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任意波形发生器(又叫函数发生器)作为一种通用的信号源,在物理,电子,计算机领域有着广泛的应用。现代任意波形发生器要求频率输出范围较大,同时能够实现频率、相位和幅度的快速切换能力。目前,主流的任意信号发生器主要来自于国外的进口商用产品。它们有着很高的频率稳定性,较宽的输出频率范围,丰富的调制功能,友好的人机界面和易用性,但是全进口产品售价较高,核心技术仍然掌握在国外厂商手中。
本文提出了一种可用于磁共振系统、整合了通用串行总线(USB)、可编程逻辑器件(FPGA)和数字直接合成(DDS)的任意波形发生器(AWG)设计方案。围绕着这种方案,研制了80MHz通用磁共振任意波形发生器,提供了实际测试的结果和成像实验结果,并对研制和实验结果进行了讨论。
本论文主要内容如下:
第一,主要介绍了核磁共振原理,核磁共振成像的原理,核磁共振成像系统的结构。
第二,介绍各种任意波形发生器的实现方法和各种方法的优缺点。在此基础上,介绍自行研制的波形发生器的思路第三,介绍了任意波形发生器的研制过程,并分别从硬件部分设计和软件部分设计上进行了相应的描述。
第四,介绍波形发生器的性能测试结果,并将它整合到实验室自行研制的0.3T永磁成像系统中,进行了水模和人脑的实验,取得了与系统原有的射频激发单元相同的性能,完全能够满足低场磁共振成像的需要。