h ch o ice  o f   t h e   s eq u e n ce   d ep en d s   m ai n l y   o n   th r elax at io n   ti m (       )   o f   th s am p le.     Fo r   a   lo n g   r elax atio n   ti m o f   m ill is ec o n d s   ( 0 . 3     3   m s )   as   in   t h ca s e   f o r   14 s i g n al   f r o m   NaN O 2 ,   s i n g le  p u l s s eq u en ce   is   ap p r o p r iate  an d   f o r   s h o r r elax atio n   ti m as in   t h ca s o f   1 a n d   2 d o u b le  p u ls s eq u en ce   i s   u s ed   to   o b s er v s p in   ec h o .   I n   f ir s m e th o d   th e x citatio n   s ig n al  i s   h i g h   p o w er   R p u l s s ig n al  at  r eso n an f r eq u e n c y   o f   m ater ial.   T h w id t h   o f   R p u ls i s   d en o ted   b y   τ .   T h is   R p u l s i s   ap p lied   to   co il  t h at  co n ta in s   t h s a m p le   to   i n d u ce   an   o s cil lati n g   m a g n etic  f ield   ( B 1 ) ,   T h m a g n e tic  f ield   ti lts   th n u clei  f r o m   th e   r ef er e n ce   ax is   b y   a n   a n g le  θ   w h ic h   d ep en d s   o n   p o w er   an d   d u r atio n   o f   R F p u l s e.                                     ( 1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       Th B u ild in g   o f P u ls ed   N QR /N MR  S p ec tr o mete r   ( P r ee ti He mn a n i)   144 5   T h en   d u r in g   th e   p r o ce s s   t h at  t h n u cle attai n   t h eq u ilib r iu m   s tate,   FID   ca n   b d etec ted   o n   t h s a m e   co il  o r   s ep ar ate  r ec eiv i n g   co il .   T h ti m e   co n s tan t   b y   w h ic h   n u clea r   s p i n   s y s te m s   r et u r n s   b ac k   to   eq u ilib r iu m   s tate  is   ca lled   s p i n   la ttice  r ela x atio n   ti m ( T 1 ) .     W h en   n u clei  p r ec es s   a f ter   t h R F   p u l s i s   ap p lied ,   th e   s m all  f r eq u en c y   d i f f er en ce s   f r o m   d i f f er en t   s p in s   lead   to   p h ase  d if f er e n ce s   b et w ee n   th s i g n als  d u to   w h ic h   th e y   ad d   u p   in co h er e n t l y   an d   ca n ce o u t,   w h ic h   o cc u r s   ea r lier   t h an   th e   s p in s   ac t u all y   r et u r n   to   th e   eq u i lib r iu m   s tate.   T h t i m e   co n s ta n f o r   FID   d ec a y   is   d en o ted   b y   T 2 * .   T h s tr en g th   o f   FID   s ig n al  d ep en d s   o n   t h f lip   an g le    .   Hig h est  N QR   s ig n a is   ac h iev e d   w h e n               th u s   t h p u l s w id th   t h a t r esu lt s   to   m a x i m u m   FID   s ig n al  p o w er   is   r ef er r ed   as          p u ls w id t h .   T h FID   s ig n al  i n d u ce d   b y   o n ex citat io n   R p u ls is   v er y   w ea k   an d   th u s   SN R   o f   t h s i g n al  i s   v er y   lo w   to   m ak e   a n   ac c u r ate  d etec tio n .   T h u s   m o s t   o f   th e   NQ R   d ete ctio n   s y s te m s   ac t u all y   p er f o r m   t h d etec t io n   b y   r ep ea tin g   t h d etec tio n   c y cle  m an y   ti m es  a n d   NQR  FID s   a r ac q u ir ed   in   ti m in ter v als  b et w ee n   R p u l s es.   T h n u m b er s   o f   NQR  FID s   ar av er ag ed   to   in cr ea s th SN R   s o   th at  t h d etec tio n   ac cu r a c y   ca n   b i m p r o v ed .   