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低场磁共振的信号源和功放前级

2014-03-21初振东

仪表技术与传感器 2014年2期

傅 元,初振东

(沈阳工业大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳 110870)

0 引言

核磁共振技术在物质内部结构的研究领域、工业在线检测领域、农业及医疗领域有着重要的作用,并且具有检测精度高、检测时间短、无污染以及应用范围广等特点[1]。激励源是核磁共振系统的重要组成部分,其主要作用是产生稳定可靠且功率足够的高频输出,完成对核磁共振探头的激励。现代核磁共振系统所要求的激励源在输出频段内具有较高的频率分辨率、较高的频率稳定度、较高的频谱纯净度、足够的激发功率、可调的闸门时间等特性。

核磁共振系统的激励源通常包括信号源和功率放大电路。利用DDS技术得到的信号源,频率输出范围宽,频率及相位分辨率高,稳定性高,便于调节频率、相位、幅度和波形持续时间等参数[2]。功率放大电路的作用是对DDS的输出信号进行功率放大,经过功率放大电路后的波形具有足够的激发功率,从而完成对核磁共振探头的激发。

1 功率激励源的基本组成

核磁共振系统功率激励源的基本组成框图如图1所示,系统核心控制器选用STC系列高速单片机,可以满足核磁共振系统的信号源控制过程。为了保证信号源的频率分辨率以及频率输出范围,选用DDS技术产生可调的输出频率。DDS芯片选用AD9851,其内部拥有高速比较器,在输出正弦波的同时,可以有同步方波输出。它拥有高效的DDS系统以及高性能的数模转换器,方便用户使用。在DDS的外围电路中,配有低通椭圆滤波器,具有较小的通带波动和陡峭的截止特性,滤掉和DDS时钟频率相关的高频分量,保证输出信号的频谱纯净度。……

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