磁共振信号并行高速接收系统设计

针对低场磁共振成像系统,该文设计了一种紧凑灵活的信号接收方案,实现对多通道磁共振信号的高速采样与直接数字解调. 系统采用高速模数转换器(A/D)对磁共振信号直接采样;以单片数字下变频器(DDC)--AD6636, 完成4路采样信号的数字解调;以数字信号处理器（DSP）作为控制器,实现对AD6636的配置以及I/Q数据的读取. 信号采样频率可达100 MSPS,适用于1 T以下的系统. 实验证明该设计具有结构紧凑,采样速率高,配置方便快速,滤波器设计丰富灵活等特点,为磁共振成像谱仪的研制提供了一种高性能的信号接收方案.     

基于单片FPGA的多通道磁共振成像接收模块

提出了一种基于FPGA的多通道磁共振成像接收模块,能对多个独立通道的磁共振信号进行直接采样、数字下变频,以及数据流控制,并对其进行了成像实验. 设计中采用Xilinx公司的系统级DSP开发工具--System Generator对FPGA内部所有功能进行建模、仿真并生成相应的硬件描述语言. 模块的采样速率为80MSPS,能灵活实现1 kHz~1 MHz范围的可变接收带宽,适用于1 T以下的磁共振成像系统;在单片FPGA内完成1~4个通道采样信号的数字正交解调,抽取滤波和数据流的处理,并可扩展至8通道. 实验证明模块具有体积小,集成度高,可重构性强和成本低等特点,为磁共振成像谱仪的多通道接收系统提供了一种高性能的数字化解决方案.     

基于DSP的全数字低场MRI信号接收算法研究

针对低场磁共振成像（MRI）系统,提出一种实用的基于通用浮点DSP的全数字高精度、高效率信号接收算法. 对经前端调理的回波信号直接采样数字化,在通用浮点DSP上进行数字正交解调, 采用高效的积分梳状滤波器(CIC)、半带滤波器(HB)、FIR滤波器等进行多级滤波抽取,极大的减少了运算量,提高了运算效率,最后得到用于成像的原始数据. 整个数字信号处理过程全部采用单精度浮点数据格式,用软件实现,提高了运算精度,增加了信号检测系统的灵活性. 最后通过CCS2.2软件仿真,验证了本算法的实时性和实用性.     

用软件无线电方法实现MRI回波信号接收

该文首先简要介绍了软件无线电的基本原理和基于软件无线电的射频接收系统的3种结构形式：射频全宽开低通采样结构,射频直接带通采样结构和宽带中频带通采样结构;并介绍了磁共振成像（MRI）回波信号接收的基本原理和将软件无线电方法应用于MRI回波信号接收的意义. 然后该文重点介绍了采用3种软件无线电结构实现MRI回波信号接收系统的具体设计方案,包括接收系统方框图、工作原理、设计参数的选择和分析、部分功能模块的实现方法、设计和实现中需要注意的问题. 最后以一个低场通用MRI回波接收系统为实例,分析比较了3种设计方案并给出了实际系统的测试结果.     

Bi系高温超导磁共振成像射频接收线圈的成像研究

射频接收线圈是磁共振成像系统输入通道的第一级,提高接收线圈的信噪比可以提高系统的图像质量.对于低场磁共振成像系统,如果能够降低常规铜接收线圈的等效串联电阻,就能够提高其信噪比.由于高温超导材料的直流电阻为零,交流传输损耗也远小于铜,采用高温超导材料制作磁共振接收线圈能够提高信噪比.本文采用Bi2223带材,设计、制作了超导接收线圈,并在0.23 T的磁共振成像系统中进行了成像实验.结果表明,超导接收线圈的图像信噪比比常规铜线圈提高约76%.     

