[发明专利]射频发射电路、复数数字式合成器和磁共振成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及RF(射频)发射电路、复数数字式合成器和MRI(磁共振成像)设备，具体地说，涉及这样的RF发射电路、复数数字式合成器和MRI设备，它们基于电路数字化、使得信号质量的稳定性得以提高，而成本得以降低。

背景技术

图15是表示我们认为可以应用于MRI设备的RF发射电路的实例的方框图。

所述RF发射电路10J由数字电路部分和模拟电路部分组成。

数字电路部分包括：系统接  20J，它从控制扫描的高层(high-ranking)电路接收控制数据；数字合成器30J，它在系统接口20J的控制下产生基准载波频率信号数据；和RF包络线寄存器71，它保存由系统接口20J输出的RF包络线数据。

模拟电路部分包括：D/A转换器51，它把基准载波频率信号数据转换成模拟基准载波频率信号a0；带通滤波器52，它消除在模拟基准载波频率信号a0中出现的混叠谐波、并输出结果基准载波频率信号a1；振荡电路53；频率倍减电路54，它产生混频信号，用以把载波频率上变频成预期的静态磁场强度下所需的谐振频率；带通滤波器55，它消除混频信号中的寄生频率分量，以产生混频信号a2；载波混频器56，它将基准载波频率信号a1和混频信号a2组合并输出结果基准载波频率信号a3；带通滤波器57，它从载波频率信号a3中消除寄生频率分量，以产生载波频率信号a4；D/A转换器72，它把RF包络线数据转换成模拟包络线信号e1；带通滤波器73，它消除在模拟RF包络线信号e1中出现的混叠谐波，并输出RF包络线信号e2；RF包络线混频器58，它将载波频率信号a4和RF包络线信号e2组合，并输出结果模拟脉冲信号a5；带通滤波器81J，它从模拟RF脉冲信号a5中消除寄生频率分量，并输出结果RF脉冲信号；可编程增益放大器82J；以及发送/接收选择开关83J。

上述传统的RF发射电路10J的大部分过程、尤其是混频过程和相关的带通滤波过程是由模拟电路部分完成的。

但是，模拟零件不可避免地具有特性的不一致性，不能预知地产生信号质量的不稳定性。选择特性不一致少的模拟零件的必要性又不能预知地造成成本上升。

发明内容

因此，本发明的目的是提供这样的RF发射电路、复数数字式合成器和MRI设备，它们基于电路数字化、使得信号质量的稳定性得以提高、而成本得以降低。

在第一方面，本发明归于一种RF发射电路，其特征在于包括：系统接口，它从外界接收控制数据；复数数字式合成器，它根据来自系统接口的命令输出基准载波频率信号；RF包络线混频器，它将基准载波频率信号和RF包络线波形信号组合、并输出复数形式的结果基准脉冲信号；数字上变频器，它把基准RF脉冲信号的载波频率上变频成预期的静态磁场强度下所需的谐振频率，并把结果信号转换成模拟RF脉冲信号；以及模拟激励电路，它滤除出现在所述模拟RF脉冲信号中的混叠谐波并调整所述结果信号的振幅。

第一方面的RF发射电路，其中，在数字域中组合基准载波频率信号和RF包络线波形信号，不需要模拟混频电路，因而信号质量的稳定性得以提高，而成本得以降低。另外，基准载波频率信号是在数字域直接产生并上变频的，不需要模拟频率转换电路和模拟带通滤波电路，因此信号质量的稳定性得以提高、而成本得以降低。

在第二方面，本发明归于一种具有上述配置的RF发射电路，其特征在于包括数字衰减器，后者根据系统接口的命令调整RF包络线波形信号的振幅。

第二方面的RF发射电路可以在数字域实现RF脉冲振幅的准确微调。

在第三方面，本发明归于一种具有上述配置的RF发射电路，其特征在于包括谐振频率调整控制器，后者根据系统接口的命令改变准备由数字上变频器上变频的谐振频率。

第三方面的RF发射电路可以在利用相同的硬件电路的同时在软件的基础上通过改变谐振频率来处理不同的静态磁场强度，因此它降低了成本。

在第四方面，本发明归于一种具有上述配置的RF发射电路，其特征在于具有40MHz或更高的系统时钟频率。

第四方面的RF发射电路可以恰当地处理高达15MHz(该频率是奈奎斯特频率的80％)的信号。

在第五方面，本发明归于一种具有上述配置的RF发射电路，其特征在于所述复数数字式合成器具有40MHz或更高的工作时钟频率。

第五方面的RF发射电路可以处理高达15MHz(该频率是奈奎斯特频率的80％)的基准载波频率。