【硕士论文】基于ARM的一体化核磁共振谱仪.pdf

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1、摘要核磁共振(NMR)是重要的检测手段和分析手段之一。随着其应用领域的拓展和深入，核磁共振谱仪技术也不断地发展和完善。常规商业化谱仪虽然功能强大，但是谱仪结构复杂，体积庞大，价格昂贵，因此限制了NMR技术的应用场合。而在许多应用场合，比如教学中，往往需要一种结构简单，体积小巧，价格便宜，集成度高的一体化核磁共振谱仪。而随着A跚(AdvancedRISCMachines)技术的发展与成熟，本文提出了一种用于磁共振成像系统的，基于A刚的一体化核磁共振成像谱仪的设计方案。提供了谱仪各部分的实际性能测试的结果和谱仪整体工作的成像实验结果，并对研制和实验结果进行了讨论。本

2、论文主要内容如下：第一，主要介绍了核磁共振原理，核磁共振成像的原理，核磁共振成像系统的结构。第二，介绍ARM的概念与基本原理并简要介绍了相关的软件。第三，介绍了一体化谱仪的研制过程，并分别从母板和核心板两部分的硬件部分设计与软件部分设计上进行了相应的描述。第四，介绍本谱仪系统的性能测试结果，并总结调试心得与现有问题，并对以后提出展望。关键词：核磁共振；谱仪；ARM；FPGA；5AbstractNuCIearmagneticresonance(NMR)isoneofimportantmeansofdetectionandanaIysiS．WiththeexpanS

3、iOnanddeep-gOingOfNMR’sappIicatIOns，thetechnOIogyofNMRspectⅢmkeepsdeVeIOpingandimproVingaswe¨．AnhoughC0nventiOI：'aICOmmerCiaIspeCtrumispowerful，ithaSC0mpIexStruCtu陀，bigsize，andiSSOIdVeryexpensiVeIy，thuSIimitIngitswIderisrequirIedisthisapplicatiOns．1nmanycases，inteaching，fbrexampIe，wh

4、atkind0fNMRspeCtmmwhichissimpIystⅢCtured，smaII-sized，cheapandhighIyintegrated．ThankstothedeveIopmentandmaturjty0fAFlM(AdVancedRlSCMachines)techn0IOgy，thispaperpnDposesasystemdesignOfAFtM-basedintegratedmagnet．cresOnanceimagingspectⅢm．InthispaperpemrmanceteSt怕suIts0fdi仟erentpartsOfthe

5、spectrum，imagingresuItsOfthewhOleSystem，andthediscussiOnOntheseresuItsandthedeveIopmentofttlissystemareaIsOavailable．Main∞ntents0fthiSpaperarleasf0¨Ows：FirstIy，mainIyonthe州nc．pIeOfnucIearmagnet．c陀sonance，thepr．nc．pIeofmagnetiCresOnanceimaging，andthestructu旧ofmagnetic陀sOnanCeimagingsy

6、stem．Secondly，mainIyontheconceptandbasicpr-ncipIesofAR【Mandbr-efIntrcIductiOnStOSomerelevantSoftwares．Thirdly，mainlyOnthedeVelOpmentpr0CessOfintegratedspectrum，andmakedescriptiOnOfhandvvaredesignandsof№redesignOfboththemOtherboardandthe∞rebOard．F0urthIy，mainIy0ntheperl．cIrmancetestre

7、suItsOfthissystem，thedebuggingexperience，existIngprobIemsandexpeCtationsOnthissystem．KeyW0rd：NMR，Spectrometer'ARM，FPGA6第一章绪论核磁共振发展与现状11l核磁共振(Nucle盯Ma皿eticResonance，NMR)是1945年发展起来的一种新技术，在短短五十几年里飞速发展，显示了极大的生命力。1946年，美国哈佛大学的珀塞尔和斯坦福大学的布洛赫宣布，他们发现了核磁共振N胀。两人因此获得了1952年诺贝尔奖。核磁共振是原子核的磁矩在恒定磁场和高

8、频磁场(处在无线电波波段