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本文研究和论述了MRI射频接收系统的工作原理和硬件结构。并将软件无线电理论应用于磁共振射频接收系统中,着眼于射频接收前端结构的分析,设计了一套完整的基于软件无线电思想的数字化MRI射频接收试验系统。该系统由理论模型和TIM接收系统两部分共同构成。
理论模型首先从阐述软件无线电理论的基础入手,对多速率数字信号处理技术、高速数据采集技术以及数字信号的正交分解技术进行了分析与探讨。使用MathWork公司和Xilinx公司合作开发的SystermGenertor软件在现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)器件上实现了由高速乘法器、半带滤波器、级联积分梳状滤波器和分布式FIR滤波器构成的高倍抽取数字下变频器(DigitalDownConverter,DDC)的设计。经实际测试,符合设计要求。
TIM接收系统由AD6654芯片、ISA(IndustryStandardArchitecture)总线和FPGA控制模块构成。采用数字化射频前端设计,实现了MRI射频信号的多通道接收;通过ISA总线实现了系统的自动化控制;在计算机中对数据进行频谱计算与分析,使得试验过程中不需要逻辑分析仪、频谱分析仪等价格昂贵的仪器,降低了试验成本。FPGA控制器件的使用,大大增强了系统的灵活性和兼容性。通过系统上反复的试验分析,积累了大量的第一手资料,为国产多通道MRI射频接收机的研制奠定了坚实的基础。