基于数据采集卡和GPU的MRI信号接收设计

针对磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)的信号接收,提出一种基于高速数据采集卡和图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU)的接收方法.采样每一行数据时,在谱仪输出触发脉冲的控制下,数据采集卡对前置放大器输出的信号进行直接采样.然后,使用GPU并行实现数字混频、多级滤波抽取和图像重建.GPU具有很高的运算速度,信号处理过程中可以根据需要灵活地实现滤波器的组合.同时,数据全部采用双精度浮点类型,保证了很高的运算精度,提高了重建图像的信噪比.MRI实验证明了该信号接收方法的可行性.     

基于矢量衍射理论的相位型光瞳滤波器设计

根据矢量衍射理论,提出了一种设计纯相位型光瞳滤波器的新方法根据该方法所设计的滤波器主要应用于采用高数值孔径显微物镜的成像系统对点扩散函数中的指数因子进行二次近似处理后,可以得到超分辨参量与滤波器参量的近似关系式以三区相位型滤波器为例,讨论了该近似关系式的有效性给出一个设计实例,根据所要求的超分辨性能要求设计滤波器.模拟结果表明,该滤波器达到了设计要求,最后利用共焦系统点扩散函数的乘积特性,大大减弱了旁瓣的影响.     

磁共振现代射频脉冲理论在非均匀场成像中的应用

在磁共振非均匀场成像中，传统的射频脉冲导致回波信号的衰减.为了减小和消除这种磁共振信号的衰减，在讨论了经典理论的基础上根据非线性动力学中的逆散射理论和Shinnar-Le Roux方法导出了用于非均匀场成像的射频脉冲设计方法.模拟结果表明，采用逆散射理论和Shinnar-Le Roux方法优化的脉冲序列可以明显提高信号的信噪比. 关键词： 磁共振成像 射频脉冲 非线性系统     

基于System Generator的射频直接带通采样MRI信号接收方法

本文将软件无线电技术应用于磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）信号接收，提出了射频直接带通采样MRI信号接收的方法.基于此接收方法设计了一种MRI信号数字解调方法，该方法利用Xilinx公司推出的数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）设计开发工具——System Generator实现，同时设计验证了能够灵活实现数字下变频（Digital Down Conversion，DDC）功能的DDC系统.仿真与实验平台均验证了该接收方法的正确性和有效性.     

磁共振成像的正交线圈数字合成方法研究

当采用正交线圈来提高接收通道的性能时,合成方法对整体效果有很大的影响. 由于在一般情况下正交线圈的2个线圈的信噪比存在不平衡,故需要采用加权合成的方法来优化合成图像的信噪比. 在现有的模拟合成方法中,加权系数是固定的,不能根据每次扫描的实际情况来确定最优的参数,因此无法得到最佳的合成效果. 该文提出一种简单的磁共振正交线圈成像的数字合成方法,它采用2个完全独立的接收通道来采集磁共振信号,根据两通道信号的特性来动态地确定I/Q线圈的加权因子,最后进行加权合成.     

用于低场磁共振成像的直接射频采样数字接收机

提出一种用于低场磁共振成像谱仪的数字接收机的设计. 它基于直接射频采样技术,本文详细讨论了其设计过程. 实验结果表明,设计的数字接收机具有结构简单、性能优良和实用性较强的特点.     

在低场MRI系统中用数字接收机测量梯度波形的方法

提出了一种用数字接收机来测量低场系统中梯度波形的方法,详细介绍了该数字接收机接收音频信号的原理,并且对接收机的音频接收性能进行了测试. 最后利用该接收机测得的梯度波形,设置了系统的预加重参数,有效地减小了梯度线圈引起的涡流.     

基于NI PXIe-7966R的磁共振成像接收机设计

提出了一种基于NI PXIe-7966R(National Instruments Corporation,美国)的磁共振成像(MRI)接收机设计方案,进行磁共振信号直接采样、数字下变频(DDC)和数据上传,以及磁共振图像恢复.使用NI Lab VIEW FPGA(National Instruments Corporation,美国)开发平台,对NI PXIe-7966R板载现场可编程门阵列(FPGA)内构建的所有功能模块进行了设计仿真和硬件描述语言生成,使其能灵活实现DDC功能.设计的接收机的采样速度为50Mbps、模数转换位数为16位、带宽设置范围为100 Hz~1 MHz,并具有较好的滤波效果.实验结果表明,该设计方案是一种高性能的磁共振接收机方案.     

