[發(fā)明專利]數(shù)字控制振蕩器及磁共振成像系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310566862.6
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN104639160A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設計）人: 謝強;封勇福
• 申請（專利權）人: 上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099;A61B5/055
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種數(shù)字控制振蕩器及磁共振成像系統(tǒng)，所述數(shù)字控制振蕩器包括：相位累加單元，適于對頻率控制字進行累加處理以產生第一相位信號；量化整形單元，適于對所述第一相位信號進行量化處理以產生第二相位信號，并對所述量化處理產生的量化噪聲進行低頻衰減和高頻放大處理，且對進行低頻衰減和高頻放大處理后的量化噪聲進行低通濾波處理；轉換單元，適于輸出與所述第二相位信號對應的波形數(shù)據(jù)。本發(fā)明技術方案提供的數(shù)字控制振蕩器通過對量化噪聲進行整形，提高了輸出的周期信號的信噪比和無雜散動態(tài)范圍。

技術領域

本發(fā)明涉及磁共振成像技術領域，特別涉及一種數(shù)字控制振蕩器及磁共振成像系統(tǒng)。

背景技術

磁共振成像（MRI，Magnetic Resonance Imaging）作為核磁共振應用的重要領域，由于其對人體軟組織有極好的分辨力、成像參數(shù)能提供豐富的診斷信息、對人體沒有電離輻射損傷等諸多優(yōu)點，磁共振成像系統(tǒng)已成為醫(yī)學臨床診斷的主要工具之一。

在磁共振成像系統(tǒng)中，射頻信號通常是以某種類型的載波調制方式發(fā)送的，傳送信號的帶寬限制在以載波信號為中心的一個頻段上，如雙邊帶調制，或在鄰近載波信號的頻段上，如單邊帶調制。無論何種調制方式，在發(fā)送端均需要一個高頻載波信號將射頻信號調制上去，以減小射頻信號衰落，相干解調時在接收端也需要一個與發(fā)送端同頻同相的高頻載波信號將射頻信號從高頻上解調下來。所述高頻載波信號通常由數(shù)字控制振蕩器（NCO，Numerically Controlled Oscillator)產生。數(shù)字控制振蕩器能夠產生一個理想的、數(shù)字可控的正弦波信號或余弦波信號，正弦波信號或余弦波信號的頻率和相位可以根據(jù)實際需求進行設置，從而滿足各種需要。

數(shù)字控制振蕩器的實現(xiàn)方式有實時計算法和查表法（LUT，Look Up Table）等多種。實時計算法的正弦波信號樣本是實時計算產生，該方法因其計算需要耗費大量時間，只能產生較低頻率的正弦波信號。因此，在需要產生高速的正交信號時，實時計算法將無法實現(xiàn)。在實際應用中一般采用最有效、最簡單的查表法，即事先根據(jù)波形的相位計算好相位對應的幅度，并按相位作為地址信息存儲每個相位的對應的幅度數(shù)據(jù)。

圖1是現(xiàn)有的一種采用查表法實現(xiàn)的數(shù)字控制振蕩器的結構示意圖。參考圖1，所述數(shù)字控制振蕩器包括：相位累加單元11、轉換單元12以及數(shù)模轉換器13。其中，所述相位累加單元11適于在時鐘信號Clk的控制下，對輸入其的頻率控制字FTW不斷累加，輸出以所述頻率控制字FTW為步進的數(shù)字相位信號，所述數(shù)字相位信號作為取樣地址輸入所述幅度相位轉換單元12；所述轉換單元12采用通常ROM結構，所述ROM結構存儲預先計算好相位的正弦值，通過查表和運算，所述轉換單元12就能輸出所需波形的幅度數(shù)據(jù)；所述數(shù)模轉換器13適于對所述轉換單元12輸出的幅度數(shù)據(jù)進行數(shù)模轉換，以產生正弦波信號或余弦波信號。

為了提高正弦波信號或余弦波信號的頻率分辨率，所述數(shù)字相位信號的位數(shù)通常設置得較大。所述數(shù)字相位信號的位數(shù)增大，會使ROM容量相應變大。而在實際應用中，由于數(shù)字控制振蕩器的成本和體積限制了ROM的容量，必然要求進行取樣地址舍棄，即進行相位截取。相位截取是指舍棄所述數(shù)字相位信號的低位而截取所述數(shù)字相位信號的高位去尋址ROM，所述相位截取產生的誤差稱為相位截取誤差。

然而，在數(shù)字控制振蕩器中，相位截取誤差是數(shù)字控制振蕩器輸出的周期信號頻率雜散的主要來源，頻率雜散減小了數(shù)字控制振蕩器的輸出信號的無雜散動態(tài)范圍（SFDR，Spurious Free Dynamic range）。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的是數(shù)字控制振蕩器的輸出信號的無雜散動態(tài)范圍小的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種數(shù)字控制振蕩器，包括：

相位累加單元，適于對頻率控制字進行累加處理以產生第一相位信號；