專利名稱：磁共振激勵(lì)信號(hào)的產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁共振激勵(lì)信號(hào)的產(chǎn)生裝置，該裝置具有輸入元件、放大裝置和輸出元件，其中，輸入信號(hào)通過輸入元件輸入放大裝置，放大裝置將該輸入信號(hào)放大為輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)可以通過輸出元件來訪問。
背景技術(shù)：
這種產(chǎn)生裝置例如由DE 19911975C2或DE 10004423公開。其中描述的發(fā)送裝置已經(jīng)工作得比較令人滿意，但只能提供有限振幅的輸出信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種磁共振激勵(lì)信號(hào)的產(chǎn)生裝置，借助該裝置可以產(chǎn)生較大振幅的輸出信號(hào)。
該技術(shù)問題是通過一種磁共振激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生裝置解決的，該產(chǎn)生裝置具有輸入元件、信號(hào)分配器、放大裝置、信號(hào)組合器、輸出元件、輸入傳感器裝置、輸出傳感器裝置和調(diào)節(jié)裝置，其中，-信號(hào)分配器連接在輸入元件后面，并將輸入給它的輸入信號(hào)分為至少兩個(gè)分信號(hào)，-放大裝置連接在信號(hào)分配器后面，并將分信號(hào)放大為輸出信號(hào)，-信號(hào)組合器連接在放大裝置后面，并將輸出信號(hào)組合為一個(gè)和信號(hào)，-輸出元件連接在信號(hào)組合器后面，并且可以通過該輸出元件獲得和信號(hào)，-輸入傳感器裝置連接在輸入元件和信號(hào)分配器之間，并采集與輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的額定信號(hào)，-輸出傳感器裝置連接在放大裝置和信號(hào)組合器之間，并采集與輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的實(shí)際信號(hào)，-輸入傳感器裝置和輸出傳感器裝置與調(diào)節(jié)裝置連接，并向該調(diào)節(jié)裝置輸入額定信號(hào)或?qū)嶋H信號(hào)，
-調(diào)節(jié)裝置與至少一個(gè)放大裝置連接，并這樣作用于至少一個(gè)放大裝置，即輸出信號(hào)相互之間具有預(yù)定的振幅比例和預(yù)定的相位。
因?yàn)橛纱丝梢栽诙鄠€(gè)相互并聯(lián)的放大裝置中分開放大輸入信號(hào)，并將輸出信號(hào)相加地疊加在一起。
如果信號(hào)分配器將輸入信號(hào)分為具有相同振幅的分信號(hào)，則產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)更為簡單。
信號(hào)分配器可以例如構(gòu)造為具有兩個(gè)輸入端的90度混合器，其第二輸入端與一個(gè)分配器終端電阻、例如一個(gè)通常為50歐姆的電阻連接。這樣做使得信號(hào)分配器成本低廉，構(gòu)造簡單，但能非常有效且低損耗地工作。
當(dāng)輸出信號(hào)具有相同的振幅時(shí)，則可以特別簡單地組合輸出信號(hào)。
當(dāng)信號(hào)組合器相移地組合輸出信號(hào)時(shí)，所述分信號(hào)相互間具有預(yù)定的、且不為零的輸入相位，并且信號(hào)組合器的相位差和輸出信號(hào)的相位相互補(bǔ)償，則可將振幅進(jìn)行單純相加的疊加。
信號(hào)組合器還可以例如構(gòu)造為具有兩個(gè)輸出端的90度混合器，其第二輸出端與一個(gè)組合器終端電阻、例如一個(gè)通常為50歐姆的電阻連接。在這種構(gòu)造中，尤其是可以無損耗地組合輸出信號(hào)。
通常，各放大裝置分別具有一個(gè)高頻功率放大器。在此，至少在與調(diào)節(jié)裝置連接的放大裝置中將一個(gè)振幅調(diào)節(jié)器和一個(gè)相位調(diào)節(jié)器設(shè)置在高頻功率放大器之前。這樣做使得對(duì)振幅和相位的影響變得特別簡單。
如果傳感器裝置構(gòu)造為定向耦合器，則該傳感器裝置對(duì)反射的信號(hào)是不敏感的，這些反射信號(hào)尤其會(huì)在振幅快速變化或沒有精確匹配負(fù)載阻抗時(shí)出現(xiàn)。
