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磁共振成像双通道接收机研制

昝国锋  
【摘要】:随着磁共振成像相控阵线圈技术和并行成像技术的快速发展,要求谱仪有更多的接收通道对信号进行采集处理,另外一些复杂的磁共振成像扫描序列如3D成像等产生的数据量较大,为了能够加速磁共振图像重建的过程,要求能够把接收机采集到的数据快速的传输到计算机。本文针对上述要求提出了一种基于PCI总线的数字接收机。 研制的接收机具有两个接收通道,接收通道参数能够进行快速的设定,可以进行并行成像。接收机前端采用可变增益放大器来增加能够采集信号的动态范围,高速ADC配合单片数字正交检波和滤波抽取的专用数字接收芯片完成磁共振信号的采样和信号处理。FPGA内部建立多个用于存储配置接收机参数的FIFO,另外每个通道使用外部独立的大容量FIFO存储器来缓存得到的磁共振成像数据,这样计算机可以在进行扫描的同时读取接收机内存中的数据进行图像重建,提高了时间利用效率。利用PCI总线实现了对接收机数据的突发传输,和计算机通信的速度达到60MB/s,使计算机能够快速的读取接收机的数据。整块板卡使用单片FPGA进行逻辑控制,相对于多个处理器提高了系统稳定性。测试表明本文提出双通道接收机具有很强的实用性。 论文主要内容: 第一部分,磁共振成像数字接收机的原理,介绍了接收机中采用的直接射频采样技术和数字电路部分的原理。 第二部分,主要介绍接收机的具体实现,包括硬件结构和程序设计。 第三部分,本论文研制的接收机板卡的单板测试和集成测试结果。


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