H-H一级耦合
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lecture_3---耦合
以X的共振频率照射，使X( )与X( ) 之间快速相互迁移，从而使检测到 的信号是二者的平均信号 A Notation: A{X}
A
J
A
X
irrad at X X
X( )
X( )
A( )
A( )
Decoupling of 13C NMR
更简单的谱线
更高的信噪比
OH
OH
O
Decoupling of 13C NMR
1H－1H三键耦合－－－Karplus
Ha
Equation
Jab Jad
Jac
远程耦合
跨越四根键及更远的偶合称为长程偶合， 偶合常数一般小于1Hz。但 是， 对于连结偶合核的键在空间中呈固定‘ W ’构型的分子。
远程耦合
H
4
H
5
H
C
C
C
H
4J H1-H3 5J H1-H4
= 1.07 Hz = 1.21 Hz = 0.95 Hz
H－D一键耦合常数为6.5Hz，二、三键耦合常数为1－2Hz。 I＝1/2 可将质子裂分为N＋1个峰 一键耦合常数为几十到一百几十，
19F
三氟丙酮中氟对甲基质子的四键耦合常数仍然有4.3Hz。
31P
I＝1/2 可将质子裂分为N＋1个峰 一键耦合常数为200-700Hz，二键耦合常数为0.5-20Hz。
I
S
I
S
耦合常数 J （Hz）
耦合常数的值与谱仪频率无关
原子核间的耦合－－－N＋1（2I＋1）规律
b Ib S I aIbS S I S bIaS
aIaS
aa ab ba bb CH3
aaa aab aba baa abb bab bba bbb CH2
A
J
A
X
irrad at X X
X( )
X( )
A( )
A( )
Decoupling of 13C NMR
更简单的谱线
更高的信噪比
OH
OH
O
Decoupling of 13C NMR
1H－1H三键耦合－－－Karplus
Ha
Equation
Jab Jad
Jac
远程耦合
跨越四根键及更远的偶合称为长程偶合， 偶合常数一般小于1Hz。但 是， 对于连结偶合核的键在空间中呈固定‘ W ’构型的分子。
远程耦合
H
4
H
5
H
C
C
C
H
4J H1-H3 5J H1-H4
= 1.07 Hz = 1.21 Hz = 0.95 Hz
H－D一键耦合常数为6.5Hz，二、三键耦合常数为1－2Hz。 I＝1/2 可将质子裂分为N＋1个峰 一键耦合常数为几十到一百几十，
19F
三氟丙酮中氟对甲基质子的四键耦合常数仍然有4.3Hz。
31P
I＝1/2 可将质子裂分为N＋1个峰 一键耦合常数为200-700Hz，二键耦合常数为0.5-20Hz。
I
S
I
S
耦合常数 J （Hz）
耦合常数的值与谱仪频率无关
原子核间的耦合－－－N＋1（2I＋1）规律
b Ib S I aIbS S I S bIaS
aIaS
aa ab ba bb CH3
aaa aab aba baa abb bab bba bbb CH2
cu-h耦合 核磁
cu-h耦合核磁
"cu-h耦合"是指核磁共振（NMR）中观察到的一种现象，它涉及到铜和氢原子之间的相互作用。
在核磁共振实验中，当样品中含有铜和氢原子时，它们之间可能会发生相互作用，导致观察到的NMR谱线出现耦合效应。
铜原子的存在可以影响氢原子的化学位移和耦合常数，这意味着铜原子的存在会改变氢原子在NMR谱中的位置和形状。
这种耦合效应通常被称为"cu-h耦合"，它可以提供关于分子结构和化学环境的重要信息。
从理论角度来看，cu-h耦合可以通过量子力学的密度泛函理论（DFT）来解释。
DFT可以用来计算分子中不同原子之间相互作用的强度和性质，从而帮助理解cu-h耦合现象的原理。
此外，从实验角度来看，科学家们可以利用各种核磁共振技术来研究cu-h耦合现象。
他们可以通过调整实验条件和分析NMR谱线的形状和位置来研究cu-h耦合的特性，从而深入了解样品中铜和氢原子之间的相互作用。
总的来说，cu-h耦合在核磁共振领域具有重要意义，它不仅可以为化学研究提供有用的信息，还可以帮助科学家们更好地理解分子结构和化学反应机制。
通过理论和实验的结合，我们可以更全面地认识cu-h耦合现象的特性和意义。
多级放大电路的耦合方式及分析方法
3. 集成运放的符号和电压传输特性 uO=f(uP-uN)
在线性区： uO＝Aod(uP－uN) Aod是开环差模放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。 (uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是 ＋UOM , 就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。
小功率管多为5mA
由最大功耗得出
必要性？
rz＝Δu /Δi，小功率管多为几欧至二十几欧。 UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大 ，则改用DZ。
