CN110426663A - 射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器和方法，涉及磁共振技术领域。在发射端，将射频信号的载波频率和相位分两次调制，在现场可编程门阵列FPGA内的发射数字控制振荡器NCO中产生选层所需的偏移频率和用于调制射频信号的相位，在数字模拟转换器DAC内的数字控制振荡器NCO中产生系统中心频率。在接收端，在现场可编程门阵列FPGA内的接收数字控制振荡器NCO中产生解调所需的频率和相位。本发明能够解决传统核磁共振谱仪不能兼容从0.2T低场到9.4T高场应用的问题，以及为了保证发射调制和接收解信号相干，序列编写的灵活性差，需要加入额外的回绕操作、配置的硬件复杂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振技术领域，具体涉及一种射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器和方法。
背景技术
磁共振成像(MRI)技术作为一种能反映多维信息的无损伤的诊断手段，在医学病理诊断和基础科学研究方面得到了广泛的应用。核磁共振谱仪是核磁共振成像系统中的核心部件，其主要作用是实时控制脉冲序列的发射和磁共振信号的接收。
射频脉冲用于激励处于磁场中的磁性核(例如氢)，使之发生共振,产生共振条件为：
ω0＝γB0/(2π×106)
上式是著名的拉莫尔定理。其中B0为磁场强度，单位特斯拉(T)，γ为旋磁比，单位为rad/T/s，ω0共振频率，也称为拉莫尔频率，单位为MHz。
引入梯度磁场后，空间内各点的场强不同使得不同位置的质子共振频率也不同，从而可以利用梯度磁场来对成像物体的空间位置信息进行编码。MRI系统在x、y、z三个坐标方向加入三个线性变化的梯度磁场，分别称为Gx梯度、Gy梯度和Gz梯度，它们由三个梯度线圈产生。利用这三个梯度磁场就可以对成像物体进行空间位置编码。
施加选层梯度Gz后，主磁体内的磁场沿着Z轴线性变化。Z轴各个层面内的氢核具有不同的共振频率。利用选择性激励的原理，即用频率与选定层面共振频率相同的有限带宽的射频信号对该层面的的氢核进行共振激发。
选定层面被激发后，利用Gy对该层面内的y方向进行相位编码。所谓相位编码就是利用线性变化相位编码梯度造成质子有规律的相位差，利用该相位差来确定体素在相位方向的位置信息。由于y方向施加了梯度磁场Gy,沿着y方向质子以不同的角频率进动，各点进动频率为:
ωy＝γ(B0+yGy)/(2π×106)
其中，B0为磁场强度，单位特斯拉(T)，γ为旋磁比，单位为rad/T/s，y为y轴坐标，Gy为y轴梯度变化率。经过时间δt后沿y轴各个位置的体素进动相位变化为:
θy＝ωy·Δt
其中ωy为各点进动频率。这时关闭相位编码梯度，各体素又会以相同的频率进动，但是它们之间的相位差还会存在。由上式可知，θy是关于y的线性函数。这样在获得的磁共振信号中就包含了y方向的空间位置信息。最后利用梯度磁场Gx进行频率编码，即对x方向进行位置编码，原理同上。
从核磁共振成像的原理可以看出，在每一个层面内，必须保证发射通道和接收通道的射频信号相位相干，即每次激发采集的过程中，发射射频调制的相位和接收解调的相位必须保持相对固定的关系，之后才能从接收到的核磁共振信号中提取出相位编码的信息，否则会导致相位编码方向位置提取出错而造成伪影。
在已有的技术中，为了保证发射射频调制信号和接收解调信号的相位相干，通常采用相位回绕技术。其原理是：最开始发射射频调制和接收解调信号频率相同，在扫描过程中保持接收解调信号的频率不变。发射瞬间，发射射频调制频率切换到选层层面对应频率，发射射频调制频率可能比接收解调频率快或慢。由于存在频差，发射脉冲波形结束后发射频调制和接收解调信号之间产生了一个随脉冲波形持续时间变化的相位差。为了消除这个相位差，再将发射射频调制频率切换到慢一点或快一点的频率并持续一段时间直到发射和接收的相位差又回到初始状态，然后发射调制的频率切换到初始值。