如果調(diào)節(jié)裝置對(duì)于每個(gè)放大裝置都借助額定信號(hào)和對(duì)應(yīng)的實(shí)際信號(hào)測取對(duì)應(yīng)的振幅中間信號(hào)和對(duì)應(yīng)的相位中間信號(hào)，并借助該中間信號(hào)影響與調(diào)節(jié)裝置連接的放大裝置，則該調(diào)節(jié)裝置可以特別可靠地工作。特別是，在這種情況下可以相互獨(dú)立地獲得各放大倍數(shù)和相移。
如果調(diào)節(jié)裝置對(duì)于每個(gè)放大裝置都借助對(duì)應(yīng)的振幅中間信號(hào)和一個(gè)對(duì)所有放大裝置都相同的預(yù)定參考振幅信號(hào)獲得一個(gè)振幅調(diào)節(jié)參數(shù)，并輸出到各放大裝置，則可以簡單的方式保證各輸出信號(hào)具有相同的振幅。
如果調(diào)節(jié)裝置對(duì)于每個(gè)振幅中間信號(hào)都具有一個(gè)校正元件，在其中將振幅中間信號(hào)校正一個(gè)各自的預(yù)定校正值，則可以對(duì)每個(gè)產(chǎn)生裝置支路進(jìn)行單獨(dú)的校正。
如果調(diào)節(jié)裝置對(duì)于每個(gè)放大裝置都借助對(duì)應(yīng)的相位中間信號(hào)和一個(gè)可為各放大裝置預(yù)定的參考相位信號(hào)獲得一個(gè)相位調(diào)節(jié)參數(shù)，并輸出到各放大裝置，則可以特別簡單地相對(duì)于輸入信號(hào)來調(diào)整輸出信號(hào)的相位。在此，優(yōu)選針對(duì)每個(gè)放大裝置單獨(dú)預(yù)先給定該參考相位信號(hào)。
如果輸入傳感器裝置為每個(gè)放大裝置采集一個(gè)各自的額定信號(hào)，則還可以去除產(chǎn)生裝置各放大支路之間的耦合。
如果產(chǎn)生裝置構(gòu)造為完全對(duì)稱的，則對(duì)于該產(chǎn)生裝置的實(shí)現(xiàn)給出了一個(gè)更為簡單的電路設(shè)計(jì)。


下面從參考附圖對(duì)實(shí)施方式的描述中說明本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。在此以原理圖的方式示出圖1是磁共振激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生裝置。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1，磁共振激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生裝置具有一個(gè)輸入元件l。通過該輸入元件1向產(chǎn)生裝置輸入高頻輸入信號(hào)E。高頻信號(hào)E的頻率典型地在8到150MHz之間。輸入元件1將該信號(hào)輸入設(shè)置在輸入元件1之后的信號(hào)分配器2。
信號(hào)分配器2構(gòu)造為具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端的常規(guī)90度混合器。其一個(gè)輸入端與輸入元件1連接，而另一個(gè)輸入端通過端接電阻3、典型的是50歐姆的電阻3連接。由此，信號(hào)分配器2將輸入信號(hào)分為兩個(gè)分信號(hào)T1、T2。在此，由于信號(hào)分配器2的結(jié)構(gòu)，分信號(hào)T1、T2具有相同的振幅。但它們的相位相差90度。
將分信號(hào)T1、T2輸入設(shè)置在信號(hào)分配器2之后的放大裝置4。放大裝置4分別由一個(gè)振幅調(diào)節(jié)器5、一個(gè)相位調(diào)節(jié)器6和一個(gè)高頻功率放大器7構(gòu)成，其中高頻功率放大器7是該鏈路上的最后一個(gè)元件。也就是說，振幅調(diào)節(jié)器5和相位調(diào)節(jié)器6設(shè)置在高頻功率放大器7之前。而振幅調(diào)節(jié)器5和相位調(diào)節(jié)器6的順序是任意的。
借助振幅調(diào)節(jié)器5和相位調(diào)節(jié)器6，這樣改變分信號(hào)T1、T2，使得放大裝置4將分信號(hào)T1、T2放大為相互之間具有預(yù)定振幅比例和預(yù)定相位關(guān)系的輸出信號(hào)。下面還將對(duì)此詳細(xì)解釋。如已提到的，輸出信號(hào)A1、A2一般具有相同的振幅。
輸出信號(hào)A1、A2被輸入到設(shè)置在放大裝置4后面的信號(hào)組合器8。信號(hào)組合器8將輸出信號(hào)A1、A2組合為一個(gè)和信號(hào)S。
信號(hào)組合器8與信號(hào)分配器2類似，也構(gòu)造為通常的具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端的90度混合器。在其一個(gè)輸出端輸出和信號(hào)S，而在另一個(gè)輸出端與一個(gè)終端電阻9、典型地為50歐姆的電阻端接。