T h n u clei  h a v to   b eg i n   w i t h   eq u il ib r iu m   s tate   f o r   ea c h   i n d iv id u al  d etec tio n   c y cle,   s o   t h s p ac i n g   b et w ee n   th p u l s es ( t g ap )   h a s   to   b n o   lo n g er   t h at  5 T 1 .   T h m a g n e tic  m o m en o f   n u cl ei  p r ec ess ed   w it h   th c h ar ac ter is tic  an g u lar   f r eq u en c y   w h ic h   is   ca lled   L ar m o u r   f r eq u e n c y ,   i s   g i v e n   b y                                                            ( 2 )     w h er     is   g y r o m etr ic  r atio   o f   n u cle an d           is   ap p lied   m a g n e tic  f ield .   T h p o w er   r eq u ir e m en ts   o f   t h R F   tr an s m itter   u s ed   in   a n   NM R   e x p er i m e n t/NQ R   ex p er i m e n d ep en d   n o o n l y   o n       o f   th n u cle u s   b u al s o   o n   th e   s a m p le  co il g eo m etr y .   I h as b ee n   s h o w n   t h at  H 1   p o w er   i n   th s a m p le  co il is   g iv e n   b y   [ 6 ] .                                                        ( 3 )     w h er       is   tr an s m itter   p o w er   i n   w att s     is   t h q u alit y   f ac to r   o f   th p r o b e,       is   r eso n a n ce   f r eq u e n c y   in   MH z   an d   is   th v o lu m o f   t h s a m p le  co il in   c m 3 .   T h o th er   t y p o f   NQ R   s i g n a th at  ca n   b g e n er ated   is   ca ll ed   s p in   ec h o .   I r eq u ir es  t w o   R p u l s es   w it h   d if f er en p h ases   to   p r o d u ce   an   ec h o   s ig n al.   FID   an d   s p in   ec h o   s ig n als  ar s h o wn   in   F ig ur 3 .   T h e   m ec h a n i s m   o f   g e n er ati n g   ec h o   s ig n al s   ca n   s i m p l y   b i n ter p r eted   as  r ef o cu s i n g   th e   o u t   o f   p h a s FID s .   Af ter   ap p licatio n   o f   1 st  90 R p u ls an   FID   is   g e n er ated .   A s   th 14  s p in s   h a v s li g h tl y   d i f f er e n t   NQR  f r eq u e n cies,   th s p i n s   ar s o o n   o u o f   p h a s an d   r es u lta n FID   d ec a y s   v e r y   f a s a s   e x p ec ted .   T h en   2 nd   180 o   R p u l s i s   ap p lied   af ter   s p ac in g   o f   t g ap.   T h u s   all  o u o f   p h a s 14 s p in s   ar f lip p ed   b y   1 8 0 o   w h ich   m ak es  t h s p in s   s tar t   to   p r ec ess   in   o p p o s ite  d ir ec tio n .   T h u s   t h s p i n s   ar r e f o cu s e d   a ti m e   t g ap   a f ter   s ec o n d   p u l s an d   s p in   ec h o   i s   r ad iated .           Fig u r 2 .   A p p licatio n   a n d   GU I   d ev elo p ed   in   L ab v ie w / C VI   f o r   NQR/ NM R   s p ec tr o m eter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n e   201 8   :   1 4 4 2     1450   1446       Fig u r 3 .   FID   an d   Sp in   E ch o   i n   ti m d o m ain       4.   RE SU L T S   T h s tab le  n itro g en   14 h as  n atu r al  ab u n d a n ce   o f   9 3 . 6 an d   n u clea r   s p in   I   1   w it h   it s   ass o ciate d   n u clea r   elec tr ical  q u ad r u p le  m o m e n t.  T h 14 NQR  tr an s i tio n s   i n   v ar io u s   s o lid s   f al in   th f r eq u e n c y   r an g e     0   to   6   MH [ 7 ] .   