專利名稱：基于usb接口的mri數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路，特別涉及一種基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
頻率源是核磁共振成像系統(tǒng)中重要技術(shù)之一?，F(xiàn)代磁共振成像(MRI)技術(shù)要求頻率源具有快速切換頻率、相位和幅度的能力，而本領(lǐng)域已有的模擬電路設(shè)計(jì)方法已經(jīng)漸漸不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。伴隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法的研究是磁共振頻率源技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。目前，直接數(shù)字頻率合成技術(shù)對于磁共振頻率源來說，已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展的主流。MRI頻率源的重要部分就是數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，在磁共振成像的實(shí)際應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)中，常常需要有能與計(jì)算機(jī)連接的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換卡來測試一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高整個(gè)磁共振成像系統(tǒng)的功能。而傳統(tǒng)的PCI總線的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換卡在實(shí)際應(yīng)用中有諸多不便之處，如安裝不方便、價(jià)格偏貴、易受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量、地址、中斷資源限制而可擴(kuò)展性較差等。尤其在一些電磁干擾性較強(qiáng)的測試環(huán)境下，在不能對其專門做電磁屏蔽時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致所采集的數(shù)據(jù)失真。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)在磁共振頻率源技術(shù)的重要部分?jǐn)?shù)字模擬轉(zhuǎn)換，在許多磁共振成像的實(shí)際應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有的能和PC機(jī)連接的PCI總線接口的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換卡在實(shí)驗(yàn)中存在許多不足，提出了一種高速的具有熱插拔、無需外接電源，尤其是在一些電磁干擾性較強(qiáng)的測試環(huán)境下，在不能對其專門做電磁屏蔽時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致所采集的數(shù)據(jù)失真的基于USB 接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，為達(dá)上述目的及其他目的，本實(shí)用新型的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，包括包含USB接口的USB接口電路，所述USB接口連接數(shù)據(jù)輸出設(shè)備；與所述USB接口電路連接且用于對所述USB接口電路輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的可編程邏輯電路；以及與所述可編程邏輯電路連接且用于將所述可編程邏輯電路輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。優(yōu)選地，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路具有的是USB接口 ；更為方便的與計(jì)算機(jī)所連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)選地，所述可編程邏輯電路為具有16位擴(kuò)展的I/O的電路；更為優(yōu)選地，所述可編程邏輯電路包括CPLD芯片。優(yōu)選地，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片DAC7725UB。綜上所述，本實(shí)用新型的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路基于USB接口進(jìn)行磁共振頻率源上面的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，可提高磁共振成像應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)的方便性。

[0010]圖1是本實(shí)用新型的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路示意圖；圖2是本實(shí)用新型的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路具體實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1，本實(shí)用新型的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路1包括USB接口電路11、可編程邏輯電路12、以及數(shù)模轉(zhuǎn)換電路13。所述USB接口電路11包含USB接口，所述USB接口連接數(shù)據(jù)輸出設(shè)備2，例如，連接計(jì)算機(jī)。優(yōu)選地，所述USB接口為USB2. 0接口。通過該USB2. 0接口，所述USB接口電路 11接收計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序產(chǎn)生的輸入波形對應(yīng)的數(shù)據(jù)序列，并予以存儲(chǔ)。所述可編程邏輯電路12與所述USB接口電路11連接，用于對所述USB接口電路 11輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。