另外一种保证核磁共振成像谱仪射频发射和接收相位相干的方法是同步更新发射调制和接收解调的频率。第二种方法无需加入额外的回绕操作，但仍需要在发射和接收加入额外的频率切换动作，降低了序列编写的灵活性，硬件复杂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开一种射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器和方法，能够解决传统核磁共振谱仪不能兼容从0.2T低场到9.4T高场应用的问题，以及为了保证发射调制和接收解信号相干，序列编写的灵活性差，需要加入额外的回绕操作、配置的硬件复杂的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器，包括：
时钟模块，用于生成50M工作时钟和1200M工作时钟，所述50M工作时钟和所述1200M工作时钟被设置为同源时钟；
序列控制器，用于在所述50M工作时钟下，生成脉冲波形生成触发信号、第一混频发射触发信号、第二混频发射触发信号、混频接收触发信号；
脉冲波形生成器，用于在所述50M工作时钟下，根据所述脉冲波形生成触发信号生成脉冲波形信号；
第一发射模块，用于在所述50M工作时钟下，根据所述第一混频发射触发信号，对所述脉冲波形信号进行转换，以生成第一混频射频脉冲信号；
第二发射模块，用于在所述1200M工作时钟下，根据所述第二混频发射触发信号，对所述第一混频射频脉冲信号进行转换，以生成实部射频脉冲信号；
接收模块，用于在所述50M工作时钟下，根据所述混频接收触发信号，接收模拟射频核磁共振信号，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
优选的技术方案，所述时钟模块包括：
温度补偿晶振单元，用于生成高精度稳定时钟；
时钟芯片单元，用于根据所述高精度稳定时钟生成多路所述50M工作时钟和一路所述1200M工作时钟。
优选的技术方案，所述第一发射模块包括：
第一发射数控振荡器，用于根据所述第一混频发射触发信号生成第一混频信号；
第一发射复混频器，用于根据所述第一混频信号，对所述脉冲波形信号进行第一级复数混频，以生成第一混频射频脉冲信号。
优选的技术方案，所述第二发射模块包括：
内插器，用于对所述第一混频射频脉冲信号进行速率变换，以生成第二调制射频脉冲信号；
第二发射数控振荡器，用于根据所述第二混频发射触发信号生成第二混频信号；
第二发射复混频器，用于根据所述第二混频信号，对所述第二调制射频脉冲信号进行第二级复数混频，以生成第二混频射频脉冲信号；
DAC转换器，用于对所述第二混频射频脉冲信号取实部，以转换成为实部模拟射频脉冲信号。
优选的技术方案，所述接收模块包括：
ADC转换器，用于对模拟射频核磁共振信号进行采样，以转换成为数字射频核磁共振信号；
接收数控振荡器，用于根据所述接收混频触发信号生成接收混频信号；
接收混频器，用于根据所述接收混频信号，对所述数字射频核磁共振信号进行复数混频，以生成基带核磁共振信号；
抽取滤波器，用于对所述基带核磁共振信号进行抽取、滤波，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
另外，本技术方案还公开了射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制方法，包括以下步骤：
S1：生成50M工作时钟和1200M工作时钟，所述50M工作时钟和所述1200M工作时钟被设置为同源时钟；
S2：在所述50M工作时钟下，生成脉冲波形生成触发信号、第一混频发射触发信号、第二混频发射触发信号、混频接收触发信号；
S3：在所述50M工作时钟下，根据所述脉冲波形生成触发信号生成脉冲波形信号；
S4：在所述50M工作时钟下，根据所述第一混频发射触发信号，对所述脉冲波形信号进行转换，以生成第一混频射频脉冲信号；
S5：在所述1200M工作时钟下，根据所述第二混频发射触发信号，对所述第一混频射频脉冲信号进行转换，以生成实部射频脉冲信号；
S6：在所述50M工作时钟下，根据所述混频接收触发信号，接收模拟射频核磁共振信号，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
