例中的核磁共振譜儀，可以包括:天線陣列1、功率放大器2、前置放大器3、以及現(xiàn)場可編程門陣列FPGA ;FPGA包括激勵(lì)信號生成模塊4和回波信號接收模塊5 ;
[0057]功率放大器2的輸入端與激勵(lì)信號生成模塊4相連接，功率放大器2的輸出端與天線陣列I相連接；
[0058]前置放大器3的輸入端與天線陣列I相連接，前置放大器3的輸出端與回波信號接收模塊5相連接；
[0059]激勵(lì)信號生成模塊4用于接收用戶通過上位機(jī)發(fā)送的控制信息，并根據(jù)控制信息生成天線激勵(lì)信號；
[0060]功率放大器2用于將天線激勵(lì)信號放大后發(fā)送給天線陣列I ;
[0061]前置放大器3用于將天線陣列I接收到的回波信號放大后發(fā)送給回波信號接收模塊5 ;
[0062]回波信號接收模塊5用于從放大后的回波信號中提取出核磁共振信號發(fā)送給上位機(jī)。
[0063]具體地，F(xiàn)PGA可以與上位機(jī)相連接，能夠與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。FPGA中的激勵(lì)信號生成模塊4在接收到上位機(jī)發(fā)送的控制信息后，對控制信息進(jìn)行編解碼處理，并根據(jù)編解碼處理后得到的信息生成天線激勵(lì)信號。功率放大器2能夠?qū)μ炀€激勵(lì)信號進(jìn)行放大，并將放大后的天線激勵(lì)信號發(fā)送給天線陣列I。
[0064]天線陣列I在接收到天線激勵(lì)信號后，能夠產(chǎn)生射頻磁場，對待測物質(zhì)中已經(jīng)被極化的氫質(zhì)子進(jìn)行扳轉(zhuǎn)；當(dāng)停止向天線陣列I發(fā)送天線激勵(lì)信號后，射頻磁場消失，氫質(zhì)子可以沿著磁體產(chǎn)生的靜磁場運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生回波信號。
[0065]前置放大器3與天線陣列I相連接，能夠?qū)⑻炀€陣列I接收到的回波信號放大后發(fā)送給FPGA中的回波信號接收模塊5，由回波信號接收模塊5對回波信號進(jìn)行處理后發(fā)送給上位機(jī)。
[0066]其中，天線陣列I中可以包括接收天線和發(fā)射天線，接收天線用于接收回波信號，發(fā)射天線用于產(chǎn)生射頻磁場，接收天線可以與前置放大器3相連接，發(fā)射天線可以與功率放大器2相連接；或者，天線陣列I中的天線可以不分接收天線和發(fā)射天線，全部天線均具有產(chǎn)生射頻磁場和接收回波信號的功能，通過時(shí)序控制來實(shí)現(xiàn)分時(shí)段產(chǎn)生射頻磁場或者接收回波信號的功能。
[0067]本實(shí)施例提供的核磁共振譜儀，包括天線陣列1、功率放大器2、前置放大器3、以及FPGA，其中功率放大器2與FPGA相連接，用于將FPGA產(chǎn)生的天線激勵(lì)信號發(fā)送給天線陣列1，前置放大器3與FPGA相連接，用于將天線陣列I接收到的回波信號發(fā)送給FPGA，F(xiàn)PGA用于接收用戶通過上位機(jī)發(fā)送的控制信息，并根據(jù)控制信息生成天線激勵(lì)信號，還用于從放大后的回波信號中提取出核磁共振信號發(fā)送給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)核磁共振測井功能或錄井功能，整個(gè)譜儀中硬件模塊較少，體積和功耗也大幅減小，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0068]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振譜儀中激勵(lì)信號生成模塊4的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例中的激勵(lì)信號生成模塊4，具體可以包括:
[0069]控制信息接收單元41，用于接收用戶通過上位機(jī)發(fā)送的控制信息，并根據(jù)控制信息確定天線激勵(lì)信號對應(yīng)的頻率、幅度和初始相位值；
[0070]相位累加單元42，用于根據(jù)頻率、幅度和初始相位，產(chǎn)生對應(yīng)的相位字；
[0071]變換單元43，用于根據(jù)相位字，通過查表法產(chǎn)生天線激勵(lì)信號。
[0072]其中，相位累加單元42可以根據(jù)頻率、幅度和初始相位，在參考時(shí)鐘的控制下對頻率控制字進(jìn)行累加，產(chǎn)生對應(yīng)的相位字；變換單元43，即相位幅度轉(zhuǎn)換器，可以根據(jù)相位字產(chǎn)生的對應(yīng)的天線激勵(lì)信號，這里的天線激勵(lì)信號是數(shù)字量化的正弦波。變換單元43和功率放大器2的輸入端之間可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠根據(jù)數(shù)字量化的正弦波生成相應(yīng)的模擬信號，其輸出經(jīng)過低通濾波器后，發(fā)送給功率放大器2。
[0073]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振譜儀中回波信號接收模塊5的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本實(shí)施例中的回波信號接收模塊5，具體可以包括:
[0074]回波信號接收單元51，用于接收前置放大器3發(fā)送的放大后的回波信號；
