[发明专利]一种MRI超低噪声放大器

说明书

本发明公开了一种MRI超低噪声放大器，属于放大器技术领域，该MRI超低噪声放大器包括输入匹配电路、输出匹配电路、级间匹配电路以及晶体管电路；所述晶体管电路包含前级晶体管电路以及后级晶体管电路；本发明立足于核磁共振应用，是基于砷化镓基赝配高电子迁移率晶体管PHEMT工艺搭配外围分离元件匹配技术而发明设计的应用于MRI超低噪声放大器，目的是基于砷化镓基赝配高电子迁移率晶体管，通过可调节的外围匹配电路，以小型模块的形式实现射频信号的超低噪声放大功能。本发明可解决核磁共振应用的关键技术，解决现有核磁共振前置低噪声放大器在低输入阻抗条件下噪声高的瓶颈，确保核磁共振前置低噪声放大器的先进性。

技术领域

本发明涉及放大器技术领域，具体是一种MRI超低噪声放大器。

背景技术

随着技术的进步，核磁共振技术作为现代探测领域中不可或缺的一部分，其任务不仅仅是医学领域对人体信息的探测，在有机化合物、高分子材料、化学反应机理研究、化学物理变化过程跟踪等高精度探测领域都扮演重要角色，这就要求核磁共振仪器射频接收电路的前置放大器提供超高信噪比的射频放大能力，也就是需要超低噪声放大器。超低噪声是指放大器在核磁共振工作频率内，在输入阻抗小于2Ω的情况下实现1dB以下的噪声系数。

近几年国内核磁共振技术发展迅速，在部分探测领域的性能远优于X射线和超声波探测技术，在物理、化学和医疗领域均有广泛应用，经济效益好。在核磁共振技术中，前置超低噪声放大器是其射频接收电路的基础组成部分，现有的超低噪声放大器普遍存在输入阻抗高的问题，从而导致了整个超低噪声放大器的增益较高，功耗也随之增高，直接影响了整个核磁共振系统的性能精度和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MRI超低噪声放大器，主要功能是：在核磁共振工作频率内，在输入阻抗小于1Ω的情况下实现0.5dB以下的噪声系数。因此本发明提出了一种超低噪声放大器的实现方案，其可通过调节外围匹配元件实现工作频率变换，覆盖多种核磁共振工作频段，从而解决满足上述背景技术的要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种MRI超低噪声放大器，该MRI超低噪声放大器包括输入匹配电路、输出匹配电路、级间匹配电路以及晶体管电路；

所述晶体管电路包含前级晶体管电路以及后级晶体管电路；

所述输入匹配电路，输入端连接输入信号，输出端连接所述前级晶体管电路，用于给所述前级晶体管电路提供低输入阻抗和超低噪声输入匹配；

所述级间匹配电路，连接在所述前级晶体管电路与所述后级晶体管电路之间。

所述输出匹配电路，输入端连接所述后级晶体管电路，输出端输出信号，用于将所述后级晶体管电路匹配至设定的阻抗。

作为本发明的进一步技术方案：所述MRI超低噪声放大器还包括直流偏置电路，所述直流偏置电路包括前级直流偏置电路和后级直流偏置电路，所述前级直流偏置电路连接输入匹配电路和前级晶体管电路，用于给前级晶体管电路提供合适的直流偏置电压；后级直流偏置电路连接输出匹配电路和后级晶体管电路，用于给后级晶体管电路提供合适的直流偏置电压。

作为本发明的进一步技术方案：所述MRI超低噪声放大器还包括反馈电路，所述反馈电路用于提高整体放大器电路的稳定性和增益平坦度，所述反馈电路与后级晶体管电路和输出匹配电路相连接。

作为本发明的进一步技术方案：所述输入匹配电路包括电容C1、电感L1、电容C2、电感L2和电感L3，所述电容C1的一端连接信号输入端PAD1，电容C1的另一端连接电感L1，电感L1的另一端连接电容C2、电容C3、电感L2和电感L3，电感L2的另一端连接电容C3和前级晶体管电路，电容C2的另一端接地，电容C3的另一端接地，电感L3的另一端连接前级直流偏置电路。