优选的技术方案，所述步骤S1包括：
S11：生成高精度稳定时钟；
S12：根据所述高精度稳定时钟生成多路所述50M工作时钟和多路所述1200M工作时钟。
优选的技术方案，所述步骤S4包括：
S41：根据所述第一混频发射触发信号生成第一混频信号；
S42：根据所述第一混频信号，对所述脉冲波形信号进行第一级复数混频，以生成第一混频射频脉冲信号。
优选的技术方案，所述步骤S5包括：
S51：对所述第一混频射频脉冲信号进行速率变换，以生成第二调制射频脉冲信号；
S52：根据所述第二混频发射触发信号生成第二混频信号；
S53：根据所述第二混频信号，对所述第二调制射频脉冲信号进行第二级复数混频，以生成第二混频射频脉冲信号；
S54：对所述第二混频射频脉冲信号取实部，以转换成为实部模拟射频脉冲信号。
优选的技术方案，所述步骤S6包括：
S61：对模拟射频核磁共振信号进行采样，以转换成为数字射频核磁共振信号；
S62：接收数控振荡器，用于根据所述接收混频触发信号生成接收混频信号；
S63：接收混频器，用于根据所述接收混频信号，对所述数字射频核磁共振信号进行复数混频，以生成基带核磁共振信号；
S64：抽取滤波器，用于对所述基带核磁共振信号进行抽取、滤波，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
本发明公开一种射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器和方法，具有以下优点：
将射频信号的载波频率和相位分两次调制，在现场可编程门阵列FPGA内的第一数控振荡器NCO产生选层所需的偏移频率以及调制射频信号的相位，在数字模拟转换器DAC内的第二发射数控振荡器NCO产生系统中心频率。
这种方法结合了现场可编程门阵列FPGA内第一数控振荡器NCO频率、相位快速切换和数字模拟转换器DAC内第二发射数控振荡器NCO频率大范围调整的优点，可以实现频率、相位的快速切换，并同时满足0.2T低场到9.4T高场的射频信号调制需求，无需更换调制相关硬件，从而有效减少操作难度，大幅降低企业成本。
核磁共振系统信号经过ADC采样后得到的数字信号频谱以抽样频率周期延拓。根据奈奎斯特采样定理，接收数字控制振荡器NCO的输出解调信号频率小于等于FPGA工作时钟频率一半。对于0.5T及以下的核磁共振系统，接收解调信号频率配置为共振频率。而在0.7T及以上的核磁共振系统中，由于共振频率超过了FPGA工作时钟频率的一半，接收数字控制振荡器NCO无法直接输出与共振频率相同的频率。
通过选择落在小于FPGA工作时钟频率一半内的周期延拓频谱分量，接收数字控制振荡器NCO输出该频谱分量对应的频率进行解调，从而能够在FPGA内实现0.7T及以上核磁共振信号的接收解调。该方法满足0.2T低场到9.4T高场核磁共振成像接收解调需求，无需更换解调相关硬件。
由于发射射频调制和接收解调均采用了全数字混频技术，发射调制的频率、相位以及接收解调的频率、相位均可以实时切换，因而只需发射调制开始时刻配置调制的频率、相位，在接收解调开始时刻配置解调的频率、相位即可保证发射调制与接收解调信号相位相干。无需额外的回绕以及收发同步切换频率操作，降低了序列编写以及硬件的复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的系统框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例所述射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器包括一现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、数字模拟转换器(DAC，Digital to analog converter)、模拟数字转化器(ADC，Analog to DigitalConverter)以及时钟模块。
在现场可编程门阵列FPGA的发射端包括：
序列控制器，序列控制器用于产生各种事件的触发信号。在本实施例中，触发信号包括但不限于生成脉冲波形生成触发信号、第一混频发射触发信号、第二混频发射触发信号、接收混频触发信号。