H en ce   14 N   w as  ch o s e n   f o r   th e   d esi g n .   14 NQR  s ig n al  f r o m   s a m p le  o f   2 0   g   o f   NaNO 2   w a s   o b s er v ed   at   f r eq u e n c y   o f   4 . 6 4   MH z.   W ith   t h e   ad d itio n   o f   p er m a n e n m ag n et s   1 a n d   2 H ,   NM R   s ig n al  f r o m   H 2 an d   D 2 w as   d etec ted .   Ob s er v atio n   o f   P r o to n   NM R   is     ea s y   a s   t h s tr en g th   o f   t h i s   s i g n al  i s   s tr o n g   a s   co m p ar ed   to   14 NQR s ig n al s   th er ef o r to   s tan d ar d ize  o u r   s p ec tr o m e ter ,   w h av o b s er v ed   1 NM R .     4 . 1 .   NQ s ig na l f ro m   Na NO 2   Fig u r e   4   s h o w s   th 14 NQ R   s ig n al  in   2 0   g   o f   So d iu m   Nitr ite.   T h o b s er v atio n   f r eq u e n c y   i s   4 . 6 4 2   MH z ,   w h er ea s   t h s i g n al  i s   of r eso n a n by   ab o u 2 5 0 0   Hz  r esu lti n g   in   o s cillato r y   FID .   R e x citatio n   p u ls e   len g th   o f   2 0   μ s   an d   p o w er   o f   1 2 0   W   w a s   u s ed   f o r   e x citatio n   o f   th n u clei .   T h p u l s len g th   is   s elec ted   s u c h   th at  it i s           p u ls e ,   to   g et  m ax i m u m   a m p lit u d o f   FID .     First ,   th p o w er   w a s   k ep c o n s ta n an d   p u ls w id t h   w as   in cr ea s ed .   T h en   p u ls w id th   w as  k ep t   co n s ta n an d   th e   p o w er   w a s   i n cr ea s ed .   T h r esu ltan t   v al u o f   2 0   μ s   as  p u ls w id t h   an d   Po w er   o f   1 2 0   W   w a s   o b tain ed   w h ich   m atc h es  w it h   E q u atio n s   ( 1 )   an d   ( 3 )   ap p r o x i m atel y .   T h en tire   c y cle  is   r ep ea ted   af ter   ev er y   0 . 5   s   ( lar g co m p ar ed   to   t h T 2 *   o f   0 . 7   m s ) .   T h s ig n al  s tr en g t h   is   at   t h e x p ec ted   lev el  o f   6   µV .   T h NQ R   s ig n al  s h o w n   in   F ig u r e   4   is   av er ag ed   f o r   256   tim es.           Fig u r e   4 .   14 NQR s i g n al  f r o m   NaN O 2       4 . 2 .   1 H   NM s ig na   T h NQR  s p ec tr o m eter   w as  m o d i f ied   to   NM R   s p ec tr o m e ter   b y   p laci n g   t h co il  in   p er m a n e n m ag n et .   At  t h d esi g n   f r eq u e n c y   o f   6   M Hz,   p r o to n   NM R   ca n   b o b tai n ed   at  m a g n etic  f i eld   o f   2 . 3 5   kG .   A s   a   h o r s s h o m a g n e o f   1 . 3 5   KGa u s s   w a s   a v ailab le,   th e   s p i n   ec h o   e x p er i m e n w a s   ca r r ie d   o u w i th   H 2 O   to   o b s er v e   th e   1 NM R   s i g n a l.  s m all  q u an t it y   o f   f er r ic  n itra te   is   ad d ed   f o r   r ed u cin g         o f   p u r w ater .   Fig u r e   s h o w s   th e   1 H   s p i n   ec h o es  f r o m   H 2 O:   FeNO 3 .   T h o b s er v atio n   f r eq u en c y   is   5 . 7 6 5   MH ( f r o m   E qu atio n   ( 2 ) ) .   W u s ed   t w o   R p u l s es  ( s p i n   ec h o   s eq u en ce )   w it h   p u l s w id t h s                  ,                     an d   s p ac in g   b et w ee n   p u ls e s   i s                           R ex ci tatio n   p o w er   w as  ab o u 7 0 W .   