[发明专利]用于稳定放大器的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于稳定放大器的方法和系统。具体而言，本发明涉及使用开环和闭环控制系统的组合来稳定放大器的方法和系统。

背景技术

通常，磁共振成像(MRI)系统采用射频(RF)放大器来驱动位于MRI系统的主要磁结构中的RF线圈。RF放大器接收外部RF源生成的一系列脉冲作为输入，并生成一系列增大功率的脉冲作为输出。RF放大器的输出用于驱动RF线圈。

当要求改进的图像质量时，需要更高的Tesla磁体，从而必需有更大的RF放大器输出功率。然而，提供更大的输出功率可能将RF放大器增益非线性和相位非线性引入系统，从而可能导致MRI图像失真。

发明内容

本发明提供用于稳定放大器的方法和系统。通常，该方法和系统稳定MRI系统中使用的脉冲RF放大器。然而，本发明的该方法和系统也可用于稳定其它系统中所用的放大器。例如，它们可用于稳定脉冲RF雷达放大器。

在本发明的一个实施例中，本发明的稳定模块组合用于稳定放大器的硬件和软件。稳定模块包括开环控制系统和闭环控制系统两者。

在脉冲开始时使用闭环控制系统往往会导致不稳定(如闭环控制系统的增益和相位参数往往被驱动至它们的最大值或最小值)。因此，本发明的实施例在脉冲开始时使用开环控制系统以稳定放大器。开环控制系统例如使用稳定模块接收到的输入信号的输入功率来稳定放大器。一旦放大器已稳定(settled)，就使用闭环控制系统来进一步稳定放大器。

在一些实施例中，本发明系统和方法使用用于改进开环控制系统的性能的校准例程。在一些实施例中，校准例程基于闭环控制系统先前生成的输出，生成开环控制系统所用的输出。校准例程因此使开环控制系统能够从闭环控制系统学习。因此，随时间改进开环控制系统的性能。

在一方面中，本发明一般涉及用于稳定放大器的方法。该方法包括四个步骤。一个步骤是提供稳定模块，该稳定模块与放大器电通信并包括开环控制系统和闭环控制系统。另一步骤是使用开环控制系统来修改稳定模块接收到的输入信号的至少一个特性并将控制传递给闭环控制系统。另一步骤是使用闭环控制系统来修改输入信号的至少一个特性。最后一个步骤是将经修改的输入信号提供给放大器。

在本发明该方面的各种实施例中，输入信号的至少一个特性是输入信号的振幅或输入信号的相位。在一个实施例中，在输入信号的输入功率大于阈值电平时，使用开环控制系统。在另一实施例中，在使用开环控制系统达到其间输入信号的输入功率大于阈值电平的预定时段之后，使用闭环控制系统。由开环控制系统基于开环控制系统的输出来初始化一个实施例的闭环控制系统中的滤波器。

在一些实施例中，测量输入信号的输入功率。在一些这种实施例中，使用开环控制系统基于输入功率来修改输入信号的至少一个特性。在一个这种实施例中，开环控制系统基于查找表中对应于输入功率的值来修改输入信号的至少一个特性。可基于闭环控制系统的输出来更新查找表。在一些这种实施例中，也测量输入信号和表示放大器输出信号的反馈信号之间的第一误差以及输入信号和反馈信号之间的第二误差。在一个这种实施例中，使用闭环控制系统基于输入功率、第一误差和第二误差来修改输入信号的至少一个特性。在另一这种实施例中，闭环控制系统调节第一误差和第二误差两者。

在一些实施例中，闭环控制系统解决由稳定模块引入的至少一个非线性。在其它实施例中，开环控制系统解决由稳定模块引入的至少一个非线性。在一些实施例中，放大器是磁共振成像系统的脉冲射频放大器。

在另一方面中，本发明一般涉及一种在用于稳定放大器的稳定模块中使用的系统。该系统包括第一控制模块和第二控制模块。第一控制模块用于执行三个功能：(a)接收表示稳定模块接收到的输入信号的第一信号，(b)使用开环控制例程生成能够用于修改输入信号的第一特性的第二信号，以及(c)发送能够用于将控制传递到第二控制模块的第三信号。第二控制模块用于使用闭环控制例程生成能够用于修改输入信号的第一特性的第四信号。