脉冲波形生成器，用于根据所述脉冲波形生成触发信号生成脉冲波形信号。在核磁共振成像谱仪扫描前，核磁共振成像谱仪先将脉冲波形信号波形存储到脉冲波形生成器中。核磁共振成像谱仪扫描时，序列控制器控制脉冲波形生成器输出脉冲波形信号。
脉冲波形信号A(t)经过采样量化得后存储到脉冲波形生成器中。由于脉冲信号A(t)带宽通常很小，为了节省存储容量，根据奈奎斯特采样定理可以用较小的速率对A(t)进行采样。假定DAC转换器的采样间隔为δt，内插器内插倍数为k，则脉冲波形的采样间隔为k*δt。为了表述方便，内插器之前的数字化波形序号下标用kn表示；内插器之后的数字化波形序号下标用n表示。其中n为自然数。在本实施例中，数字化的脉冲信号A(kn)存储在脉冲波形生成器中。
第一发射数控振荡器(NCO，numerically controlled oscillator)，用于根据所述第一混频发射触发信号生成包括第一混频正弦信号和第一混频余弦信号在内的第一混频信号。具体的，通过设置第一发射数控振荡器NCO的频率控制字(FCW，frequency controlword)和相位控制字(PCW，program control word)调节第一发射数控振荡器NCO输出的频率和相位。
第一发射数控振荡器NCO输出的相位精度受限于第一发射数控振荡器NCO相位表大小。对于14比特深度相位表的第一发射数控振荡器NCO的相位精度可达到360°/2^14/4＝0.0054931640625°。
根据奈奎斯特定理，第一发射数控振荡器NCO频率调节范围小于工作频率一半。当第一发射数控振荡器NCO工作在50M时，第一发射数控振荡器NCO可调节范围[0，25)M。
第一发射复混频器，用于根据所述第一数控振荡器生成的第一混频信号，对所述第一调制射频脉冲信号进行第一级复数混频，以生成第一混频射频脉冲信号。
数字模拟转换器DAC中包括：
内插器，用于对所述第一混频射频脉冲信号进行k倍内插，内插后的采样率变为k倍，以生成第二调制射频脉冲信号。
第二发射数控振荡器(NCO，numerically controlled oscillator)，用于根据所述第二混频发射触发信号生成第二混频信号。
在本实施例中，数字模拟转换器DAC设置为DAC3484，其工作时钟为1200M。核磁共振成像中氢元素的磁旋比为26.7519x107rad/T/s。根据拉莫尔进动定理，在9.4T高场中共振频率约为400MHz。第二发射数控振荡器输出载波频率可达400M以上，满足9.4T高场调制需求。在数字模拟转换器DAC设置有连接序列控制器的串行外设接口(SPI Slave，SerialPeripheral Interface)。DAC3484的初始频率、相位通过串行外设接口SPI接口配置。
可以理解的，数字模拟转换器DAC系统上电后，所述第二混频信号的频率被设置为数字模拟转换器DAC系统中心频率。在数字模拟转换器DAC的芯片管脚被设置为高电平时，所述第二混频信号的相位被设置并复位为0°。
第二发射复混频器，用于根据所述第二发射数控振荡器生成的第二混频信号，对所述第二调制射频脉冲信号进行第二级复数混频，以生成第二混频射频脉冲信号。
DAC转换器，用于对所述第二混频射频脉冲信号取实部并转换成实部模拟射频脉冲信号，实部模拟射频脉冲信号再通过滤波、放大后输出到发射线圈。
在现场可编程门阵列FPGA的接收端包括：
ADC转换器，对模拟射频核磁共振信号进行采样，转换为数字射频核磁共振信号。ADC转换器的采样时钟固定为50MHz。核磁共振系统信号经过ADC采样后得到的数字信号频谱以抽样频率周期延拓，各个频谱分量中心频率为ω0±50*n，其中n＝0,1,2…,ω0为核磁共振信号共振频率。
接收数控振荡器NCO，用于根据所述接收混频触发信号生成包括接收混频正弦信号和接收混频余弦信号在内的接收混频信号。具体的，通过设置接收数控振荡器NCO的频率控制字(RX FCW，frequency control word)和相位控制字(RXPCW，program control word)调节接收数控振荡器NCO的频率和相位。