T h p o w er   a n d   p u ls w id t h   w as  s elec ted   ( f r o m   E q u atio n s   ( 1 )   an d   ( 3 ) s u c h   t h at  t 1   is   a           p u ls e .   A r eso n an ce ,   v o ltag e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       Th B u ild in g   o f P u ls ed   N QR /N MR  S p ec tr o mete r   ( P r ee ti He mn a n i)   1447   ac r o s s   ca p ac ito r   r ea ch es  v al u o f   Q   ti m es  t h ap p lied   v o lt ag e,   w h ich   w as  e x ce ed in g   t h r atin g   ( 5   k V)   o f   t h e   ca p ac ito r   an d   th u s   r es u lti n g   i n   s p ar k s   i n   t h ca p ac ito r s .   T h en tire   c y c le  w a s   r ep ea ted   af ter   ev er y   0 . 5   s .   T h e   s ig n al  s tr en g t h   wa s   5 0   µ V .   T h tr ac s h o w n   i n   Fi g u r e   6   is   th e   s ig n al  a f ter   a v er ag i n g   f o r   2 5 6   tim e s .   T h t w o   p u ls e x p er i m e n w as  p er f o r m ed   f o r   m ea s u r in g           b y   v ar y i n g   th s p ac in g   b et w ee n   th p u ls e s .           f o r   1 in   w ater   is   ca lc u lated   f r o m   Fi g u r e   5   as  367   µs.           Fig u r e   5 .   NM R   s i g n a l o f   1 i n   H 2 O       4 . 3 .   2 H   NM s ig na   T h     f o r   d eu ter iu m   is                         r a d /T esl a,   h en ce   th e   m a g n et  u s ed   f o r   o b s er v in g   p r o to n   ca n n o t   b u s ed   w it h   s a m s et u p ,   th u s   th m a g n et  w it h   a   m a g n e tic  f i eld   o f   5 . 8 5   k w as  u s ed   h er to   o b s er v th s p in   ec h o   o f   d eu ter i u m   f r o m   D 2 O .   T h d eu ter iu m   s ig n al  i s   s h o w n   in   Fig u r e   6 .   T h e   o b s er v atio n   f r eq u e n c y   is     3 . 8 5 5   MH ( f r o m   E q u at io n   ( 2 ) ).                                                         Fig u r 6 .   2 NM R   s i g n al  f r o m   D 2 O       4 . 4 .   P o s t   pro ce s s ing   o f   NQ s ig n a ls   I n   f ie ld ,   th ti m r eq u ir ed   to   d etec th NQ R   s ig n al  i s   a n   i m p o r tan p ar a m e ter .   W h ile,   th m ai n   ch alle n g f o r   NQR  tec h n iq u es  is   th e x tr e m e l y   p o o r   s ig n al  to   n o is r atio   ( SNR ) ,   v ar iatio n s   i n   th o t h er   p ar am eter s   lik te m p er at u r c o u ld   also   in f l u e n ce   th s i g n al  s tr en g t h   an d   p o s itio n .   Un d er   s u ch   co n d itio n s ,   i m p r o v i n g   SN R   b y   av er a g in g   r esp o n s to   r ep etiti v e x citatio n s   co u ld   p r o v f u t ile.   T h r ate   at  w h ich   R F p u l s e   h as  to   b r ep ea te d   d ep en d s   o n   p h y s ical  p ar a m eter s   o f   n u clea r   r elax atio n ,   w h ich   ar e,         an d       .   I n   p r ac tice  w e   ca n   ap p ly   p u l s s eq u e n ce   o f   len g t h         an d   r ep ea th p u ls s eq u en ce   ev er y         .   Fo r   m o s o f   ex p lo s iv e s   th r elax atio n   ti m e s   ar v er y   lo n g   w h ic h   lead   to   lo n g   d etec tio n   ti m es [ 1 ].   T h s ig n al  s h o w n   in   F ig u r 5   is   1 4 NQR  s ig n al  o b s er v ed   f r o m   NaN O 2.     T h s ig n al  o b ta in ed   af ter   o n p u ls w a s   v er y   w ea k   s o   t h SNR   w as i m p r o v ed   b y   ac cu m u latio n   o f   1 0 2 4   tim es.   