由于其結(jié)構(gòu)，信號(hào)組合器8將輸出信號(hào)A1、A2相移地加以組合，即具有90度的相位差。因此，輸出信號(hào)A1、A2的相位應(yīng)當(dāng)是-90度，因?yàn)檫@樣信號(hào)組合器8的相移和輸出信號(hào)A1、A2的相位才能相互補(bǔ)償。然后，由此可以進(jìn)行純相加地、無損失的信號(hào)組合。
和信號(hào)S由信號(hào)組合器8輸入到設(shè)置在信號(hào)分配器8后面的輸出元件8中。通過輸出元件10可以得到和信號(hào)S，并輸入到例如磁共振發(fā)送天線。
為了能正確調(diào)整輸出信號(hào)A1、A2的振幅和相位，設(shè)置了一個(gè)輸入傳感器裝置11和輸出傳感器裝置12。輸入傳感器裝置11設(shè)置在輸入元件1和信號(hào)分配器2之間。輸出傳感器裝置12設(shè)置在放大裝置4和信號(hào)組合器8之間。在此，根據(jù)圖1，傳感器裝置11、12構(gòu)造為定向耦合器11、12。
輸入傳感器裝置11為每個(gè)放大裝置4采集自己的額定信號(hào)，該額定信號(hào)與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)。輸出傳感器裝置12分別采集與輸出信號(hào)A1、A2對(duì)應(yīng)的實(shí)際信號(hào)。將額定和實(shí)際信號(hào)輸入按照調(diào)節(jié)技術(shù)與傳感器裝置11、12連接的調(diào)節(jié)裝置13。
根據(jù)圖1，調(diào)節(jié)裝置13具有預(yù)處理裝置15和一個(gè)共同的主機(jī)16。該調(diào)節(jié)裝置13與至少一個(gè)(根據(jù)圖1甚至與兩個(gè))放大裝置4連接，并這樣作用于該放大裝置4，使得輸出信號(hào)A1、A2相互之間具有預(yù)定的振幅比例和預(yù)定的相位關(guān)系。
根據(jù)圖1，對(duì)于每個(gè)放大裝置4，將對(duì)應(yīng)的額定信號(hào)和對(duì)應(yīng)的實(shí)際信號(hào)輸入對(duì)數(shù)整流器17。通過整流器17又獲得用于輸入信號(hào)E和輸出信號(hào)A1、A2的低頻率的調(diào)制信號(hào)。然后，通過在減法器18中形成差值，為各放大裝置4獲得一個(gè)對(duì)應(yīng)的振幅中間信號(hào)。
將振幅中間信號(hào)作為實(shí)際值輸入同樣分配給各放大裝置4的振幅調(diào)整器19。此外，還向振幅調(diào)整器19預(yù)先給定一個(gè)參考振幅信號(hào)。對(duì)于所有的放大裝置4，該參考振幅信號(hào)都是同一個(gè)信號(hào)。該信號(hào)例如可以通過電位計(jì)20向振幅調(diào)整器19預(yù)先給定。
振幅調(diào)整器19優(yōu)選構(gòu)造為I調(diào)整器19或具有至少一個(gè)積分部件。振幅調(diào)整器19從額定值和實(shí)際值的差值中分別獲得用于各放大裝置的振幅調(diào)節(jié)參數(shù)，并向各放大裝置4的振幅調(diào)節(jié)器5輸出該振幅調(diào)節(jié)參數(shù)。因此保證了，輸出信號(hào)A1、A2的振幅具有相同的值或一般具有預(yù)定的振幅比例。
根據(jù)圖1，在減法器18和振幅調(diào)整器19之間設(shè)置校正元件21。在校正元件21中，用一個(gè)校正值校正振幅中間信號(hào)。在此，可以針對(duì)每個(gè)振幅中間信號(hào)單獨(dú)預(yù)先給定校正值。該預(yù)定值可以例如又通過電位計(jì)22給出。借助該校正值可以補(bǔ)償各傳感器和檢測器支路的靈敏度中出現(xiàn)的偏移。
此外，對(duì)于每個(gè)放大器4還分開地將額定和實(shí)際信號(hào)輸入限幅器23中，該限幅器23的輸出信號(hào)被輸入相位測取器24。相位測取器24借助該輸出信號(hào)為每個(gè)放大裝置4測取對(duì)應(yīng)的相位中間信號(hào)，并將該相位中間信號(hào)作為實(shí)際值輸出到相位調(diào)整器25。在此，每個(gè)相位調(diào)整器25都恰好對(duì)應(yīng)于放大裝置4中的一個(gè)。
此外，還將參考相位信號(hào)作為額定值輸入相位調(diào)整器25，該參考信號(hào)優(yōu)選可以針對(duì)各相位調(diào)整器25單獨(dú)預(yù)定。在此，該預(yù)定也可以借助電位計(jì)26給出。但是該電位計(jì)26必須對(duì)于每個(gè)待調(diào)整的相位都具有一個(gè)自身的引出頭。
