Le tecniche di doppia risonanza nella spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) comportano l'applicazione simultanea di due diverse frequenze, o impulsi di radiofrequenza, per manipolare e osservare due spin nucleari distinti. Un'importante applicazione della doppia risonanza è il disaccoppiamento di spin, che sopprime selettivamente l'accoppiamento con un tipo di nucleo mentre si osserva il segnale NMR da un altro nucleo, semplificando lo spettro e migliorando la risoluzione.

Il disaccoppiamento di spin, di solito, si ottiene irradiando gli atomi campione con una sequenza di impulsi di radiofrequenza (rf) adatta, eliminando efficacemente tutto l'accoppiamento con un nuclide. Questo semplifica lo spettro osservato, rendendo più facile analizzare e comprendere le relazioni tra i diversi nuclei.

Gli esperimenti di doppia risonanza possono essere classificati come eteronucleari o omonucleari, a seconda che i due insiemi di nuclei siano rispettivamente di isotopi diversi o dello stesso isotopo. Possono anche essere selettivi o non selettivi, a seconda che la frequenza di irradiazione copra solo una parte, o tutte, le frequenze di risonanza.

Nel disaccoppiamento eteronucleare non selettivo, i campioni vengono esposti a un intervallo di radiofrequenza appropriato per rimuovere tutti gli accoppiamenti con un nuclide. Tuttavia, maggiori intensità di campo esterno richiedono un'irradiazione più potente sugli intervalli di frequenza più ampi. In alcuni strumenti, l'irradiazione continua crea abbastanza calore da danneggiare i campioni termicamente sensibili.

Per superare questi problemi, possono essere impiegati dei metodi moderni che usano una serie di impulsi e ritardi di temporizzazione esatti, come sequenze di impulsi spin echo J-modulati, per eliminare o regolare gli effetti dell’accoppiamento all'interno dello spettro.

Per esempio, l'esperimento di trasferimento di protoni attaccati (APT) applica una sequenza di impulsi spin echo J-modulati per concentrarsi sulla fase dei segnali di carbonio rilevati. Gli atomi di carbonio attaccati a un numero pari di protoni mostrano dei segnali positivi nello spettro, mentre quelli legati a un numero dispari di protoni appaiono come segnali negativi.

Esso utilizza una combinazione di un impulso protonico a 180° e il disaccoppiamento a banda larga per semplificare l'interpretazione spettrale e assegnare molteplicità. L'impulso a 180° viene applicato ai protoni durante l'esperimento APT. Il suo ruolo è quello di rimettere a fuoco l'evoluzione dell'accoppiamento di spin che si verifica naturalmente a causa delle interazioni tra protoni e carboni.

In particolare, dopo che l'impulso a 90° crea una magnetizzazione trasversale, l'impulso a 180° assicura che gli effetti dell'accoppiamento siano congelati durante il periodo iniziale, in cui il disaccoppiatore viene disattivato. Questo significa che gli spostamenti chimici si evolvono solo durante il tempo 1/J​ (il periodo della costante di accoppiamento) dopo il primo impulso a 180°.

Cronometrando attentamente questa sequenza di impulsi, l'esperimento isola le molteplicità di carbonio utilizzando l'accoppiamento J tra i carboni e i loro protoni attaccati. Dopo il periodo di evoluzione dell'accoppiamento (1/J​), viene attivato il disaccoppiamento a banda larga. Questo rimuove i segnali di accoppiamento J, facendo collassare i multipletti in picchi singoli per ogni risonanza del carbonio.

Il disaccoppiamento assicura che i segnali del carbonio siano privi di scissione, consentendo una chiara differenziazione dei segnali in base alla fase (positiva o negativa) piuttosto che ai modelli di scissione.

La tecnica APT potenzia selettivamente i segnali del carbonio, fornendo delle informazioni preziose sulla connettività carbonio-protone, sul numero di atomi di idrogeno attaccati e sulla struttura molecolare complessiva.