As  w ca n n o s h o r ten   th r ela x atio n   ti m es,  m u c h   e f f o r t h as  b ee n   p u t i n to   in cr ea s in g   t h s e n s it iv i t y   o f   r ec eiv er   an d   i m p r o v i n g   s i g n al   d etec tio n   tec h n iq u e.   T o   i m p r o v SN R   p er   u n it   ti m s ev er a o th er   tec h n iq u es   h av b ee n   u s ed   i.e .   FIR  f ilter   [ 8 ] ,   w a v elet  tr an s f o r m   [ 9 ] ,   an d   ad ap tiv f ilter   [ 10 ] .   FIR  f ilt er   is   g en er all y   b ased   o n   p r io r   k n o w led g o f   s i g n al .   A d ap tiv f il ter   alg o r it h m s   a r u s ed   in   th i s   w o r k   a s   t h ese   d o   n o n ee d   p r io r   k n o w led g o f   s i g n al  an d   also   p ar am eter s   o f   ad ap tiv f ilter   c h an g es to   m ee t t h o p ti m izatio n   p ar a m eter s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n e   201 8   :   1 4 4 2     1450   1448   An   ad ap tiv f ilter   is   s el f - m o d if y i n g   d ig ital  f il ter   th at  ad ju s t s   its   co e f f icie n ts   f o r   m i n i m izi n g   a n   er r o r   f u n ctio n .   T h is   er r o r   f u n c tio n ,   also   r ef er r ed   as  t h co s f u n ctio n ,   is   d i s tan ce   m ea s u r e m en b et w ee n   th e   r ef er en ce   o r   d esire d   s i g n al  a n d   th e   o u tp u o f   th e   ad ap tiv e   f ilter .   A d ap ti v No is e   C a n c ellatio n   ( A N C )   a n d   A d ap tiv e   L i n E n h a n ce m en ( AL E )   ar t w o   ad ap tiv f il ter in g   s y s te m s   w i th   s i m ilar   m ec h an is m s   b u t   s l ig h tl y   d if f er e n d es ig n s   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   ANC  h as   t w o   s e n s o r s   to   r ec eiv tar g et  s i g n a a n d   n o is e   s ep a r atel y .   T h p r i m ar y   s ig n al  d ( n )   co n s is ts   o f     s ig n al   an d   n o is N o   to g eth er   an d   r ef er en ce   s i g n al  x ( n )   an d   n o is N w h ic h   ar e   n o co r r elate d   to   th e   s ig n al  b u co r r elate d   to   n o is N o .   T h r ef er en ce   s ig n al  p a s s es   t h r o u g h   th e   ad ap tiv f ilter   a n d   o u tp u y   ( n )   is   p r o d u ce d   as  ap p r o x im a tel y   as   N o   ( n ) .   T h f ilter   r ea d j u s ts   its   co ef f icie n ts   co n ti n u o u s l y   to   m i n i m ize  t h e   er r o r   b et w ee n   N ( n )   a n d   y   ( n )   d u r i n g   t h is   p r o ce s s .   T h o u tp u t   y   ( n )   is   s u b tr ac ted   f r o m   th e   p r im ar y   in p u to   p r o d u ce   th s y s te m   o u tp u e=  S +N o - y ,   w h ich   is   f ilter ed   s ig n al.   e( n )   p r o v id es  th s y s te m   co n tr o l sig n al  an d   u p d ates th ad ap tiv f ilt er   co ef f icie n t s ,   w h ich   m in i m ize s   r esid u al  n o is e.   AL E   o n l y   r eq u ir es   a   s in g le   s en s o r   an d   d ela y   to   p r o d u ce   d ela y ed   v er s io n   o f   d ( n ) ,   w h ic h   d ec o r r elate s   th n o is w h i le   leav i n g   th tar g et  s ig n al  co m p o n en co r r elate d .   