[0075]正交檢波單元52，用于產(chǎn)生正弦量和余弦量，并將正弦量與放大后的回波信號相乘，得到虛部信號，將余弦量與放大后的回波信號相乘，得到實(shí)部信號；
[0076]發(fā)送單元53，用于根據(jù)實(shí)部信號和虛部信號獲得核磁共振信號，并將核磁共振信號發(fā)送給上位機(jī)。
[0077]其中，回波信號包括核磁共振信號以及噪聲信號，前置放大器3的輸出端與回波信號接收單元51之間通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)連接。模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⑶爸梅糯笃?輸出的放大后的回波信號轉(zhuǎn)換為FPGA能夠處理的數(shù)字信號，并發(fā)送給FPGA中的回波信號接收單元51ο
[0078]本實(shí)施例中可以通過數(shù)字正交檢波的方法來從回波信號中提取出核磁共振信號。具體地，正交檢波單元52能夠產(chǎn)生正弦量和余弦量，并根據(jù)正弦量、余弦量和放大后的回波信號，得到實(shí)部信號和虛部信號，發(fā)送單元53能夠根據(jù)實(shí)部信號和虛部信號得到核磁共振信號，并將核磁共振信號發(fā)送給上位機(jī)，由上位機(jī)對核磁共振信號進(jìn)行分析，當(dāng)然，也可以在正交檢波單元52生成實(shí)部信號和虛部信號后，發(fā)送單元53直接將實(shí)部信號和虛部信號發(fā)送至上位機(jī)，由上位機(jī)根據(jù)實(shí)部信號和虛部信號獲得核磁共振信號。
[0079]本實(shí)施例中，天線激勵(lì)信號的生成和核磁共振信號的確定均由FPGA完成，整個(gè)譜儀系統(tǒng)的體積較小，穩(wěn)定性較好。
[0080]實(shí)施例二
[0081]本發(fā)明實(shí)施例二提供一種核磁共振譜儀。圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的核磁共振譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例是在實(shí)施例一提供的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，增加了隔離電路6、泄放電路7以及溫度傳感器8。如圖4所示，本實(shí)施例中的核磁共振譜儀，可以包括:天線陣列1、功率放大器2、前置放大器3、FPGA、隔離電路6、泄放電路7以及溫度傳感器8。
[0082]其中，天線陣列1、功率放大器2、前置放大器3和FPGA的連接關(guān)系以及功能均與實(shí)施例一類似，此處不再贅述。
[0083]本實(shí)施例中，功率放大器2和前置放大器3分別通過隔離電路6與天線陣列I相連接，前文所述的通過時(shí)序控制來實(shí)現(xiàn)分時(shí)段產(chǎn)生射頻磁場或者接收回波信號的功能，可以具體通過隔離電路6來實(shí)現(xiàn)。
[0084]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的核磁共振譜儀中隔離電路6的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，隔離電路6可以包括第一開關(guān)61和第二開關(guān)62 ;功率放大器2的輸出端通過第一開關(guān)61與天線陣列I相連接；前置放大器3的輸入端通過第二開關(guān)62與天線陣列I相連接；第一開關(guān)61的控制端和第二開關(guān)62的控制端可以分別與FPGA相連接。
[0085]相應(yīng)的，F(xiàn)PGA還可以包括:控制命令生成模塊，控制命令生成模塊用于生成第一開關(guān)控制命令和第二開關(guān)控制命令，第一開關(guān)控制命令用于控制第一開關(guān)61開通或關(guān)斷，第二開關(guān)控制命令用于控制第二開關(guān)62開通或關(guān)斷。
[0086]第一開關(guān)61和第二開關(guān)62的開通或關(guān)斷由FPGA來控制，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)61開通、第二開關(guān)62關(guān)斷時(shí)，F(xiàn)PGA可以通過功率放大器2向天線陣列I發(fā)送天線激勵(lì)信號，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)61關(guān)斷、第二開關(guān)62開通時(shí)，F(xiàn)PGA可以通過前置放大器3接收天線陣列I發(fā)送回波信號。第一開關(guān)61和第二開關(guān)62可以起到隔離作用，防止功率放大器2發(fā)射時(shí)，輸出的大功率射頻信號將前置放大器3燒壞，同時(shí)防止天線陣列I與前置放大器3導(dǎo)通時(shí)受到來自功率放大器2的噪聲的影響。
[0087]本實(shí)施例中，天線陣列I可以與泄放電路7相連接，具體地，天線陣列I可以與泄放電路7并聯(lián)連接。圖6為本發(fā)明實(shí)施例二提供的核磁共振譜儀中泄放電路7的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，泄放電路7可以包括串聯(lián)的MOS管71和電阻72，M0S管71的輸入端Vin可以與FPGA電連接；
[0088]相應(yīng)的，控制命令生成模