[发明专利]一种数字化核磁共振接收装置

说明书

本发明涉及核磁共振仪器，更具体涉及核磁共振仪器的数字化接收装置。

接收机是核磁共振仪器必不可少的重要组成部分。最近，有人提出了数字正交检波技术(美国Rev.Sci.Inst.，1999，70，1511-1513)，射频信号与接收机本机振荡器产生的单路参考信号进行相敏检波，然后由模拟/数字转换器变换为数字信号。该信号送入计算机后再与计算机产生的数字正交信号进行数字混频，从而得到正交的数字信号。这种技术存在如下不足：1、接收机仍然使用了本机振荡器和模拟检波技术，影响了系统信噪比。2、接收机带宽窄，缺乏高速数据传输系统，无法满足超高速数据采样的要求。3、没有多通道接收技术。因此，其很难满足现代磁共振仪器设备对接收机的要求。

本发明的目的是提供一种数字化核磁共振接收装置，该装置可同时接收两路输入信号，并使用同一后处理与传输模块，通过外部器件互连总线(PCI)接口多个相同的接收装置可并行工作，系统数据传输速度快、可靠性高、使用方便。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种数字化核磁共振接收装置，主要由外部器件互连总线(PCI)接口、可编程逻辑阵列、通用数字信号处理器、双路正交数字下变频与抽取滤波器、模拟/数字转换器以及时钟发生与分配器组成，主要特点是，采用了两个模拟/数字转换器，可同时处理两路输入信号，并共用后处理与传输模块。在需要更多采样通道时，多个相同的接收装置可通过外部器件互连总线(PCI)接口并行工作。

接收机的输入信号为来自核磁共振仪器接收线圈并经放大的核磁共振射频信号。核磁共振仪器还为接收机提供同步时钟信号及接收门控制信号。

输入信号由模拟/数字转换器变换为数字信号后，送入正交数字下变频与抽取滤波器首先进行数字正交变换。变换后的信号已不含载波频率，但其数据流速率仍与输入数字信号的数据流速率相同，然后由抽取滤波器根据所需要的谱宽抽取为相应的数据流速率。抽取滤波器输出的数据则由通用数字处理器(DSP)在其内部存储器中进行缓存，并可进行进一步的处理。其后由外部器件互连总线(PCI)接口将数据经PCI总线传输到采样计算机或主计算机。可编程逻辑阵列主要负责地址、控制信号的解码和数据总线的缓冲与隔离，PCI接口对DSP的控制和DSP对正交变换与抽取滤波器的控制。

考虑到多输入接收机主要应用在相控阵列核磁共振成象系统中，在这种情况下，所有接收机接收到信号具有相同的频率。进行数字正交变频时，各通道只需使用相同的参考频率，可以分时复用一个正交变频模块以及所有后面的处理模块。

在超导核磁共振成象系统中，由于同时还使用了过采样技术，对系统的数据传输速率要求很高，采用标准的PCI接口技术可以充分满足这种需求。专用的PCI接口芯片用于完成接口信号的转换。使用PCI接口技术还可以让多个接收机模块并行工作。

由于本方案采用了高速模拟/数字转换技术、正交数字下变频技术、数字抽取滤波技术、高速数字信号处理技术和PCI总线接口技术，具有宽工作频率范围、高工作带宽、高速、高精度和可多通道并行工作等特点，能够满足现代核磁共振成像仪和核磁共振波谱仪等磁共振仪器设备对信号接收系统的技术要求。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：a、可同时接收两路输入信号。b、可以共用后处理与传输模块，节约硬件资源，降低成本。c、多个相同接收装置可并行工作，系统数据传输速度快、可靠性高、使用方便。

图1是数字化核磁共振接收装置结构框图。

以下结合附图，对本发明作进一步的说明。

接收机的输入信号为来自核磁共振装置接收线圈并经放大的核磁共振射频信号。核磁共振装置还为接收机提供同步时钟信号及接收门控制信号。

输入信号由模拟/数字转换器变换为数字信号后，送入正交数字下变频与抽取滤波器首先进行数字正交变换。变换后的信号已不含载波频率，但其数据流速率仍与输入数字信号的数据流速率相同，然后由抽取滤波器根据所需要的谱宽抽取为相应的数据流速率。抽取滤波器输出的数据则由通用数字处理器(DSP)在其内部存储器中进行缓存，并可进行进一步的处理。其后由外部器件互连总线(PCI)接口将数据经PCI总线传输到采样计算机或主计算机。可编程逻辑阵列主要负责地址、控制信号的解码和数据总线的缓冲与隔离，PCI接口对DSP的控制和DSP对正交变换与抽取滤波器的控制。时钟发生与分配器为各模块提供时钟。

实施例1