基于双参考源的数字磁共振控制台相位相干技术

本文提出了一种在数字磁共振控制台中保证发射机与接收机之间相位相干的方法.该方法通过可编程数字逻辑在发射机与接收机中各设计了一个同频的数字参考源,脉冲序列执行过程中,当发射机或接收机由于进行了频率切换而失去相位相干性时,通过重新设置它们的相位以确保它们与各自的参考源同步,从而恢复两者之间的相位相干性.经过水膜成像实验验证,该方法具有良好的成像效果,且既不需要额外的硬件电路,也不增加序列设计的复杂度,具有很高的实用性.     

一种用于高场MRI的多源射频发射机

介绍了高场磁共振成像（MRI）多源发射技术的原理,提出了一种用于高场MRI系统的多源射频信号发射机.它能并行输出多路频率、相位、幅度,可快速独立调节的射频脉冲信号.该射频发射机的实现基于单片现场可编程门阵列（FPGA）和多通道数模转换器（DAC）芯片,FPGA读取预存于双端口随机存取存储器（RAM）中的射频信号参数,并利用读取的参数分别实现每路信号的直接数字频率合成（DDS）和信号调制等核心功能,获得多路数字射频信号;FPGA输出的数字信号经过高性能DAC转化为模拟信号,即所需要的射频信号.该射频发射机在设计中大量采用软件无线电技术,即利用Xilinx提供的IP核实现DDS和信号调制等主要功能,具有集成度高、体积小、灵活度高的优点,同时,该设计可以大大缩短开发时间,有效降低实现的难度和成本,为高场MRI谱仪的多源射频发射机的设计研制提供了一种低成本、高效、高性价比的方案.     

基于USB总线的一体化核磁共振谱仪控制台

针对台式核磁共振谱仪便携化、小型化的发展趋势，开发了一套基于USB总线的一体化核磁共振谱仪控制台，将控制/通讯部分、脉冲序列控制部分、射频发射部分与信号接收部分集成于一卡，并可实现两种工作模式. 工作模式1：系统基于USB与一台个人计算机通讯，由计算机控制来完成从对谱仪的实时控制到数据处理及显示的所有任务；工作模式2：系统由集成的微处理器控制，不需要计算机的参与，独立完成整个工作进程. 本文详细介绍了该谱仪控制台的设计思路和硬件结构，给出了常规NMR序列的实验结果.     

软件化脉冲序列程序器

在核磁共振谱仪中, 射频发射通道、接收机以及数据采集等的实时控制是由“脉冲序列器 ”来完成的. 本文提出了一套可设计任意脉冲序列、由全软件构成的“脉冲序列程序器”,该软件用Delphi 5 实现,用户界面简洁直观. 由其产生的脉冲的最小脉宽为1.3 μs,分辨率为12 ns（CPU工作在333 MHz）.     

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.     

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FPGA的低场核磁共振谱仪脉冲编程器设计与实现

脉冲编程器在核磁共振(NMR) 谱仪中非常重要,具有产生脉冲序列所需的射频脉冲,控制回波信号的同步接收等功能. 基于FPGA的同步性能和时序控制功能,设计了低场NMR谱仪的脉冲编程器,可产生任意脉冲序列,实现脉冲频率、相位、幅度的灵活调节. 利用设计的脉冲编程器在0.540 Tesla均匀磁场下进行了CuSO₄溶液的T₁和T₂测量,得到高信噪比的NMR回波串.     

磁共振成像谱仪梯度波形分析

梯度是磁共振成像（MRI）的关键环节.通过采集谱仪梯度波形信号并进行分析,提取出各通道波形的特征点,从而有助于快速准确地判断谱仪梯度硬件电路或脉冲序列编写是否存在问题.采用虚拟仪器LabVIEW软件控制高速采集卡DAQ-2005设计实现多路采集系统,对谱仪的梯度输出进行采集.通过对波形数据进行直方图统计、滤波、差分计算等分析,提取出波形的特征点,这些特征点包含时间与幅度信息.使用实验室自主研发的谱仪进行了多次实验,对该方法进行验证,证明了该方法的有效性,也为谱仪研制和脉冲序列开发提供了一种辅助测试方法.     

单载波数字相干接收系统中基于导频的自适应色散补偿技术(英文)

提出一种用于单载波数字相干光通信系统的自适应色散补偿方法.在发射机端,利用强度光调制器在光信号两侧加入脉冲幅度调制导频光信号.搜索信号谱的峰值确定光信号两侧的PAM-PTs线状谱.在色散估计之前,通过其中一个PAM-PTs的频率漂移来估计激光器发射频偏,并将信号谱线沿着频率轴反向平移,补偿发射频偏,实现信号谱频域均衡.在接收机端,利用幅度脉冲调制导频信号脉冲时延估计色散大小,在色散补偿之前通过幅度脉冲调制导频信号频移补偿,并消除接收机本振频偏对频域色散补偿的影响.最终,幅度脉冲调制导频的光场信息被充分用来精确进行色散估计和色散补偿.数值仿真表明:每次色散估计的误差小于±65ps/nm,而且距离从200km到1 000km之间的平均色散估计误差小于±10ps/nm.该方法色散补偿精度高,计算量小.     

