本發(fā)明涉及核磁共振的儀器裝置，具體涉及一種數(shù)字化核磁共振頻率源裝置。

背景技術(shù)：

頻率源是核磁共振儀器系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，是核磁共振儀器系統(tǒng)中的重要組成部分，主要用于為核磁共振儀器系統(tǒng)激發(fā)樣品的產(chǎn)生核自旋提供輸出本振信號。核磁共振儀器要求頻率源具備高穩(wěn)定度、高頻譜純凈度、高頻率切換速度、高頻率分辨率、低相位噪聲等技術(shù)指標(biāo)。

目前，存在以下幾種頻率合成技術(shù)：第一，基于模擬合成的頻率源技術(shù)。它通常利用一個晶體振蕩器作為整個頻率源的基準(zhǔn)信號源，經(jīng)過模擬器件的倍頻，分頻，混頻等途徑直接產(chǎn)生所需要的輸出信號。美國PTS公司的頻率源即采用了此技術(shù)。但是，由于采用了較多的模擬器件實(shí)現(xiàn)頻率合成，其體積龐大，價格昂貴，因此，并不適合于在較低成本的譜儀系統(tǒng)中使用；第二，基于鎖相環(huán)的頻率合成技術(shù)。它通常利用一個參考頻率源，通過比較壓控振蕩器的相位和參考頻率源的相位差，驅(qū)動調(diào)整壓控振蕩器，使其輸出頻率鎖定在某一頻率上。這種頻率合成方法的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，輸出的頻率穩(wěn)定，雜散抑制好。其缺點(diǎn)是頻率切換速度較慢，對信號的調(diào)制能力差。第三，直接數(shù)字頻率合成技術(shù)。它從相位的概念出發(fā)，進(jìn)行頻率合成，采用數(shù)字存儲技術(shù)，具有精確的相位，頻率分辨率?？焖俚南辔唬l率，幅度的切換速度。與傳統(tǒng)的基于模擬頻率合成和鎖相環(huán)的頻率源相比，基于DDS的頻率源具有設(shè)計(jì)簡單，價格低廉的特點(diǎn)。但是直接數(shù)字合成的雜散較大，輸出頻率不高。

以中國專利號CN200410099267.7的專利為例，其中公開的通用數(shù)字化核磁共振頻率源以直接數(shù)字合成頻率技術(shù)為基礎(chǔ)， 直接輸出核磁共振頻率。用于核磁共振用的射頻通道，包括 PC機(jī)上使用的波形設(shè)置軟件、單片機(jī)、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA、直接數(shù)字頻率合成器件等部分。雖然該頻率源具備相位，頻率，幅度的快速的切換速度，但雜散較大，相位噪聲較大，而且價格昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有核磁共振頻率源存在的缺陷，提出了一種頻率切換速度快，雜散抑制性能好，頻率分辨率高，成本低的數(shù)字化核磁共振頻率源裝置。

解決上述技術(shù)問題所采取的措施是：一種數(shù)字化核磁共振頻率源裝置，其特征在于該裝置由控制器、DDS頻率發(fā)生器、低通濾波器、放大器、鑒相器、壓控振蕩器、分頻器、人機(jī)終端構(gòu)成。其中，鑒相器、壓控振蕩器、分頻器構(gòu)成了PLL電路。

人機(jī)終端通過串行通訊方式將本振頻率信息輸出給控制器，控制器通過IO控制DDS頻率發(fā)生器，產(chǎn)生基頻信號；基頻信號經(jīng)過低通濾波器，濾除高頻諧波分量，然后進(jìn)入放大器，作為第一路放大器輸入信號；由放大器輸出的第一路信號進(jìn)入鑒相器、壓控振蕩器；壓控振蕩器輸出的信號通過分頻器再次進(jìn)入放大器，作為第二路放大器輸入信號，放大器的第二路輸入信號經(jīng)過放大后進(jìn)入鑒相器；壓控振蕩器輸出的信號同時再次進(jìn)入放大器，作為第三路放大器輸入信號，經(jīng)過放大后輸出本振信號。

控制器由單片機(jī)或者ARM芯片及其外圍最小系統(tǒng)、串行通訊芯片、輸入輸出系統(tǒng)組成，保證裝置的低成本、高穩(wěn)定性運(yùn)行。人機(jī)終端可以集成化人機(jī)界面。DDS頻率發(fā)生器由DDS芯片及其外圍電路構(gòu)成。低通濾波器由7階橢圓型低通濾波器LC電路組成。放大器、鑒相器、壓控振蕩器、分頻器全部是集成模塊，保證了系統(tǒng)的高穩(wěn)定性和集成性，降低了整套裝置的成本。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于主控系統(tǒng)采用單片機(jī)或者ARM芯片，整體裝置的穩(wěn)定性得到提升，成本更低。采用集成模塊化的設(shè)計(jì)，保證了系統(tǒng)的高穩(wěn)定性。該數(shù)字化核磁共振頻率源采用DDS方式與PLL方式相結(jié)合，使該裝置的頻率切換速度快，雜散抑制性能好，頻率分辨率高，成本更加低廉。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明專利的結(jié)構(gòu)。

一種數(shù)字化核磁共振頻率源裝置，見圖1，控制器采用的是意法半導(dǎo)體公司的ARM系列的STM32F103RCT6集成電路，其中該集成電路通過串行方式與人機(jī)終端進(jìn)行通訊，人機(jī)終端采用北京迪文公司的DMT64480T035_01W。DDS頻率發(fā)生器采用AD9913集成電路，標(biāo)準(zhǔn)的外圍電路設(shè)計(jì)。多路放大器采用MC10116，鑒相器采用AD9901的標(biāo)準(zhǔn)電路，壓控振蕩器采用MC1648，分頻器采用MC10136。其中，鑒相器AD9901、壓控振蕩器MC1648、分頻器MC10136構(gòu)成PLL電路，與前部分的DDS電路組成完整的本振輸出通道。