谱仪窄带射频数字化发送系统设计与实现

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1、东北大学硕士论文摘要谱仪窄带射频数字化发送系统设计与实现摘要医学成像是生物医学工程学科的重要研究领域，包括近年来发展起来的计算机断层成像(Computerizedtomography，CT)、磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)、核医学成像和超声成像等方面。磁共振成像系统己成为现代医学影像领域中最先进、最昂贵的诊断设备之一。本文首先介绍了磁共振中射频脉冲信号的作用和分类，着重研究和分析了MR4200型0．23特斯拉谱仅射频发送系统的工作原理和系统构成，重点分析了原来射频发送系统涉及到的理论：直接频率合成理论(Dir

2、ectDigitalFrequencySynthesize，DDS)和单边带调制理论(SingleSideBandmodulation，SSB)。射频数字化发送系统能得以实现也是对这两条理论的充分研究和合理扩展。原发射系统采用二次混频的方法，数字化过程就是依据单边带调制理论在数字域内产生射频信号。作者从射频发送系统的理论出发，确定了数字化的理论依据，整个设计都是围绕该理论进行的。根据这个理论，采用FPGA+DAC和cPLD斗DDS两种途径在理论上都可实现窄带射频数字化发送系统。作者对这两种数字化设计方案进行了性能的比较和可行性分析。在实际应用中，用

3、FPGA+DAC实现系统设计对器件的性能要求较高，并且产品的性价比不高，不适合生产：相对来说，用CPLD+DDS实现，则无论从器件方面还是性价比方面都要优于前者。因此选择用CPLD+DDS方案进行窄带射频数字化发送系统进行设计，并针对CPLD+DDS方案制成印刷电路板，分步实现系统的数字化。关键词MRI谱仪FPGA／CPLDDACDDSSSB一Ⅱ东北大学硕士论文ABSTRACTDesignandRealizationforDigitizedRadioFrequencyTransmittingSysteminMRISpectrumConsoleMed

4、icalimagingisaveryimportantresearchingfieldofbiomedicalengineering．ItincludesCT(ComputerTomography)，MRI(MagneticResonance／maging)，NuclearMedicalImagingandUltraSoundScanner．MRIisoneofthemostadvancedandexpensivemedicaldiagnosisequipmem．Thispapershowsfirstlythefunctionandsortsoft

5、heradiofrequencysignalinMRI，andpaysmoreemph鹊esonresearchingandanalyzingthetheoryandstructureoftheradiofrequencysi驴a1transmittingsystemunderintroducingthetheoryandstructureoftheO．23Tspectrumconsolesystemin删4200．Itconcel3TsonLmportanttheoriesofDDS(DirectDigitalSynthesizer)andSSB

6、(SingleSideBandmodulation)involvedintheprimarysignaltransmittingsystemwimtwicemodulations．Aftertheresearchingandexpandingofthetheories，thedigitizedtransmittingsystemCanberealizedtoproducetheradiofrequencysignalindigitalfield．Thedesignisbasedonthedigmzedtheory．Accordingtothethe

7、ory,thedigitizedradiofrequencysignaltransmittingsystemcarlberealizedbyFPGA+DACorCPLD+DDS．Itmusthavehighperformanceofchips也atarctooexpensivebyFPGA+DACinapplication．Itisnotfittinginproducingonalargescale．Correspondingly,itisbetterintheperformanceandpriceofdevicesbyCPLD+DDS．Sothe

8、latterisfittingindigitizingtheradiofrequencysignaltransmittin