CN106066462A - 磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路和补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路和补偿方法，包括输入差分电感线圈L1的输入匹配电路、由工作在正半周的功率管M1和工作在负半周的功率管M2组成的推挽功率放大器、输出差分电感线圈L2的输出匹配电路；该方法包括如下：测量输入匹配电路端口信号的相位，然后测量输入巴伦TF1的差分端口的相位，并通过调整输入匹配电路来补偿相位；测量输出巴伦TF2的差分端口的相位，然后测量输出匹配电路端口信号的相位。本发明有益的效果：输入端口的电路可以进行相位的补偿，输出端口的电路也可以进行相位的补偿；对于单个功放电路的相位补偿范围丝毫不亚于传统的补偿方法，本发明能为射频推挽功率放大器带来更小的体积。

Description

磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路和补偿方法

技术领域

本发明属于磁共振系统技术领域，尤其涉及一种磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路和补偿方法。

背景技术

磁共振系统包括一个射频功率放大器，该功率放大器接收从谱仪系统输出的信号，经过放大后输出给射频线圈，驱动线圈产生射频磁场。

磁共振系统中射频功放输出功率非常高，仅仅靠单路功放很难满足要求，因此常采用多路推挽功放进行功率合成。在推挽功放进行功率合成时由于相位的不平衡会导致合成功率损失，因此需要对多路的推挽功放进行相位补偿。

传统补偿方法多是通过添加一段射频同轴电缆，同时增加或者缩短射频线缆的长度来实现对相位的补偿，这种方法占用面积比较大，增加了电路板尺寸，对于小型化的设备并不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路和补偿方法，旨在减小相位补偿电路的面积和复杂度的方法，能为射频推挽功率放大器带来更小的体积。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，这种磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路，包括输入匹配电路、推挽功率放大器、输出匹配电路，所述的输入匹配电路由输入巴伦TF1、输入差分电感线圈L1、输入耦合电容C1、输入耦合电容C2、输入传输线TL1、输入传输线TL2组成，其中输入差分电感线圈L1连接在输入巴伦TF1的差分端口；所述的输出匹配电路由输出巴伦TF2、输出差分电感线圈L2、输出耦合电容C3、输出耦合电容C4、输出传输线TL3、输出传输线TL4组成，其中输出差分电感线圈L2连接在输出巴伦TF2的差分端口；所述的推挽功率放大器由工作在正半周的功率管M1和工作在负半周的功率管M2组成，该正半周的功率管M1和负半周的功率管M2串联在一起，且正半周的功率管M1与输入传输线TL1、输出传输线TL3相连，负半周的功率管M2与输入传输线TL2、输出传输线TL4相连。

作为优选，所述的输入耦合电容C1与输入传输线TL1串联，输入耦合电容C2与输入传输线TL2串联，串联后的输入耦合电容C1、输入传输线TL1与串联后的输入耦合电容C2、输入传输线TL2并联在一起。

作为优选，所述的输出耦合电容C3与输出传输线TL4串联，输出耦合电容C4与输出传输线TL3串联，串联后的输出耦合电容C3、输出传输线TL4与串联后的输出耦合电容C4、输出传输线TL3并联在一起。

一种采用如上述的磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路的补偿方法，该方法的补偿步骤包括如下：

1)、测量输入匹配电路端口信号的相位，然后测量输入巴伦TF1的差分端口的相位，并通过调整输入匹配电路来补偿相位；

2)、测量输出巴伦TF2的差分端口的相位，然后测量输出匹配电路端口信号的相位，并通过调整输出匹配电路来补偿相位；

3)、输入信号在正半周的功率管M1打开，在信号负半周的功率管M2打开，并通过输出巴伦TF2合成为一个完整信号。

本发明的有益效果为：输入端口的电路可以进行相位的补偿，输出端口的电路也可以进行相位的补偿；对于单个功放电路的相位补偿范围丝毫不亚于传统的补偿方法。

附图说明

图1是本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1所示，本发明包括输入匹配电路、推挽功率放大器、输出匹配电路，所述的输入匹配电路由输入巴伦TF1、输入差分电感线圈L1、输入耦合电容C1、输入耦合电容C2、输入传输线TL1、输入传输线TL2组成，其中输入差分电感线圈L1连接在输入巴伦TF1的差分端口；所述的输出匹配电路由输出巴伦TF2、输出差分电感线圈L2、输出耦合电容C3、输出耦合电容C4、输出传输线TL3、输出传输线TL4组成，其中输出差分电感线圈L2连接在输出巴伦TF2的差分端口；所述的推挽功率放大器由工作在正半周的功率管M1和工作在负半周的功率管M2组成，该正半周的功率管M1和负半周的功率管M2串联在一起，且正半周的功率管M1与输入传输线TL1、输出传输线TL3相连，负半周的功率管M2与输入传输线TL2、输出传输线TL4相连。