NPN型管和PNP型管混合使用
问题的提出： 在用NPN型管组成N级 共射放大电路，由于 UCQi＞ UBQi，所以 UCQi ＞ UCQ(i-1）（i=1～N）， 以致于后级集电极电位 接近电源电压，Q点不合 适。
三、多级放大电路的频率响应：分析举例
一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相 互影响）的幅频特性均如图所示。
20 lg A 20 lg A 40 lg A 20 lg A u u1 u2 u1
6dB 3dB
≈0.643fH1
fL fH
fL> fL1， fH< fH1，频带变窄！
2. 集成运放电路的组成
两个 输入端
一个 输出端
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为 一个组成部分的作用
偏置电路：为各 级放大电路设置 合适的静态工作 点。采用电流源 电路。 输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad 大， Ac小，输入端耐压高。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够 的放大能力。 输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最 大不失真输出电压尽可能大。
第6章级联放大电路
Rs
+ us -
ri1
VT1 +
+ ui -
uo1 -
ri2
（a) 多级放大电路图
VT2 +
RE2 uo -
VT1 +
Rs
uo1 ri2
+
-
us
-
（b) 输入电阻法
级联放大器电压增益AU
AU
uo ui
AU1 AU 2
其中：
AU 1
uo1， ui
AU 2
uo uo1
考虑信号源内阻时
AUs
uo us
ui us
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第6章 级联放大电路
2/28
第6章 级联放大电路
问题： 1.为什么要采用多级级联放大？ 2.常用的级联耦合方式有哪几种？特点如何？ 3.级联电路的动态特性主要取决于那一级？如何分析 计算？
3/28
多级放大电路
级联问题的产生原因：电压增益指标不满足要求等。需要 多次（级）放大。
Ec
Ui
Uo
出电压却缓慢变化的现象，称为零点漂移现象。
零点漂移产生的原因：温度
变换所引起的半导体器件参数的 变化是产生零点漂移现象的主要 原因，因此零点漂移也称为温度 漂移，简称温漂。
抑制零点漂移的方法：
（1）引入直流负反馈 （2）温度补偿 （3）采用差分放大电路
直接耦合放大电路
23/28
级联放大电路小结
本章主要内容如下: 一、级联目标 •提高放大电路增益。 二、耦合方式 •阻容耦合：电容与后级输入电阻一起形成阻容耦合，各级之 间直流工作点独立。不易集成。 •变压器耦合：功率传输效率高，能传递直流和变化缓慢的信 号。不易集成。 •直接耦合：能传输交流、直流信号，易集成。 •二极管光电耦合：电-光-电，不易集成。
H11L1光电耦合器
ICC(on)
—
VOL
—
Threshold Current, ON (RL = 270 Ω, VCC = 5 V)
H11L1 H11L2
IF(on)
—
—
Threshold Current, OFF (RL = 270 Ω, VCC = 5 V)
H11L1 H11L2
IF(off)
0.3
0.3
Hysteresis Ratio (RL = 270 Ω, VCC = 5 V)
TA = 25°C
–50 –25
0
25 50 75 100
TA, TEMPERATURE (°C)
Figure 4. Threshold Current versus Temperature
1 0.5
0.2 0.1 0.05
0.02
1
2
5
10
20
IO, LOAD CURRENT (mA)
50
100
Figure 5. Output Voltage, Low versus Load Current
Characteristic
Symbol
Min
INPUT LED
Reverse Leakage Current (VR = 3 V, RL = 1 MΩ)
IR
—
Forward Voltage (IF = 10 mA) (IF = 0.3 mA)
VF
—
0.75
Capacitance (VR = 0 V, f = 1 MHz)
Rating
Symbol
Value
Unit
INPUT LED
Reverse Voltage
偶合常数
2011-3-20
42
3J（
Jvic， J邻）
饱和碳
1.两个碳原子都是sp2时， Jvic较大。
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43
2.两面角夹角ф对Jvic有很大影响。
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44