在本实施例中，接收数控振荡器NCO的性能指标同第一发射数控振荡器NCO。根据拉莫尔进动定理，对于0.5T及以下的核磁共振系统，共振频率小于22M，接收数控振荡器NCO频率配置为共振频率。而在0.7T及以上的核磁共振系统中，由于共振频率超过了25M，接收数字控制振荡器NCO无法直接输出与共振频率相同的频率。在ADC采样后的周期延拓频谱分量中选择中心频率小于25M的频谱分量，接收数字控制振荡器NCO输出与该频谱分量对应的频率进行解调。例如，对于7.0T核磁共振成像系统，核磁共振信号的频率为298.06MHz，选取n＝6的频谱分量，即对中心频率1.94M的频谱分量进行解调，接收数控振荡器NCO输出频率为1.94M的接收混频正弦信号和接收混频余弦信号。
接收混频器，用于根据所述接收混频触发信号，对所述数字射频核磁共振信号进行复数混频，以生成基带核磁共振信号；
抽取滤波器，用于对所述基带核磁共振信号进行抽取、滤波，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
时钟模块包括：
温度补偿晶振(TCXO，Temperature Compensation Xtal Oscillator)，输出高精度稳定时钟。
时钟芯片，对高精度稳定时钟倍频收输出多路50M时钟和一路1200M时钟。
在本实施例中，温度补偿晶振TCXO输出10M时钟，时钟芯片为AD9520-4.具有零相位延时功能，即可以保证所有输出时钟与10M参考时钟的上升沿对齐，从而保证多路50M时钟之间以及50M与1200M时钟的相位关系是确定的。
另外，本实施例还公开了射频发射调制与接收解调相位相干的控制方法，包括以下步骤：
产生50M和1200M工作时钟。
在所述50M时钟下，生成脉冲波形生成触发信号、第一混频发射触发信号、第二混频发射触发信号，接收混频触发信号；
在所述50M时钟下，根据所述脉冲波形生成触发信号生成脉冲波形信号；
在所述50M时钟下，根据所述第一混频发射触发信号生成第一混频信号；
在所述50M时钟下，根据所述发射第一数控振荡器生成的第一混频信号，对所述脉冲波形信号进行第一级复数混频，以生成第一混频射频脉冲信号；
在所述1200M时钟下，对所述第一混频射频脉冲信号进行速率变换，以生成第二调制射频脉冲信号；
在所述1200M时钟下，根据所述第二混频发射触发信号生成第二混频信号；
在所述1200M时钟下，根据所述发射第二数控振荡器生成的第二混频信号，对所述第二调制射频脉冲信号进行第二级复数混频，以生成第二混频射频脉冲信号；
在所述1200M时钟下，对所述第二混频射频脉冲信号取实部并生成实部射频脉冲信号。
在所述50M时钟下，ADC转换器对模拟射频核磁共振信号进行采样，转换为数字射频核磁共振信号。
在所述50M时钟下，根据所述接收混频触发信号生成接收混频信号；
在所述50M时钟下，根据所述接收数控振荡器生成的接收混频信号，对所述数字射频核磁共振信号进行复数混频，以生成基带核磁共振信号；
在所述50M时钟下，抽取滤波器对基带核磁共振信号进行滤波抽取，生成原始的核磁共振成像K空间数据。
核磁共振系统对应的中心频率为ω0，选层偏移频率为ωfpga，脉冲信号A(t)期望输出相位为θ。
核磁共振成像谱仪射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器上电后，时钟模块输出50M时钟到FPGA芯片、ADC芯片，输出1200M时钟到DAC芯片。
所述现场可编程门阵列FPGA中序列控制器通过SPI接口配置数字模拟转换器DAC3484中第二数控振荡器NCO的输出频率ω0的第二混频脉冲信号。数字模拟转换器DAC3484开始工作，但由于SPI接口配置的时序不确定性，此时第二数控振荡器NCO输出相位无法精确得知。
核磁共振系统开始工作后，FPGA内序列控制器产生脉冲波形输出触发信号，脉冲波形生成器输出射频脉冲波形A(kn)。
序列控制器实时计算本次脉冲发射现场可编程门阵列FPGA内第一数控振荡器NCO的频率ωfpga和相位θ，并换算成发射频率控制字(TX FCW)和发射相位控制字(TX PCW)值，输出给现场可编程门阵列FPGA内第一数控振荡器NCO，产生配置现场可编程门阵列FPGA内第一数控振荡器NCO的第一混频触发信号。