T h is   is   b ec au s n o i s is   a   b r o ad b an d   s ig n a w h ic h   is   n o co r r elate d   to   th e   p r ev io u s   s a m p le  v alu e s   u n li k e   a   n ar r o w b an d   s ig n al.   T h d ela y   ca u s e s   d ec o r r elatio n   b et w ee n   th n o is co m p o n en ts   o f   t h e   in p u d ata  in   t w o   c h an n el s   w h ile  i n tr o d u ci n g   a   s i m p le  p h ase  d i f f er en ce   b et w ee n   s in u s o id al  co m p o n en ts   o f   t he   s ig n al.   T h ad ap tiv e   f ilter   r e s p o n d s   b y   f o r m i n g   tr an s f er   f u n ctio n   eq u iv ale n to   t h at  o f   n ar r o w b an d   f ilter   ce n ter ed   at  th f r eq u e n c y   o f   th e   n ar r o w b an d   s i g n al.   T h o u tp u y ( n )   o f   t h e   ad ap tiv f ilter   i n   t h AL E   is   an   esti m ate   o f   t h n o is f r ee   i n p u s ig n al.   Dela y   Δ   is   s elec ted   s u ch   th at  Δ   is   lo n g er   th a n   τ d ( B B )   i.e .   co r r elatio n   len g t h   o f   t h b r o ad b an d   n o is is   s m al ler   th a n   co r r elatio n   len g th   o f   n ar r o w b an d   s i g n al  i. e.   τ d   ( NB ) ,   b ey o n d   t h ese  l ag s ,   t h r esp ec tiv e   co r r elatio n s   d ie  o u t q u ick l y .       i.e   τ d   ( B B )   Dela y   ( Δ )     τ d   ( NB )                 ( 4 )     T h AL E   is   s i m u lated   u s i n g   L MS  b lo ck   o f   S i m u li n k ®   a s   s h o w n   in   F ig u r 7 .   T h r ef er en ce   s ig n al  i s   d elay ed   v er s io n   o f   p r i m ar y   s ig n a l   th er e f o r e                 is   g iv e n   to   t h d esire d   p o r o f   L MS  b lo ck   a n d   is   d ela y ed   b y     an d   f u r th er   g i v en   to   t h e   i n p u p o r o f   L M b lo ck   o f   s i m u lin k .   N QR   s i g n al  m o d el                 is   a   n ar r o w b an d   s ig n al  w h ile  n o is e                 is   b r o ad b an d   s ig n al.   T h d elay i n g   o f   s ig n al  d ec o r r elate s   th n o is e   co m p o n e n t .   T hus ,   t h er r o r   i.e   th d i f f er en ce   b et w ee n                 an d   AL E   o u tp u t i s   o n l y   n o i s e.   T h d ela y   i s   c h o s en   ac co r d in g   to   eq u atio n   n o . 4 ,   i.e .   d ela y   9 6   ∆  3 6 0   ( f o r   NQR  s ig n al  m o d el  a s   n o i s b an d w id th   is   3 0   kH an d   s i g n a is   ass u m ed   to   b 8   k Hz,   f s /3 0   9 6 ,   f s /8   =   3 6 0 ) .   T h o th er   p ar a m eter s   s u ch   a s   L e n g th   o f   f ilt er   L   =   2 5 6   an d   s tep   s ize  µ  0 . 1   ar e   k ep t   th s a m e   as  th at  f o r   A N C .   T h er r o r   i s   e m p lo y ed   to   u p d ate  th f ilte r   w eig h t s   s u c h   th a t   AL E   o u tp u t is clo s to             .           Fig u r 7 .   AL E   i m p le m e n ted   i n   Si m u lin k       T h r ea ti m e   14 NQR   s i g n al   f r o m   NaN O 2   ac q u ir ed   f r o m   NQR  s p ec tr o m eter   i s   s h o w n   i n   F ig u r 8 Du to   lo w   S NR   o f   a   s in g le   FI D,   it i s   e n h an ce d   b y   ac c u m u latio n   [ 12 ] .   