優(yōu)選地，所述可編程邏輯電路為具有16位擴(kuò)展的I/O的電路；更為優(yōu)選地，所述可編程邏輯電路包括CPLD芯片。所述CPLD芯片用于對數(shù)模轉(zhuǎn)換電路13的控制及數(shù)據(jù)編碼與讀取，還可用于8通道的數(shù)字TTL信號輸入以及8通道的數(shù)字TTL信號輸出。此外，所述 CPLD芯片還負(fù)責(zé)與USB接口電路11的通信。如圖2所示，其為Slave FIFO方式[2]下USB接口電路11 (即FX2 USB)禾口 CPLD芯片的連接示意圖。其中，F(xiàn)D[15. ..0]為16位雙向數(shù)據(jù)總線；FLAGA FLAGC為 FX2 USB內(nèi)FIFO的標(biāo)志管腳，映射FIFO的當(dāng)前狀態(tài)；SLOE用于使能數(shù)據(jù)總線FD的輸出； FIF0ADR[1. · 0]用于選擇和FD連接的端點(diǎn)緩沖區(qū)(00代表端點(diǎn)2，01代表端點(diǎn)4，10代表端點(diǎn)6，11代表端點(diǎn)8) ；SLRD和SLWR可分別作為FIFO的讀寫選通信號；I3KTEND是用于將 FIFO數(shù)據(jù)包提交到端點(diǎn)的輸入端，其極性可通過FIF0PINP0LAR.5進(jìn)行編程。所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路13與所述可編程邏輯電路12連接，用于將所述可編程邏輯電路12輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。如圖2所示，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路13，即(D/A)，選用高性能的電壓輸出型數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片DAC7725UB。該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片是高速、低功耗、建立時(shí)間短、12位并行TTL數(shù)字量的輸入，四通道模擬信號輸出的小型數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。數(shù)字模擬輸出轉(zhuǎn)換建立時(shí)間短， 僅為10 μ s，速度較快，功耗最大僅250mW，分辨率為12Bit，能滿足該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。具有兩種基準(zhǔn)電壓，通過跳線帽JP3進(jìn)行跳線選擇。當(dāng)外接基準(zhǔn)電壓為OV和+10V時(shí)，輸出信號的模擬電壓范圍就為OV到+10V ；當(dāng)外接基準(zhǔn)電壓為-10V和+10V時(shí)，輸出信號的模擬電壓范圍就為-10V到+10V，并通過電位器VR9對基準(zhǔn)電壓進(jìn)行校準(zhǔn)。另還有模擬電壓供電輸入和數(shù)字電壓供電輸入端口。AO和Al端口對四個(gè)寄存器進(jìn)行選擇。具有四路模擬輸出，在 DAC7725UB芯片的模擬輸出通道后面分別接上運(yùn)算放大器0P27及其對應(yīng)的電路，并通過電位器Vfoi (n = 1，2，3，4，5，6，7，8)對輸出電壓進(jìn)行校準(zhǔn)。綜上所述，本實(shí)用新型的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路基于USB接口進(jìn)行磁共振頻率源上面的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，可提高磁共振成像應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)的方便性。上述實(shí)施例僅列示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求1.一種基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其特征在于包括包含USB接口的USB接口電路，所述USB接口連接數(shù)據(jù)輸出設(shè)備；與所述USB接口電路連接且用于對所述USB接口電路輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的可編程邏輯電路；與所述可編程邏輯電路連接且用于將所述可編程邏輯電路輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。
2.如權(quán)利要求1所述的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述可編程邏輯電路為具有16位擴(kuò)展的I/O的電路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述可編程邏輯電路包括CPLD芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片DAC7725UB。
5.如權(quán)利要求1所述的基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述數(shù)據(jù)輸出設(shè)備包括計(jì)算機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種基于USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。所述MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括包含USB接口的USB接口電路，所述USB接口連接數(shù)據(jù)輸出設(shè)備；與所述USB接口電路連接且用于對所述USB接口電路接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的可編程邏輯電路；以及與所述可編程邏輯電路連接且用于將所述可編程邏輯電路輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，由這樣一個(gè)具有USB接口的MRI數(shù)模轉(zhuǎn)換電路可提高磁共振成像應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)的方便性。
文檔編號G06F13/38GK202309682SQ20112038646
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者代蓓, 李丕丁, 楊培強(qiáng), 聶生東, 陳兆學(xué) 申請人:上海理工大學(xué)