[发明专利]一种微型核磁共振的射频信号发生方法

摘要

一种微型核磁共振的射频信号发生方法，该方法包括产生选层包络信号的数字化数据；对DDS器件进行配置，并将DDS器件产生的正交信号通过低通滤波电路输入到混频器；单片机读取选层包络信号的数字化数据，并通过数模转换器和电流电压转换器将选层包络信号输入到混频器的另一个输入端；混频器进行混频处理，输出核磁共振射频信号。本发明实现了核磁共振的射频信号发生电路的微型化、数字化。

主权项

一种微型核磁共振的射频信号发生方法，该方法采用微型核磁共振的射频信号发生装置得到，所述微型核磁共振的射频信号发生装置用于微型核磁共振谱仪的发射通道，该装置包括：单片机、DDS器件、低通滤波电路、数模转换器、电流电压转换器和混频器；其中，主要由单片机、DDS器件和低通滤波电路构成高频激励信号发生单元；主要由单片机、数模转换器和电流电压转换器构成选层包络信号发生单元；所述高频激励信号发生单元：单片机连接DDS器件，DDS器件的输出端连接低通滤波电路的输入端，低通滤波电路的输出端作为高频激励信号发生单元的输出端连接混频器的一个输入端；所述单片机用于通过其I/O端口对DDS器件的内部寄存器和外部功能引脚进行配置；所述DDS器件在其外围电路的支持下，用于根据接受的配置，产生正弦和余弦的正交信号并将其输出至低通滤波电路，该正交信号为模拟电压信号；所述低通滤波电路用于对接收的模拟电压信号进行平滑处理后得到所需的高频激励信号并将其输出至混频器；所述选层包络信号发生单元：单片机连接数模转换器，数模转换器的输出端连接电流电压转换器的输入端，电流电压转换器的输出端作为选层包络信号发生单元的输出端连接混频器的另一个输入端；所述单片机用于产生选层包络信号的数字化数据并进行存储、从存储位置读取选层包络信号的数字化数据并传送至数模转换器；所述数模转换器用于将接收的选层包络信号的数字化数据转换为模拟电流信号并输出至电流电压转换器；电流电压转换器用于将接收的模拟电流信号转换为模拟电压信号，即所需的选层包络信号，且将该选层包络信号输出至混频器；所述混频器，用于对接收的高频激励信号和选层包络信号进行混频处理，得到核磁共振射频信号并输出；其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：通过单片机的编程产生选层包络信号的数字化数据，并进行存储；通过单片机的编程产生选层包络信号的数字化数据的具体方法如下：首先根据数模转换器的参考电压，定义一个选层包络信号的函数，所述参考电压为所述选层包络信号函数的最大幅值；然后根据数模转换的位数n，量化参考电压，相应得到2n个量化区间，并对量化区间逐一进行相应的编码；接下来将x轴数据等间距抽样，抽样的数量由使用者自己定义；再将前述的x轴的抽样数据代入选层包络信号的函数表达式中，计算出选层包络信号的y轴量化数据；然后将y轴量化数据与参考电压的多个量化区间逐一比较，如果某一y轴量化数据在某一量化区间内，就将该y轴量化数据编码为该量化区间的编码，直到所有的y轴量化值都编码为对应的量化区间编码，所有的y轴量化值的编码即为选层包络信号的编码；步骤2：通过单片机引脚高低电平的配置，完成对DDS器件功能的初步配置；步骤3：根据高频激励信号的需求，通过单片机的编程来配置DDS器件的内部寄存器，并将DDS器件产生的正弦和余弦的正交信号输入到低通滤波电路；步骤4：将低通滤波电路输出的电压信号，即高频激励信号，输入到混频器的一个输入端；步骤5：根据选层包络信号的需求，单片机按一定的速率读取选层包络信号的数字化数据，并输入到数模转换器中；步骤6：数模转换器将接收的选层包络信号的数字化数据转换为模拟电流信号并输入到电流电压转换器中；步骤7：电流电压转换器将接收的电流信号转换为电压信号，即选层包络信号，并将其输入到混频器的另一个输入端；步骤8：混频器将高频激励信号和选层包络信号混频后，输出所需的核磁共振的射频信号。