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1、MRI系統中梯度放大器的設計05031115 陳歷曦電力電子與電力傳動導師： 王 莉第一部分 MRI系統簡介1 MRI系統：MRI（magnetic resonance imaging)的物理基礎為NMR（nuclear magnetic resonance),是指射頻波與既有角動量又有磁矩的核系統在外磁場中相互作用所表現出的物理特性，利用這一現象不僅能夠研究物質的成分，還可以觀察其微觀結構。MRI是繼CT之后又一項獲得諾貝爾獎的醫學影像成果，它綜合了超導技術，低溫技術，磁體技術，電子技術，成像技術，圖像處理技術和計算機技術的一個復雜系統，隨著硬件和軟件技術的不斷進步，MRI的應用范圍不斷的擴

2、大，現已成為醫學影像領域中最先進最昂貴的診斷設備之一。2 MRI 系統的組成：結構圖：磁體系統:提供均勻的穩定的主磁場。梯度系統：為MRI系統提供線性度滿足要求的，可快速開關的梯度場，以便動態地修改主磁場，實現成像體素的空間定位。射頻系統：實施射頻激勵并接受和處理RF信號。信號采集和圖像重建子系統：對檢波后的兩路信號分別進行A/D轉換，使之成為離散數字信號的過程。這些信號經累加及變換處理后就成為重建圖像的原始數據，數據采集和圖像重建是MRI中的最后一步。梯度坐標系：梯度場的作用：動態的修改主磁場。梯度場的波形：梯度場與主磁場的疊加：梯度場與主磁場的疊加：2 梯度線圈：梯度子系統工作流程：3 梯

3、度放大器：不同的掃描序列對梯度場有不同的要求，而梯度場是由快速變化的梯度電流所產生的，因此對梯度場的控制就是對梯度電流的控制。梯度放大器是整個梯度控制電路的功率輸出級，因此必須具有功率大，開關時間短，輸出電流精確和系統可靠等特點，但是受線路分布參數，器件以及線圈感性負載的影響，上述要求實現起來比較困難，因而梯度放大器的設計往往成為梯度子系統的核心。主要元件參數：梯度線圈電感：內阻：低通濾波器電感：電容：輸入直流電壓：系統帶寬：輸入參考信號（方波）頻率幅值：IGBT開關頻率：80K控制環設計： PWM(Matlab) PWM (Psim)初步仿真，使用單環控制，并沒有加入濾波器的情況下，仿真波形：為消除紋波加入濾波器后得到波形：可見濾波器雖然有效去除紋波，但由于儲能原件的加入明顯減慢了波形上升和下降的速度。為此加入控制電壓內環反饋，并在內環中加入PI調節，根據輸出端電壓和電流的關系確定反饋參數電路如圖得到的仿真波形：存在的問題：當輸入信號頻率升高到12KHZ時，受IGBT 開關頻率的限制，電流跟隨效果不好。考慮將兩個全橋拓撲電路級聯使用： 脈沖序列時序基本思想 論文 后期工作安排：完成2812 DSP芯片C語言控制算法的編寫，在CCS中進行仿真，同時繼續深入研究級聯PWM電路拓撲。2月份之前完成這些工

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