小型磁共振儀器中射頻低噪聲放大器和功率放大電路的設計.pdf

1、低噪聲前置放大器和射頻功率放大器位于磁共振儀器收發(fā)通道的前端，均是重要的部件之一。低噪聲前置放大器將從線圈感應到的μV級自由感應衰減(FID)信號進行小信號放大，它的噪聲特性直接影響磁共振成像儀的信號靈敏度，因此低噪聲前置放大器的噪聲、增益和工作頻率范圍等性能都有著很高的要求。射頻功率放大器則是將激發(fā)樣品所需的射頻脈沖序列進行功率放大，使得樣品被激發(fā)產(chǎn)生磁共振信號，功率、諧波、頻帶寬度及噪聲等特性是射頻功放設計及研究的重點。而對于便攜式

2、核磁共振譜儀，部件的體積需要設計的盡可能小，因此如何通過器件選型、電路結構設計以及仿真優(yōu)化等方法，在達到性能要求的前提下，盡量減小體積，是丞待解決的重要問題。
　　本文從磁共振成像儀器的系統(tǒng)結構出發(fā)，根據(jù)信號接收通道的特點和課題研究的要求，設計研制了適用于0.5T磁共振關節(jié)成像儀的實用低噪聲前置放大器。本文詳細描述了前置放大器的具體設計、仿真過程和測試結果，所設計的放大器在中心頻率處噪聲系數(shù)最優(yōu)為0.52dB，工作頻率范圍為18M

3、Hz-23MHz，其中工作頻率范圍可通過改變電容電感的參數(shù)值進行調整。所實現(xiàn)的低噪聲前置放大器增益、輸入輸出駐波比等指標均滿足設計要求、性能良好。此外，本文對低噪聲前置放大器的平衡式結構也進行了設計研究與仿真。
　　本文依據(jù)射頻功率放大器的設計理論和課題研究要求，對適用于1.5T便攜式核磁共振波譜儀的射頻功率放大器進行了初步設計和研制。通過器件的合理選型、結構布局的詳細分析和仿真，所設計的功率放大器中心頻率為64MHz，連續(xù)波輸出

4、功率約為20W，并且結構簡潔，體積適合。此外根據(jù)便攜式核磁共振波譜儀的結構要求，本文設計制作了一個可用于系統(tǒng)發(fā)射、接收功能轉換的射頻電子開關，并對該射頻開關的性能進行了測試。
　　前置放大器和射頻功率放大器均為射頻模擬電路，在小型化的研制、調試優(yōu)化方面均有較高的要求，特別是當射頻功率較大時，更增加了設計與研發(fā)難度。本文所研究的前置放大器和射頻功率放大器為小型化磁共振儀器的研制提供了可行的技術參考，并能夠通過進一步的優(yōu)化，提升性能和