借助相位中間信號(hào)和參考相位信號(hào)，每個(gè)相位調(diào)整器25測取用于各放大裝置4的相位調(diào)節(jié)器6的相位調(diào)節(jié)參數(shù)。將該調(diào)節(jié)參數(shù)輸出到各相位調(diào)節(jié)器6，從而正確地將輸出信號(hào)A1、A2的相位調(diào)整到例如-90度。優(yōu)選的，相位調(diào)整器25也構(gòu)造為I調(diào)整器25，或者具有至少一個(gè)積分部件。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)是完全對(duì)稱的。因此可以簡單和成本低廉地實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)生裝置。此外，各放大器支路相互之間完全去耦合。因此，在每個(gè)放大器支路中還可以采取其它措施，例如在高頻功率放大器7之前設(shè)置壓縮器，或者在輸入信號(hào)E太小時(shí)分離調(diào)節(jié)回路。關(guān)于這些措施尤其是在與本中請(qǐng)同時(shí)提交的德國申請(qǐng)“Sendeanordnung fuer eine Magnetresonanzanlage(磁共振設(shè)備的發(fā)送裝置)”(官方申請(qǐng)?zhí)?0335144.2)中說明。
權(quán)利要求
1.一種磁共振激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生裝置，具有輸入元件(1)、信號(hào)分配器(2)、放大裝置(4)、信號(hào)組合器(8)、輸出元件(10)、輸入傳感器裝置(11)、輸出傳感器裝置(12)和調(diào)節(jié)裝置(13)，其中，-所述信號(hào)分配器(2)連接在該輸入元件(1)后面，并將輸入給它的輸入信號(hào)(E)分為至少兩個(gè)分信號(hào)(T1，T2)，-所述放大裝置(4)連接在該信號(hào)分配器(2)后面，并將所述分信號(hào)(T1，T2)放大為輸出信號(hào)(A1，A2)，-所述信號(hào)組合器(8)連接在該放大裝置(4)后面，并將所述輸出信號(hào)(A1，A2)組合為一個(gè)和信號(hào)(S)，-所述輸出元件(10)連接在該信號(hào)組合器(8)后面，并且通過該輸出元件(10)可以獲取該和信號(hào)(S)，-所述輸入傳感器裝置(11)連接在所述輸入元件(1)和信號(hào)分配器(2)之間，并采集與所述輸入信號(hào)(E)相對(duì)應(yīng)的額定信號(hào)，-所述輸出傳感器裝置(12)連接在所述放大裝置(4)和信號(hào)組合器(8)之間，并采集與所述輸出信號(hào)(A1，A2)相對(duì)應(yīng)的實(shí)際信號(hào)，-所述輸入傳感器裝置(11)和輸出傳感器裝置(12)與所述調(diào)節(jié)裝置(13)連接，并向該調(diào)節(jié)裝置(13)輸入該額定信號(hào)或?qū)嶋H信號(hào)，-所述調(diào)節(jié)裝置(13)與至少一個(gè)放大裝置(4)連接，并這樣作用于該至少一個(gè)放大裝置(4)，即使所述輸出信號(hào)(A1，A2)相互之間具有預(yù)定的振幅比例和預(yù)定的相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述信號(hào)分配器(2)將輸入信號(hào)(E)分為具有相同振幅的分信號(hào)(T1，T2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述信號(hào)分配器(2)構(gòu)造成為具有兩個(gè)輸入端的90度混合器(2)，并且該信號(hào)分配器(2)的第二輸入端與一個(gè)分配器終端電阻(3)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述輸出信號(hào)(A1，A2)具有相同的振幅。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述信號(hào)組合器(8)相移地組合所述輸出信號(hào)(A1，A2)，所述分信號(hào)(T1，T2)相互間具有預(yù)定的、且不為零的輸入相位，并且所述信號(hào)組合器(8)的相位差和輸出信號(hào)(A1，A2)的相位相互補(bǔ)償。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述信號(hào)組合器(8)構(gòu)造為具有兩個(gè)輸出端的90度混合器(8)，所述信號(hào)組合器(8)的第二輸出端與一個(gè)組合器終端電阻(9)連接。