所述的输入巴伦TF1主要进行单端到差分信号的变换，同时变换输入阻抗。输入差分电感线圈L1继续进行输入阻抗的变换，同时进行相位的补偿。推挽功率放大器轮流放大输入的射频信号。输出耦合电容C3、输出耦合电容C4提供射频信号耦合输出，输出差分电感线圈L2进行输出阻抗变换，并进行相位的补偿。输出巴伦TF2把输出的差分信号转换为单端信号。

所述的输入耦合电容C1与输入传输线TL1串联，输入耦合电容C2与输入传输线TL2串联，串联后的输入耦合电容C1、输入传输线TL1与串联后的输入耦合电容C2、输入传输线TL2并联在一起。

所述的输出耦合电容C3与输出传输线TL4串联，输出耦合电容C4与输出传输线TL3串联，串联后的输出耦合电容C3、输出传输线TL4与串联后的输出耦合电容C4、输出传输线TL3并联在一起。

一种采用磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路的补偿方法，该方法的补偿步骤包括如下：

1)、测量输入匹配电路端口信号的相位，然后测量输入巴伦TF1的差分端口的相位，并通过调整输入匹配电路来补偿相位；例如此时测得的相位相比较其他功放通路提前(延迟)10度，通过调整输入差分电感可以实现相位的延迟(提前)；

2)、测量输出巴伦TF2的差分端口的相位，然后测量输出匹配电路端口信号的相位，并通过调整输出匹配电路来补偿相位；同样如果此时测得的相位相比较其他功放通路提前(延迟)10度，通过调整输出差分电感可以实现相位的延迟(提前)；

3)、输入信号在正半周的功率管M1打开，在信号负半周的功率管M2打开，并通过输出巴伦TF2合成为一个完整信号。

在1.5T磁共振系统中，本发明的实施例可以补偿10-15度左右的相位不平衡；在3T磁共振系统中，本发明的实施例可以补偿15-25度左右的相位不平衡.

在1.5T磁共振系统中的推挽射频功放进行不平衡功率合成时，10-15度的相位不平衡会引起0.3-0.5dB的合成功率损失。例如对于输出18KW的磁共振射频功放，损失功率约为1KW。

而通过本发明实施例，不仅可挽回这么多功率损失，对于功放散热也极为有利。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路，包括输入匹配电路、推挽功率放大器、输出匹配电路，所述的输入匹配电路由输入巴伦TF1、输入差分电感线圈L1、输入耦合电容C1、输入耦合电容C2、输入传输线TL1、输入传输线TL2组成，其中输入差分电感线圈L1连接在输入巴伦TF1的差分端口；所述的输出匹配电路由输出巴伦TF2、输出差分电感线圈L2、输出耦合电容C3、输出耦合电容C4、输出传输线TL3、输出传输线TL4组成，其中输出差分电感线圈L2连接在输出巴伦TF2的差分端口；所述的推挽功率放大器由工作在正半周的功率管M1和工作在负半周的功率管M2组成，该正半周的功率管M1和负半周的功率管M2串联在一起，且正半周的功率管M1与输入传输线TL1、输出传输线TL3相连，负半周的功率管M2与输入传输线TL2、输出传输线TL4相连。

2.根据权利要求1所述的磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路，其特征在于：所述的输入耦合电容C1与输入传输线TL1串联，输入耦合电容C2与输入传输线TL2串联，串联后的输入耦合电容C1、输入传输线TL1与串联后的输入耦合电容C2、输入传输线TL2并联在一起。

3.根据权利要求1所述的磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路，其特征在于：所述的输出耦合电容C3与输出传输线TL4串联，输出耦合电容C4与输出传输线TL3串联，串联后的输出耦合电容C3、输出传输线TL4与串联后的输出耦合电容C4、输出传输线TL3并联在一起。

4.一种采用如权利要求1所述的磁共振系统内的推挽功放相位补偿电路的补偿方法，其特征在于：该方法的补偿步骤包括如下：

1)、测量输入匹配电路端口信号的相位，然后测量输入巴伦TF1的差分端口的相位，并通过调整输入匹配电路来补偿相位；

2)、测量输出巴伦TF2的差分端口的相位，然后测量输出匹配电路端口信号的相位，并通过调整输出匹配电路来补偿相位；

3)、输入信号在正半周的功率管M1打开，在信号负半周的功率管M2打开，并通过输出巴伦TF2合成为一个完整信号。