3.取代基电负性对Jvic的影响
在CH-CHX中，X的电负性越大，Jvic就越小
4.夹角HA-C-C和C-C-HB的角度越大， Jvic就越小
2011-3-20
4
峰裂分数
H H C C H H H CH 3 C CH3 H
1:3:3:1
1:2:1
1:6:15:20:15:6:1
1:1
1H核与n个不等价1H核相邻时，裂分峰数：
（n+1)( n´+1)……个；
Hb Ha Hc C C C C Hd
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(nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2 × 2=8 Ha裂分为8重峰
CH3
CH3
Br2 FeBr3
Br
It is not chemically equivalent. 两个甲基上氢在不同位置上出现信号。
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CH3
CH3
10
如：
等性质子用同样字母表示 既然是化学等性的质子，也必须是立体化学等性的，因此也能很 容易地分析下列式子：
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11
对称操作处理法 ：
例如：七元环，六元环和五元环芳香 族邻位Jvic各为12，7，3.7Hz
2011-3-20
环大小
45
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46
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47
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波谱解析复习名词解释
氢谱屏蔽效应:氢核周围不断运动的电子影响,在外场的作用下,运动着的电子产生相对于外磁场方向的感应磁场,起到屏蔽作用,使氢核实际受到的外磁场作用减小。
化学键的磁各向异性:如果由电子组成的化学键在空间形成小的磁场,与化学键不对称,则产生了磁各向异性,与外场相反,消弱了外场,屏蔽作用“+”,化学位移变小。
与外场相同,去屏蔽作用。
去偶法:用第一个振荡器扫描Ha时,用第二个振荡器扫描Hb使他发生共振,hb 在两种自旋之间迅速变化,Hb对Ha的两种影响被抵消掉,这样Ha就等于没有受到影响,这就是去偶。
核的NOE效应:当两个人(组)不同类型的质子位于相近的空间距离时,照射其中的一个会使另一个质子的信号增强。
碳谱碳谱的特点:耦合常数大:1H-1H耦合常数0-20Hz.碳原子常与氢原子连接,它们可以互相耦合,这种13C-1H 一键耦合常数的数值很大,一般在125-250 Hz。
因为13C 天然丰度很低,这种耦合并不影响1H 谱,但在碳谱中是主要的。
弛豫时间长:13C 的弛豫时间比1H 慢得多,有的化合物中的一些碳原子的弛豫时间长达几分钟,这使得测定T1、T2等比较方便。
另外,不同种类的碳原子弛豫时间也相差较大,这样,可以通过测定弛豫时间来得到更多的结构信息。
共振方法多:13C NMR 除质子噪声去耦谱外,还有多种其它的共振方法,可获得不同的信息。
如偏共振去耦谱,可获得13C-1H 耦合信息;门控去耦谱,可获得定量信息等。
因此,碳谱比氢谱的信息更丰富,解析结论更清楚。
空间效应:13C化学位移还易受分子内几何因素的影响。
相隔几个键的碳由于空间上的接近可能产生强烈的相互影响。
通常的解释是空间上接近的碳上H 之间的斥力作用使相连碳上的电子密度有所增加,从而增大屏蔽效应,化学位移则移向高场。
羰基碳200 酯基碳170苯环连氧碳155苯环碳110-140缩酮(醛)105连氧碳60-80甲氧基55甲基碳10-20 OCH3:一般位于55-60 CH2OH:一般位于62左右CHOH:一般位于60-80 C-OH:一般大于80 炔烃:C=65-90烯烃: C=100-150质子宽带去偶:C原子与直接相连的H或邻近C原子上的H 都有偶合---谱线复杂。
耦合、耦合器件详解
电容的标注方法分为：直标法、色标法和数标法。对于体积比较大的电容，多采用直标法。如果是0.005，表示0.005uF=5nF。如果是5n，那就表示的是5nF。
数标法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是10的多少次方。如：102表示10x10x10 PF=1000PF，203表示20x10x10x10 PF。
●好电容代表着高品质。
“唯电容论”曾经盛极一时，一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖点。在板卡设计中，电路设计水平是关键。和有的厂商可以用两相供电做出比一些厂商采用四相供电更稳定的产品一样，一味的采用高价电容，不一定能做出好产品。衡量一个产品，一定要全方位多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意无意的夸大.