T h r esu lt s   o f   ap p l y i n g   AL E   al g o r ith m   to   r ea ti m s i g n al   ar s h o w n   i n   Fi g u r e   8   an d   t h co r r esp o n d in g   p o w er   s p ec tr u m   is   s h o w n   in   Fi g u r 9   Fig u r e   1 0   s h o w s   I n s ta n ta n eo u s   Sq u ar E r r o r   ( I SE )   w h e n   AL E   i s   ap p lied   to   r ea NQ R   FID   s i g n a l.  T h r esu lt s   s h o w   t h a I SE  co n v er g es  w i t h in   1   m s .   T h A N C   al g o r ith m   i s   n o ap p lied   to   th e   r ea NQR  as  n o is ca n n o b ac q u ir ed   s ep ar atel y   f r o m   N Q R   s i g n al.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       Th B u ild in g   o f P u ls ed   N QR /N MR  S p ec tr o mete r   ( P r ee ti He mn a n i)   1449       Fig u r 8 .   NQR s i g n a l o f   NaN O 2   at  in p u t   ( b lu e)   a n d   o u tp u ( p in k )   o f   AL E       T h ac q u ir ed   NQR  s ig n a co m es  t h r o u g h   3 0   k Hz  f i lter   th u s   d ela y   f o r   AL E   is   d ec id ed   b y   th c u to f f   f r eq u en c y   ( 3 0   k Hz)   an d   s a m p l in g   f r eq u e n c y   ( 2 . 8 7 5   MH z)   w h ich   i s   9 6   [ 11 ].             Fig u r e   9 .   P o w er   s p ec tr u m   o f   r ea l ti m NQ R   s i g n al  o f   NaNO an d   o u tp u t o f   AL E     Fig u r e   1 0 .   I SE  f o r   r ea l tim N QR   as i n p u t to   AL E         5.   SUM M ARY  AND  F UT URE   SCO P E     T h e   l o w   s ig n a l   t o   n o i s e   r a ti o   ( S NR )   in   N QR   s p e c t r o m e ter   h as   b e en   o b s e r v e d   t o   p r es en t   c e r t a in   im p en d in g   ch a l l en g es   p e r t a in in g   t o   h ig h   in t e r f e r en c es   in   t h e s e   ty p e s   o f   d e t e c t i o n   t e ch n i q u es .   T h e r e f o r e ,   th e   cu r r en r esear ch   h as  d e v elo p ed   an   i m p r o v ed   NQR /NMR  s p ec tr o m e ter   b ased   o n   FP GA   b y   in co r p o r atin g   h ig h   s p ee d   A DC s ,   R p o w er   a m p l i f ier ,   p r am p li f ier ,   cr o s s   d io d e s ,   q u ar ter   w av tr a n s f o r m er   an d   b an d   p ass   f ilter T h in co r p o r ated   p e r m a n en m ag n et  ac h ie v ed   a   un i f o r m   f ie ld   NM R   s i g n al  o f   p r o to n   an d   d eu ter iu m   f r o m   H 2 O   an d   D 2 O   r esp ec tiv el y .   Als o ,   to   im p r o v t h SNR   a d ap tiv f ilter   alg o r ith m s   s u c h   as  AL E   w a s   ap p lied   in   r ea ti m s ig n al  to   t h NQR  s ig n al  m o d el.   Fo r   f u r t h er   r esear ch ,   th i s   NQ R /NM R   s p ec tr o m e ter   can   b   f u r t h er   d ev elo p ed   in to   m i n iat u r s p ec tr o m e ter   th r o u g h   t h in te g r a tio n   o f   R a m p li f ier ,   r ec iev er   m o d u le  an d   FP G m o d u le  o n   o n b o ar d .   I n   th is   m an n er ,   t h e x p lo s iv d etec t i o n   an d   m i n d etec tio n   m ec h a n is m s   o f   N QR / NM R   ex p er i m e n ts   ca n   b en h a n ce d   an d   r esu lt i n   m o r p r o d u ctiv p er f o r m a n ce .       RE F E R E NC E S     [1 ]   A.   N.   G a rro w w a y ,   e a l . ,   Re m o t e   S e n si n g   b y   Nu c lea Q u a d r u p o le   Re so n a n c e , ”  I E EE   t ra n s.  Ge o s c i e n c e   a n d   re m o t e   se n s i n g ,   v ol 39 ,   n o .   