发射第一数控振荡器NCO输出第一混频信号脉冲波形信号A(kn)经过FPGA内第一复混频器调制后转化为：
其中A(kn)脉冲波形生成器输出射频脉冲波形信号，是第一混频器输出信号，j为虚数单位，j2＝-1，下同。
内插器，用于对所述第一混频射频脉冲信号进行k倍内插，内插后的采样率变为k倍，得到第二调制射频脉冲信号：
产生配置现场可编程门阵列FPGA内第一数控振荡器NCO的第一混频触发信号的同时拉高数字模拟转换器DAC3484sync同步管脚电平，将数字模拟转换器DAC3484内第二数控振荡器NCO相位置为0°。
第二调制射频脉冲信号与第二数控振荡器NCO输出信号混频得到：
亦即：
其中为内插器输出，是第二数控振荡器NCO输出。
然后取实部转换为模拟信号后输出，经滤波、放大后发射出去，完成整个射频发射过程。
经过时间τ后，核磁共振系统中的被测物形成核磁共振信号R(t)。该信号中包含相位编码和频率编码信息。
ADC转换器对模拟射频核磁共振信号R(t)进行采样，采样时钟为50M，接收采样间隔与发射内插器之前的采样间隔相同，为了表述方便，转换后的数字射频核磁共振信号各采样点下标用kn表示,数字射频核磁共振信号用R(kn)表示。
接收数控振荡器NCO，用于根据所述接收混频触发信号生成包括接收混频正弦信号和接收混频余弦信号在内的接收混频信号。具体的，通过设置接收数控振荡器NCO的频率控制字(RX FCW，frequency control word)和相位控制字(RXPCW，program control word)调节接收数控振荡器NCO输出的频率和相位。
在本实施例中，接收数控振荡器NCO的性能指标同发射第一数控振荡器NCO。
核磁共振系统信号R(t)经过ADC采样后得到的数字信号频谱以抽样频率周期延拓，选择其中中心频率小于25M的频谱分量，接收数字控制振荡器NCO输出与该频谱分量对应的频率ωrx进行解调，其中ωrx＝ω0±50·n，n为使得ωrx<25的自然数。一般地，接收解调信号的相位θrx设置为0°。
数字射频核磁共振信号用R(kn)与接收数控振荡器NCO输出信号混频得到：
其中，R(kn)为数字射频核磁共振信号，为接收数控振荡器NCO的输出。
抽取滤波器，用于对所述基带核磁共振信号进行抽取、滤波，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器，其特征在于，包括：
时钟模块，用于生成50M工作时钟和1200M工作时钟，所述50M工作时钟和所述1200M工作时钟被设置为同源时钟；
序列控制器，用于在所述50M工作时钟下，生成脉冲波形生成触发信号、第一混频发射触发信号、第二混频发射触发信号、混频接收触发信号；
脉冲波形生成器，用于在所述50M工作时钟下，根据所述脉冲波形生成触发信号生成脉冲波形信号；
第一发射模块，用于在所述50M工作时钟下，根据所述第一混频发射触发信号，对所述脉冲波形信号进行转换，以生成第一混频射频脉冲信号；
第二发射模块，用于在所述1200M工作时钟下，根据所述第二混频发射触发信号，对所述第一混频射频脉冲信号进行转换，以生成实部射频脉冲信号；
接收模块，用于在所述50M工作时钟下，根据所述混频接收触发信号，接收模拟射频核磁共振信号，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
2.根据权利要求1所述射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器，其特征在于，所述时钟模块包括：
温度补偿晶振单元，用于生成高精度稳定时钟；
时钟芯片单元，用于根据所述高精度稳定时钟生成多路所述50M工作时钟和一路所述1200M工作时钟。
3.根据权利要求1所述射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器，其特征在于，所述第一发射模块包括：
第一发射数控振荡器，用于根据所述第一混频发射触发信号生成第一混频信号；
第一发射复混频器，用于根据所述第一混频信号，对所述脉冲波形信号进行第一级复数混频，以生成第一混频射频脉冲信号。
