[发明专利]用于高频放大器的调节器

说明书

技术领域

本发明涉及用于高频放大器的调节器。

背景技术

高频放大器(HF放大器)用于将输入给它的高频信号(HF信号)尽 可能相同地放大，以便在其输出获得大功率的HF信号。尤其对于利用磁 共振断层摄影装置(MRT)的特定医学检查，脉冲功率为15-30kW的HF 信号是必需的。在该MRT中也使用HF放大器，以便产生这种功率的HF信 号。HF信号是脉冲式的，也即在从几μs到几ms范围的时延内需要这种 功率。为了借助于MRT产生高质量的医学图像，在HF放大器的输出上尤 其在起作用的MRI时需要非常精确的脉冲功率。利用目前普通的发送装置 可以达到放大HF信号的约1-4％的脉冲重复精度。这里，精确的意思是， HF信号的幅度和相位必须等于准确的预给定。为了获得HF放大器的HF 输出信号的这种精度，给该放大器装配了调节器。

DE 10335144B3公开了一种用于磁共振设备的发送装置，其包括HF 放大器的HF输出信号的幅度和相位用的相应调节器。这里借助于合适的 检测器来确定HF放大器的输入功率和输出功率之比，也即要放大的和被 放大的HF信号之比(所谓的实际增益)。另外确定该两个信号之间的相位 关系(所谓的实际相差)。为此例如使用集成的增益和相位检测器，例如 Analog Devices公司的组件AD8302。在两个分开的调节环中采用一个可 调的衰减装置和一个可调的相位调节器，以便使HF输出信号的输出幅度 和输出相位保持恒定，或与HF输入信号保持所希望的比例，也即调定一 个额定增益或一个额定相差。

图5示出了现有技术的一种相应装置。HF放大器、也称为RFPA(射频 功率放大器)前联了一个调节器202。在输入204上向该装置馈入一个HF 输入信号206。该信号通过信号线208经过调节器202和放大器200，以 便在输出210上作为被放大的HF输出信号212离开该装置。调节器202 具有一个增益检测器214和一个检相器216。

HF输入信号206和HF输出信号212的两个测量值通过被分配给输入 204和输出210的信号耦合器218、220及相应的测量线222、224被输入 给增益检测器214和检相器216两者。这里，增益检测器214测定真实的 实际幅度增益226(实际增益)，检相器216测定在HF输出信号212和HF 输入信号206之间的真实的实际相差228。这里在测量线222、224上存 在譬如在约63或约123Mhz范围内的高频(HF信号)。

相反，实际幅度增益226和实际相差228作为增益检测器214和检相 器216的输出信号是低频信号(NF信号)。在差装置230、232中，真实 的实际幅度增益222和实际相差228与额定增益234和额定相差236进行 比较，相应的校正信号通过调节放大器238、240在信号线中被传送给衰 减装置242和相位调节装置244。

因为所有信号路径彼此隔开，所以衰减装置242和相位调节装置244 被分配了彼此独立的、隔开的调节环246、248。替代地，上述集成的增 益和相位检测器可以作为IC 250(在图5中通过虚线框表示)而使两个 分立的器件、即增益检测器214和检相器216一体化。

尤其是在MR设备中所使用的HF放大器200-也称RF(射频)功率放 大器-具有强展开的特性曲线252。强展开意味着，小输入信号206-也 即具有小幅度或信号功率的输入信号-的增益明显小于大的或强功率的 输入信号206的增益。图6a针对信号206的不同输入功率P_in以特性曲线 260示出了在频率为63.6MHz时HF放大器200的相对增益G。图6b在相 同的横坐标上以特性曲线262描绘了由HF放大器200产生的HF输出信号 212相对于HF输入信号206的幅度误差Δφ。