6 ,   2001.   [2 ]   G u d m u u n d s o n   E .,   e a l. ,   NQ b a se d   Ex p l o s iv e   d e tec ti o n - A n   Ov e rv iew , ”  9 th   In ter n a ti o n a sy m p o s i u o n   s i g n a l   Circ u it a n d   sy s tem s   ( I S S C S   2 0 0 9 ) I A S I ,   R o m a n ia ,   2009.   [3 ]   R.   F u k u s h im a ,   Ex p e rim e n ta P u l se   N M R ,   N u ts  a n d   B o l ts  a p p r o a c h .   [4 ]   P .   He m n a n i,   e a l. ,   De v e lo p m e n o f   lo w   f re q u e n c y   F P GA   b a s e d   NQ /NM sp e c tro m e ter ,   Gl o b a jo u rn a o f   Res e a rc h e s in   En g in e e rin g F ,   El e c trica a n d   El e c tro n ics   e n g i n e e rin g v ol .   16 ,   n o .   2 2 0 1 6 .     [5 ]   P .   He m n a n i,   e a l. ,   F P G A   b a se d   RF   p u lse   g e n e ra to f o NQ R/N M sp e c tro m e ter ,     in   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   A d v a n c e in   Co m p u t in g   a n d   Co mm u n ica ti o n s,  C o c h in ,   S e p tem b e 2 0 1 6 ,   p u b li s h e d   i n   Pro c e e d in g Co mp u ter   S c ien c e v ol .   93,   p p.   1 6 1 - 1 6 8 ,   2 0 1 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n e   201 8   :   1 4 4 2     1450   1450   [6 ]   T .   C.   F a rra r   a n d   E .   Be c k e r ,   P u l se   a n d   F o u rie T ra n sf o rm   NMR:   In tr o d u c ti o n   t o   t h e o ry   a n d   M e t h o d s ,   A c a d e m ic   P re s s .   [7 ]   J .   S e li g e r   a n d   V .   Z a g a r ,   Ne w   m e th o d f o d e tec ti o n   o f   14 N QR  f r e q u e n c ies , ”  A p p l ie d   m a g n e t ic re s o n a n c e v ol .   43 n o .   4 ,   p p .   469 - 4 8 4 ,   2 0 1 2   [8 ]   T .   N.   R u d a k o v ,   De tec t i o n   o f   E x p l o siv e s   b y   NQ R   m e th o d :   M a i n   a sp e c ts   f o r   Ex p o r S e c u r i ty ,   se ries   1874 - 6 5 0 0 ,   NA T O S c i e n c e   f o r   p e a c e   a n d   se c u ri ty ,   S p ri n g e r ,   p p .   111 - 138 ,   2 0 0 9 .   [9 ]   R .   Xie ,   e a l. ,   De - n o isi n g   m e th o d f o NMR  l o g g in g   e c h o   sig n a ls   b a se d   o n   w a v e let  tran sf o r m ,   J .   Ge o p h y s.  E n g . ,   v o l.   1 1 ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   T Ya n g ,   e t   a l . ,   N QR S ig n a P r o c e ss i n g   Ba se d   o n   M u lt i - sta g e   W ie n e F i lt e r , ”  S y m p o s i u m o n   S e c u ri ty De tec ti o n   a n d   In f o rm a ti o n ,   Pr o c e d i a   E n g i n e e r i n g ,   v o l.   7 ,   p p .   229 - 234 2 0 1 0 .   [1 1 ]   J .   R .   M o h a m m e d ,   e t   a l . ,   A n   E f f icie n A d a p t iv e   N o ise   Ca n c e ll a ti o n   S c h e m e   Us i n g   A L a n d   N L M S   F il ter s,   In ter n a ti o n a J o u r n a l   o f   E lec tri c a a n d   C o m p u ter   E n g i n e e r i n g   ( IJ E CE) ,   v ol .   2 ,   n o .   3 ,   p p .   3 2 5 ~ 3 3 2 2012 .   [1 2 ]   R.   M.   Ra m li ,   A   R e v ie w   o f   A d a p ti v e   L in e   En h a n c e rs  f o No ise   Ca n c e ll a ti o n ,   Au str a li a n   J o u rn a o B a sic   &   Ap p li e d   S c ie n c e s ,   v ol 6 ,   n o .   6 ,   p p 3 3 7 2 0 1 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.