4，去耦合电容简称去耦电容。
5，例如，晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻，它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合，这个电阻就是产生了耦合的元件，如果在这个电阻两端并联一个电容，由于适当容量的电容器对交流信号较小的阻抗（这需要计算）这样就减小了电阻产生的耦合效应，故称此电容为去耦电容。
③电容的容量。
电容容量表示能贮存电能的大小。电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，容抗与交流信号的频率和电容量有关，容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)。
④电容的容量单位和耐压。
电容的基本单位是F（法），其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。由于单位F 的容量太大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。换算关系：1F＝1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。
⑦电容使用的一些经验及来四个误区。
一些经验：在电路中不能确定线路的极性时，建议使用无极电解电容。通过电解电容的纹波电流不能超过其充许范围。如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电容。电容的工作电压不能超过其额定电压。在进行电容的焊接的时候，电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离，以防止过热造成塑料套管破裂。并且焊接时间不应超过10秒，焊接温度不应超过260摄氏度。
第三章：1H-NMR-3
Multiplet , m
二 共振峰分裂规则
二 共振峰分裂规则
二 共振峰分裂规则
二 共振峰分裂规则
1.16 3.57
OH 2.0
1.16
3
2
1
0
PPM
氯乙烷的NMR
两组相互偶合的信号多“遥相呼应” ，“内侧 高” ，“外侧低” 。
三 核的等价性
• 核的等价性，包括化学等价和磁等价。
①化学等价（Chemical equivalence）：分子中有一组 相同的原子或基团处于相同的化学环境时，称他们 化学等价，化学等价的核具有相同的化学位移
四 自旋系统
一级谱（first order spectra)的特点：
（1）裂分峰数目符合（n+1）或(2nI+1)规律。 （2）裂分峰强度符合二项展开式的系数。 （3）从图上可直接读出δ和J值， 峰组中心位置为δ，裂距 等于偶合常数J。 产生一级谱的条件 （1） Δ/J大，至少大于6； （2）同一核组（其化学位移相同）的核均为磁等价
二级谱图（second order spectra) （1）裂分峰数目不符合（n+1）规律。 （2）裂分峰强度相对关系复杂。 （3）从图上不能直接读出δ和J值。
四 自旋系统
常见自旋系统
二旋系统 AX ，AB，A2 三旋系统 A3，AX2 ，AB2，AMX，ABX，
ABC
四旋系统 A2X2，A2B2，AAˊBBˊ
A: 13C ，19F，31P C: 2H，19F，13C
B:1H ，2H， 13C D:19F，31P ,12C
第三节 自旋偶合与自旋裂分 (spin-spin coupling and splitting)
一 自旋偶合的机理 二 共振峰裂分规则 三 核的等价性 四 偶合常数及影响因素 五 自旋系统
二 共振峰分裂规则
二 共振峰分裂规则
二 共振峰分裂规则
二 共振峰分裂规则
1.16 3.57
OH 2.0
1.16
3
2
1
0
PPM
氯乙烷的NMR
两组相互偶合的信号多“遥相呼应” ，“内侧 高” ，“外侧低” 。
三 核的等价性
• 核的等价性，包括化学等价和磁等价。
①化学等价（Chemical equivalence）：分子中有一组 相同的原子或基团处于相同的化学环境时，称他们 化学等价，化学等价的核具有相同的化学位移
四 自旋系统
一级谱（first order spectra)的特点：
（1）裂分峰数目符合（n+1）或(2nI+1)规律。 （2）裂分峰强度符合二项展开式的系数。 （3）从图上可直接读出δ和J值， 峰组中心位置为δ，裂距 等于偶合常数J。 产生一级谱的条件 （1） Δ/J大，至少大于6； （2）同一核组（其化学位移相同）的核均为磁等价
二级谱图（second order spectra) （1）裂分峰数目不符合（n+1）规律。 （2）裂分峰强度相对关系复杂。 （3）从图上不能直接读出δ和J值。
四 自旋系统
常见自旋系统
二旋系统 AX ，AB，A2 三旋系统 A3，AX2 ，AB2，AMX，ABX，
ABC
四旋系统 A2X2，A2B2，AAˊBBˊ