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述放大裝置(4)的每一個(gè)分別具有一個(gè)高頻功率放大器(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，至少在與所述調(diào)節(jié)裝置(13)連接的放大裝置(4)中將一個(gè)振幅調(diào)節(jié)器(5)和一個(gè)相位調(diào)節(jié)器(6)設(shè)置在所述高頻功率放大器(7)之前。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述傳感器裝置(11，12)構(gòu)造為定向耦合器(11，12)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置(13)對(duì)于每個(gè)放大裝置(4)都借助所述額定信號(hào)和對(duì)應(yīng)的實(shí)際信號(hào)測取對(duì)應(yīng)的振幅中間信號(hào)和對(duì)應(yīng)的相位中間信號(hào)，并借助這些中間信號(hào)影響與該調(diào)節(jié)裝置(13)連接的放大裝置(4)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置(13)對(duì)于每個(gè)放大裝置(4)都借助所述對(duì)應(yīng)的振幅中間信號(hào)和一個(gè)對(duì)所有的放大裝置(4)都相同的預(yù)定參考振幅信號(hào)獲得一個(gè)振幅調(diào)節(jié)參數(shù)，并輸出到各放大裝置(4)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置(13)對(duì)于每個(gè)振幅中間信號(hào)都具有一個(gè)校正元件(21)，在該校正元件(21)中將振幅中間信號(hào)校正一個(gè)各自的預(yù)定校正值。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置(13)對(duì)于每個(gè)放大裝置(4)都借助所述對(duì)應(yīng)的相位中間信號(hào)和一個(gè)可為各放大裝置(4)預(yù)定的參考相位信號(hào)獲得一個(gè)相位調(diào)節(jié)參數(shù)，并將其輸出到各放大裝置(4)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述參考相位信號(hào)可以針對(duì)每個(gè)放大裝置(4)單獨(dú)預(yù)先給定。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述輸入傳感器裝置(11)為每個(gè)放大裝置(4)采集其各自的額定信號(hào)。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生裝置，其特征在于，該產(chǎn)生裝置被構(gòu)造為完全對(duì)稱的。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁共振激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，信號(hào)分配器(2)將由輸入元件(1)輸入的輸入信號(hào)(E)分為至少兩個(gè)分信號(hào)(T1，T2)，并將其輸入放大裝置(4)。放大裝置將分信號(hào)(T1，T2)放大為輸出信號(hào)(A1，A2)，并將其輸入信號(hào)組合器(8)，信號(hào)組合器將輸出信號(hào)組合為一個(gè)和信號(hào)(S)，通過輸出元件(10)獲取該和信號(hào)。設(shè)置在信號(hào)分配器(2)和信號(hào)組合器(8)之前的傳感器裝置(11，12)采集與輸入信號(hào)(E)對(duì)應(yīng)的額定信號(hào)和與輸出信號(hào)(A1，A2)對(duì)應(yīng)的實(shí)際信號(hào)，并輸入調(diào)節(jié)裝置(13)。調(diào)節(jié)裝置這樣作用于至少一個(gè)放大裝置(4)，使得輸出信號(hào)(A1，A2)相互之間具有預(yù)定的振幅比例和預(yù)定的相位。
文檔編號(hào)G01R33/36GK1580805SQ20041005909
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者亞當(dāng)·阿爾布雷克特, 霍斯特·克羅克爾, 威爾弗雷德·施內(nèi)爾, 馬庫斯·維斯特 申請(qǐng)人:西門子公司