譜儀是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)系統(tǒng)的核心(?)器,控制著整個系統(tǒng)的信號時序、射頻脈沖產(chǎn)生與接收、梯度信號產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的采集與處理。隨著MRI應(yīng)用的推廣與技術(shù)的發(fā)展,譜儀的研制成為國內(nèi)外MRI領(lǐng)域的研究熱點,其中重點發(fā)展方向為提高設(shè)備的數(shù)字化水平與控制的靈活性。序列控制器和射頻脈沖發(fā)生器是譜儀的重要組成部分,控制信號和所發(fā)生信號的性能指標(biāo)(頻率精度、相位精度等)對成像質(zhì)量有顯著影響,開發(fā)可靈活控制的、高性能的序列控制器和射頻發(fā)生器對于譜儀研制具有重要意義。 由于現(xiàn)有譜儀的序列控制器運行時間精度一般在12ns以上,對高級成像方法的實現(xiàn)有一定的限制。為了提高序列運行時間精度,序列控制器的指令周期設(shè)計為10ns。射頻發(fā)生器多采用DDS專用芯片來實現(xiàn)脈沖信號的發(fā)生,信號的相位和幅度精度受DDS芯片的限制。為了提高脈沖信號相位、幅度精度,同時使控制更加靈活,采用FPGA來實現(xiàn)射頻信號的發(fā)生。 本課題研究了基于DSP (TMS320VC5509A)和FPGA (EP3C25Q240C8)的序列控制和射頻發(fā)生電路的設(shè)計,其配備于自行研發(fā)的適用于0-1.5T系統(tǒng)的MRI譜儀之中。譜儀采用DSP作為序列控制器的核心,DSP通過本地總線配置FPGA的參數(shù)與數(shù)據(jù),控制FPGA的運行。能夠更高速的運行序列的同時,對譜儀各模塊信號時序達(dá)到靈活控制的目的。基于FPGA器件豐富的硬件資源,在FPGA內(nèi)部構(gòu)建DDS、波形存儲器、乘法器以及相關(guān)的控制邏輯,DDS的頻率、相位與幅度分辨率分別為32bit、14bit與14bit(相比專用的DDS器件,如AD9852,其相位與幅度精度有一定的提高),軟脈沖波形的時間精度可達(dá)0.5μs。設(shè)定系統(tǒng)時鐘為150MHz時,輸出的脈沖信號的頻率范圍從直流到67.5MHz。序列控制器和射頻發(fā)生器集成在一塊電路板上,有助于提高譜儀設(shè)備的緊湊性。
【學(xué)位單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TL817

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2815879