A: 13C ，19F，31P C: 2H，19F，13C
B:1H ，2H， 13C D:19F，31P ,12C
第三节 自旋偶合与自旋裂分 (spin-spin coupling and splitting)
一 自旋偶合的机理 二 共振峰裂分规则 三 核的等价性 四 偶合常数及影响因素 五 自旋系统
核磁共振氢谱及碳谱(NMR)
O
CH2 C O CH2 127-134 41 171 精品课件61
CH3 14
影响碳谱化学位移的因素
• 2p电子密度的影响 2p轨道电子密度增加，则轨道扩大，<r-3>2p减 小，|p|减小，dC减小。
• 如电子体系：电子密度r与dC有一个线性关
系
dC = 160r + 287.5 (ppm)
即电子密度r越大，化学位移越小
精品课件 180.1
H2C
OH
17 0.4 OH
12 7.2
O
CH 19 0 .7
O
C CH3 19 5.7
O
C OH 17 3.5
烷烃中C的化学位移
• d 的近似计算
C (k) 1.3 2 3 Z ki(R i)Z ki'(R i')S
i
i
Zi—取代基增值；s—邻位位阻；kj—g取代基构象角度
7 7 .5 3 5 .7 3 2 .9
其中：
DE——电子的激发能
r ——2p电子与核的距离
Q——为分子轨道理论中的键级：QAA为A核的2p轨道电子数目的
贡献，
为与A相15.39.2 连14.033.8 14.6的45.5 核的贡献，二者之和为键级的贡献
注意其中的负号。 26.9 I 21.5 Br 18.7 Cl
CH4 CH3X CH2X2 CHX3 CX4 X=Cl -2.3 23.8 52.8 77.7 95.5
X=I
-21.8 -55.1 -141.0 -
292.5
精品课件
烷烃中C的化学位移
d．超共轭效应 N、O、F的取代，使g-C原子高场位移比烷基取代 更明显。
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a
b c
a c
b
CH3CH3CH2-NO2 Jab≠Jbc
JAB=5units
JBC=3units
JAB JBC
广义n+1律:(na+1) (nb+1) (nc+1)……峰数
3.8
一些简单的1H-1H分裂模式
(Some simple 1H-1H splitting patterns)
自旋系统: 互相偶合的一组核构成一个自旋系统 化学等价: 分子中一组核的化学位移相等,则这组 核称为化学等价核 磁等价: 分子中一组化学位移相同的核, 它们对分子中 组外任何一个核都表现出相同大小的偶合, 既 只表现出一个偶合常数,则这组核称为～。
AB自旋系统 （a） A
JAX
X
JAX
（ b）
v4
v3
v2
v1
A
v4
v3
B
v2 v1
（ c）
δA
Hale Waihona Puke ABδBv4
v3v2
v1
例：哥伦比亚甙元
i f
g h AB自 旋 系 统 J g h 8 Hz
a : A3 b : A3
AB自 旋 系 统 J if 9.5 Hz
e d AX 2自 旋 系 统
HA Cl C Cl H1 C Cl H2
HA HA C HA HB C HB Br
HA HA C HA C C
HM Hx
峰的裂分数：服从 n+1律:
某个1H 核旁边有n个等同的其它1H 核
信号强度比：二项式展开( a + b )n 系数比
CH 2ClCHCl2
a
b
规律：化学位移相同质子之间的 偶合在NMR谱上不表现出来
3.7
1H- 1H
一级偶合
(1H- 1H first-order coupling)
直偶 偕偶 邻偶 Geminal coupling Vicinal coupling
1H- 1H 1H1H-
C- 1H C-C - 1H
远程偶 Long rang coupling
四键以上
自旋分裂的精细结构
精细结构：一般把被邻近的磁性核分裂后的NMR吸收峰称 为精细结构，通常要求不超过3个化学键的间隔
④ δ中心
⑤ J=峰间距
二级图谱的特征
AB自旋系统 ①
< 10 J
② 不符合 n+1律 ③强度比不符合二项式展开各项系数比
④
δ AB δ A δ B (v4 v1 )(v3 v2 )
⑤ JAB=ν4-ν3=ν2-ν1
I3 I2 (v4 v1 ) I4 I1 (v3 v2 )
c: A
哥伦比亚甙元
非对映体 (diasteratopic)
Mea O C O Meb C
HO H
Meb
Mea H
OH
Me.a OC HO CH
Me.b CH OC HO
ABX自旋系统
例1 ： 天冬氨酸钠
分类原则
AMX 自旋系统:
分子中化学位移不相近(相差较大)的核发生偶合
一级图谱: ABC 自旋系统: 分子中化学位移相近的核发生偶合 二级图谱:
< 10 为 A 、 B、 C自旋系 统 J
> 10 为 A 、 M、 X自旋系统 J
一级图谱的特征
①
> 10 J
② n+1律 ③ 二项式展开各项系数比