4.根据权利要求1所述射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器，其特征在于，所述第二发射模块包括：
内插器，用于对所述第一混频射频脉冲信号进行速率变换，以生成第二调制射频脉冲信号；
第二发射数控振荡器，用于根据所述第二混频发射触发信号生成第二混频信号；
第二发射复混频器，用于根据所述第二混频信号，对所述第二调制射频脉冲信号进行第二级复数混频，以生成第二混频射频脉冲信号；
DAC转换器，用于对所述第二混频射频脉冲信号取实部，以转换成为实部模拟射频脉冲信号。
5.根据权利要求1所述射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制器，其特征在于，所述接收模块包括：
ADC转换器，用于对模拟射频核磁共振信号进行采样，以转换成为数字射频核磁共振信号；
接收数控振荡器，用于根据所述接收混频触发信号生成接收混频信号；
接收混频器，用于根据所述接收混频信号，对所述数字射频核磁共振信号进行复数混频，以生成基带核磁共振信号；
抽取滤波器，用于对所述基带核磁共振信号进行抽取、滤波，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
6.射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：生成50M工作时钟和1200M工作时钟，所述50M工作时钟和所述1200M工作时钟被设置为同源时钟；
S2：在所述50M工作时钟下，生成脉冲波形生成触发信号、第一混频发射触发信号、第二混频发射触发信号、混频接收触发信号；
S3：在所述50M工作时钟下，根据所述脉冲波形生成触发信号生成脉冲波形信号；
S4：在所述50M工作时钟下，根据所述第一混频发射触发信号，对所述脉冲波形信号进行转换，以生成第一混频射频脉冲信号；
S5：在所述1200M工作时钟下，根据所述第二混频发射触发信号，对所述第一混频射频脉冲信号进行转换，以生成实部射频脉冲信号；
S6：在所述50M工作时钟下，根据所述混频接收触发信号，接收模拟射频核磁共振信号，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
7.根据权利要求6所述射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11：生成高精度稳定时钟；
S12：根据所述高精度稳定时钟生成多路所述50M工作时钟和多路所述1200M工作时钟。
8.根据权利要求6所述射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41：根据所述第一混频发射触发信号生成第一混频信号；
S42：根据所述第一混频信号，对所述脉冲波形信号进行第一级复数混频，以生成第一混频射频脉冲信号。
9.根据权利要求6所述射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
S51：对所述第一混频射频脉冲信号进行速率变换，以生成第二调制射频脉冲信号；
S52：根据所述第二混频发射触发信号生成第二混频信号；
S53：根据所述第二混频信号，对所述第二调制射频脉冲信号进行第二级复数混频，以生成第二混频射频脉冲信号；
S54：对所述第二混频射频脉冲信号取实部，以转换成为实部模拟射频脉冲信号。
10.根据权利要求6所述射频发射调制与接收解调信号相位相干的控制方法，其特征在于，所述步骤S6包括：
S61：对模拟射频核磁共振信号进行采样，以转换成为数字射频核磁共振信号；
S62：接收数控振荡器，用于根据所述接收混频触发信号生成接收混频信号；
S63：接收混频器，用于根据所述接收混频信号，对所述数字射频核磁共振信号进行复数混频，以生成基带核磁共振信号；
S64：抽取滤波器，用于对所述基带核磁共振信号进行抽取、滤波，以生成原始的核磁共振成像K空间数据。
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