基于CPLD与AD9854的谱仪窄带射频发送系统的设计与实现

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磁共振成像(MagneticResourceImaging,MRI)的临床应用是医学影像学中的一场革命,是继计算机断层造影术(ComputerizedTomography,CT)、超声等影像检查手段后又一新的断层成像方法。与CT相比,MRI具有高组织分辨力、空间分辨力、无硬性伪迹和无放射损伤等优点。 本设计是针对国内某公司生产的0.23特斯拉磁共振谱仪系统进行开发和设计的。 本文介绍了磁共振的基本原理和磁共振成像的原理,包括射频发送系统的工作原理和系统构成。详细介绍了直接频率合成器(DirectDigitalFrequencySynthesis,DDS)基本结构和性能特点,并对系统设计中所采用的DDS芯片AD9854的控制使用进行了重点分析。 本文重点介绍基于复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammablelogicDevice,CPLD)XC95288XL和专用DDS芯片AD9854实现谱仪中窄带射频发送系统的设计与实现。 首先,XC95288XL需要实现对AD9854的控制,使其能够在0Hz~150MHz范围内产生一定频率范围内任意频率正/余弦信号,该部分程序是在ISE5.2环境下通过VHDL(VHSICHardwareDescriptionLanguage)语言实现并通过ModelSimSE5.6d给出仿真波形,下载到芯片中并进行测试验证。 其次,需要使用XC95288XL控制AD9854替换原射频发送系统的三块芯片,即DDS芯片HSP45106、数字乘法器HMU17和数模转换器AD768,产生1.5MHz~2.5MHz的射频基带信号,并到系统进行测试验证。 最后,根据相关DDS原理使用XC95288XL控制AD9854实现整个射频发送系统的数字化。
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