[发明专利]数字控制振荡器及磁共振成像系统

说明书

一种数字控制振荡器及磁共振成像系统，所述数字控制振荡器包括：相位累加单元，适于对频率控制字进行累加处理以产生第一相位信号；量化整形单元，适于对所述第一相位信号进行量化处理以产生第二相位信号，并对所述量化处理产生的量化噪声进行低频衰减和高频放大处理，且对进行低频衰减和高频放大处理后的量化噪声进行低通滤波处理；转换单元，适于输出与所述第二相位信号对应的波形数据。本发明技术方案提供的数字控制振荡器通过对量化噪声进行整形，提高了输出的周期信号的信噪比和无杂散动态范围。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别涉及一种数字控制振荡器及磁共振成像系统。

背景技术

磁共振成像（MRI，Magnetic Resonance Imaging）作为核磁共振应用的重要领域，由于其对人体软组织有极好的分辨力、成像参数能提供丰富的诊断信息、对人体没有电离辐射损伤等诸多优点，磁共振成像系统已成为医学临床诊断的主要工具之一。

在磁共振成像系统中，射频信号通常是以某种类型的载波调制方式发送的，传送信号的带宽限制在以载波信号为中心的一个频段上，如双边带调制，或在邻近载波信号的频段上，如单边带调制。无论何种调制方式，在发送端均需要一个高频载波信号将射频信号调制上去，以减小射频信号衰落，相干解调时在接收端也需要一个与发送端同频同相的高频载波信号将射频信号从高频上解调下来。所述高频载波信号通常由数字控制振荡器（NCO，Numerically Controlled Oscillator)产生。数字控制振荡器能够产生一个理想的、数字可控的正弦波信号或余弦波信号，正弦波信号或余弦波信号的频率和相位可以根据实际需求进行设置，从而满足各种需要。

数字控制振荡器的实现方式有实时计算法和查表法（LUT，Look Up Table）等多种。实时计算法的正弦波信号样本是实时计算产生，该方法因其计算需要耗费大量时间，只能产生较低频率的正弦波信号。因此，在需要产生高速的正交信号时，实时计算法将无法实现。在实际应用中一般采用最有效、最简单的查表法，即事先根据波形的相位计算好相位对应的幅度，并按相位作为地址信息存储每个相位的对应的幅度数据。

图1是现有的一种采用查表法实现的数字控制振荡器的结构示意图。参考图1，所述数字控制振荡器包括：相位累加单元11、转换单元12以及数模转换器13。其中，所述相位累加单元11适于在时钟信号Clk的控制下，对输入其的频率控制字FTW不断累加，输出以所述频率控制字FTW为步进的数字相位信号，所述数字相位信号作为取样地址输入所述幅度相位转换单元12；所述转换单元12采用通常ROM结构，所述ROM结构存储预先计算好相位的正弦值，通过查表和运算，所述转换单元12就能输出所需波形的幅度数据；所述数模转换器13适于对所述转换单元12输出的幅度数据进行数模转换，以产生正弦波信号或余弦波信号。

为了提高正弦波信号或余弦波信号的频率分辨率，所述数字相位信号的位数通常设置得较大。所述数字相位信号的位数增大，会使ROM容量相应变大。而在实际应用中，由于数字控制振荡器的成本和体积限制了ROM的容量，必然要求进行取样地址舍弃，即进行相位截取。相位截取是指舍弃所述数字相位信号的低位而截取所述数字相位信号的高位去寻址ROM，所述相位截取产生的误差称为相位截取误差。

然而，在数字控制振荡器中，相位截取误差是数字控制振荡器输出的周期信号频率杂散的主要来源，频率杂散减小了数字控制振荡器的输出信号的无杂散动态范围（SFDR，Spurious Free Dynamic range）。

发明内容

本发明解决的是数字控制振荡器的输出信号的无杂散动态范围小的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种数字控制振荡器，包括：

相位累加单元，适于对频率控制字进行累加处理以产生第一相位信号；