有限冲击响应滤波器在四频激光陀螺中的应用

 针对目前四频差动激光陀螺光学解调方案可靠性和温度特性差的特点,介绍一种基于FPGA的数字拍频解调方案。分析了四频差动激光陀螺数字拍频解调对电路系统的需求,对数字拍频解调的关键部件——低通滤波器进行了设计与实现。根据四频差动激光陀螺的特性参数计算滤波器的通带截止频率及阻带截止频率,使用MATLAB的滤波器设计和分析工具FDATool完成了有限冲击响应（FIR）数字滤波器的参数设计,并利用Xilinx公司的FPGA集成开发环境ISE实现FIR数字滤波器的片上系统设计。仿真和实验结果表明,所设计的FIR数字滤波器对四频差动激光陀螺的和频分量衰减达到-66 dB,满足四频差动激光陀螺拍频解调的需求,并有助于实现四频差动激光陀螺的小型化和数字化。     

一体化核磁共振数字接收机的设计

提出一种基于AD9874的数字接收机设计,其主要部件如放大器、混频器、数字解调器等都集成在单块芯片中,利用此一体化数字接收机可以大大简化核磁共振谱仪的设计. 最后给出了核磁共振的实验结果.     

扩展基于AD9874数字接收机谱宽的二次抽取算法

针对基于AD9874芯片的数字接收机的最小谱宽和谱宽允许设置的数目均不能满足常规临床用磁共振成像技术的要求,本文从软件角度提出了一种扩展数字接收机谱宽的二次抽取算法. 该算法具体实现过程主要包括两个步骤：(1) 自适应过采样倍率和自动谱宽调整;(2) 数字滤波和抽取. 为了验证这个二次抽取算法的有效性,本文分别用单脉冲实验和磁共振成像实验加以了验证.     

基于AD607芯片的核磁共振模拟接收机

核磁共振波谱和核磁共振成像技术（MRI）已经成为一种广泛应用于物理、化学、材料、生物医学等领域的重要研究工具和医疗诊断手段,但是仪器复杂、价格昂贵. 本文提出了一种改进的基于AD607芯片的模拟接收机设计. 相对于传统的模拟接收机,此设计可以减少接收机使用的外围器件的数量,从而简化设备. 而相对于全数字接收机,本文提出的设计结构简单,并且可以工作在较高的频率. 文章最后给出了核磁共振成像实验的结果.     

基于数字信号处理器的语音无线混沌通信——系统设计与硬件实现

提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的语音无线混沌数字通信系统设计与硬件实现的新方案.根据Runge-Kutta算法和变量比例扩张变换,以多涡卷广义Jerk系统为例,对其连续混沌系统作离散化处理,产生作为语音数据加密与解密的混沌数字序列.在芯片型号TMS320VC5509APGE的DSP技术平台上,利用无线发送器和无线接收器nRF2401,实现了语音无线混沌数字通信.给出了技术设计与硬件实现结果,证实了该方案的可行性.     

光电吊舱大速率平稳跟踪补偿技术研究

针对某型号光电吊舱大速率跟踪时的不平稳现象，提出了一种改进的滤波滞后超前补偿网络。运用MATLAB软件建立了系统机械传动装置的数学模型，分析了该滤波网络对系统动态性能的改进效果。相对于常规滤波器，该滤波网络既考虑了中心谐振频率对系统动态性能的影响，又兼顾了其他谐振点对系统性能的影响。实验结果表明：采用该滤波网络能显著提高系统的动态性能，有效抑制抖动幅度，且数字滤波更易于实现。