[发明专利]前置放大器及磁共振成像系统

说明书

本发明公开了一种前置放大器及磁共振成像系统。前置放大器包括：放大网络、输入匹配网络、偏置网络和输出匹配网络；输入匹配网络的输出端与放大网络的第一输入端电连接；偏置网络的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别与放大网络的第一输入端、第二输入端和输出端电连接；输出匹配网络的输入端与放大网络的输出端电连接；输出匹配网络包括：电源单元、稳定性调节单元和匹配单元；稳定性调节单元用于抑制输出匹配网络的自激振荡；还用于与电源单元构成偏置模块，偏置模块与偏置网络共同用于控制放大网络的静态工作点；输出匹配网络整体用于前置放大器的阻抗匹配。本发明实施例可以实现前置放大器的低噪声和低阻抗，同时保证其工作可靠性。

技术领域

本发明实施例涉及射频电子放大器技术领域，尤其涉及一种前置放大器及磁共振成像系统。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是一种先进的人体无损成像的技术，广泛应用于人体各个部位疾病的诊断。磁共振成像系统包括磁共振射频线圈、用于磁共振成像射频线圈的前置放大器和磁体、梯度、射频功放、谱仪和计算机等部件。前置放大器是磁共振成像系统中重要组成部分，其性能直接决定着磁共振成像质量。

MRI低噪声前置放大器在空间位置上紧邻射频接收线圈或发射/接收两用线圈，如果把线圈接收到的信号直接经过长电缆从磁体室引出到射频室的放大器，会引起相当大的衰减，产生信噪比的严重损失。因此通常是把线圈接收到的微弱信号先通过前置放大器放大一定倍数后，再经长电缆线传输到后续级联的放大器进一步放大。一般来说，低噪声前置放大器在保证一定放大倍数的前提下要有很低的噪声系数。除此以外，前置放大器一般置于线圈内，由于输入线圈的阻抗比较小，所以需要把前置放大器的输入阻抗设计得很低。传统的前置放大器中，为了保证放大器的稳定性，只能牺牲放大器的噪声或者输入阻抗。因此，现有的前置放大器的设计存在难以兼顾低噪声、低阻抗和稳定性的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种前置放大器及磁共振成像系统，以实现前置放大器的低噪声和低阻抗，同时保证前置放大器的工作可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种前置放大器，包括：放大网络、输入匹配网络、偏置网络和输出匹配网络；

所述输入匹配网络的输入端接收输入信号，所述输入匹配网络的输出端与所述放大网络的第一输入端电连接；

所述偏置网络的第一输出端与所述放大网络的第一输入端电连接，所述偏置网络的第二输出端与所述放大网络的第二输入端电连接，所述偏置网络的第三输出端与所述放大网络的输出端电连接；

所述输出匹配网络的输入端与所述放大网络的输出端电连接，所述输出匹配网络的输出端输出输出信号；

其中，所述输出匹配网络包括：电源单元、稳定性调节单元和匹配单元；所述电源单元的输出端与所述稳定性调节单元的第一端电连接；所述稳定性调节单元的第二端为所述输出匹配网络的输入端；所述稳定性调节单元的第三端与所述匹配单元的第一端电连接；所述匹配单元的第二端为所述输出匹配网络的输出端；所述稳定性调节单元用于抑制所述输出匹配网络的自激振荡；所述稳定性调节单元还用于与所述电源单元构成偏置模块，所述偏置模块与所述偏置网络共同用于控制所述放大网络的静态工作点；所述稳定性调节单元还与所述电源单元和所述匹配单元共同用于所述前置放大器的阻抗匹配。

可选地，所述放大网络包括：第一晶体管和第二晶体管；

所述第一晶体管和所述第二晶体管构成共源共栅结构；所述第一晶体管的栅极为所述放大网络的第一输入端，所述第一晶体管的源极接地，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极电连接；所述第二晶体管的栅极为所述放大网络的第二输入端，所述第二晶体管的漏极为所述放大网络的输出端。

可选地，所述第一晶体管和所述第二晶体管的尺寸均为8*200μm。

可选地，所述放大网络还包括：第一电阻和第一电容；