核磁共振波谱仪接收机的设计与实现

介绍了液体高分辨率核磁共振波谱仪接收机的设计. 接收机以PCI-104为控制器实现网络通信与采样流程控制,通过FPGA（Field Programmable Gate Array, 现场可编程门阵列）实现数字中频接电路的控制和数据处理,简化了硬件结构;通过在接收机中引入脉冲序列生成器,产生接收机所需的采样控制信号,降低接收机与系统其他模块的耦合度. 最后组成500 MHz核磁共振波谱仪实现核磁共振信号的检测.     

Chaotic on off keying for secure communications

We experimentally demonstrate a chaotic on-off keying method for secure communications by using chaos synchronization in two microchip lasers. The output of the microchip laser in the transmitter is externally modulated with an acousto-optic modulator at ~4 MHz . One encodes a digital message in the chaotic carrier by turning the modulation on and off at 100 kHz. Because the accuracy of synchronization for the slave laser in the receiver tends to be degraded in the presence of external modulation in the injection laser signal, one can distinguish two binary states. The digital message can be recovered as an envelope of the chaotic oscillation when the difference between the two laser outputs of the transmitter and the receiver is calculated.     

核磁共振谱仪数字接收机的原理与实现

核磁共振波谱仪射频系统数字化是现代核磁谱仪的发展方向,用数字检波技术代替模拟正交检波是数字接收机的一项新技术.本文在分析模拟正交检波原理与不足的基础上,介绍了数字正交检波、过采样和采用中频直接采样的原理,及在400MHz核磁谱仪上的实现方案.     

Chaos communication based on synchronization of discrete-time chaotic systems

A novel chaos communication method is proposed based on synchronization of discrete-time chaotic systems. This method uses a full-order state observer to achieve synchronization and secure communication between the transmitter and the receiver. Further, we present a multiple-access chaotic digital communication method by combining the observer with the on-line least square method. Simulation results are also given for illustration.     

Add-on extends the capability of a conventional NMR spectrometer

A spectrometer allowing the measurement of signals with spin-spin relaxation times as short as 0.5 micros has been developed. It consists of a transmitter based on a commercial spectrometer and a homemade receiver. The acquired signals are imported in the software of the commercial spectrometer. This is a simple and rather cheap way to transform a commercial rig into a spectrometer allowing measurements on systems with short T2 such as found in magnetic systems.     

混沌直接序列扩频信号盲解调的硬件电路实现

提出了基于现场可编程门阵列 (FPGA) 技术的混沌直接序列扩频信号盲解调的硬件电路实现方法. 设计了混沌直接序列扩频信号发射机与接收机. 发射机可产生10种不同的混沌直接序列扩频信号. 为方便接收机的硬件电路实现, 对无先导卡尔曼滤波混沌拟合盲解调算法进行了简化, 在简化模型的基础上设计了接收机硬件结构. 提出了一种动态调整偏移因子的新方法, 使接收机能实时适应混沌映射的变化. 通过高斯白噪声信道及多径信道条件下的盲解调实验, 验证了盲解调算法硬件实现的抗噪声与抗多径性能, 以及对10种不同的混沌直接序列扩频信号的自适应破译效果. 关键词： FPGA 混沌直接序列扩频通信 盲解调     

基于ARM和CPLD的NMR谱仪前放控制设计

提出了一种基于ARM（Advanced RISC Machine,先进精简指令计算机）和CPLD（Complex Programmable Logic Device, 复杂可编程逻辑器件）的NMR（Nuclear Magnetic Resonance,核磁共振）谱仪前放控制系统设计方案. 该控制系统以ARM为控制核心、 CPLD为控制命令执行单元, 控制前置放大器和混频器的工作状态. 本电路包括以下主要功能：1) 前置放大器收发切换的门控信号电平转换;2) 氘梯度匀场时身频通道自动切换;3) 探头调谐的信息显示;4) 锁前放和混频器的配置. 该设计方案具有系统运行速度高、 控制灵活和成本低的优点,并且可以有效减小系统噪声,降低控制部件对前置放大器和混频器的干扰.     

Coherence effect on decryption characteristics in message modulation type chaos secure communication systems using fiber-optic ring resonators

We numerically investigated the dependence of the decryption characteristics in a message modulation type chaos secure communication system using optical fiber ring resonators (OFRRs) on the coherence condition of carrier light. Since the output dynamics of OFRRs were formed on the basis of interference phenomenon among the circulated components in OFRRs, the coherence condition of input light affected inherently the OFRR output dynamics, resulting in the decryption characteristics. It was found that the decryption characteristics degraded as coherence length increased, i.e., as the spectral width of the input light decreased. The decryption characteristics also grew worse as the parameter differences between the transmitter and the receiver became larger.     

Using distributed nonlinear dynamics for public key encryption

We introduce a new method for asymmetric (public key/private key) encryption exploiting properties of nonlinear dynamical systems. A high-dimensional dissipative nonlinear dynamical system is distributed between transmitter and receiver, so we call the method distributed dynamics encryption (DDE). The transmitter dynamics is public, and the receiver dynamics is hidden. A message is encoded by modulation of parameters of the transmitter, and this results in a shift of the overall system attractor. An unauthorized receiver does not know the hidden dynamics in the receiver and cannot decode the message. We present an example of DDE using a coupled map lattice.