CN1580805B - 磁共振激励信号的产生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磁共振激励信号产生装置，其中，信号分配器(2)将由输入元件(1)输入的输入信号(E)分为至少两个分信号(T1，T2)，并将其输入放大装置(4)。放大装置将分信号(T1，T2)放大为输出信号(A1，A2)，并将其输入信号组合器(8)，信号组合器将输出信号组合为一个和信号(S)，通过输出元件(10)获取该和信号。设置在信号分配器(2)和信号组合器(8)之前的传感器装置(11，12)采集与输入信号(E)对应的额定信号和与输出信号(A1，A2)对应的实际信号，并输入调节装置(13)。调节装置这样作用于至少一个放大装置(4)，使得输出信号(A1，A2)相互之间具有预定的振幅比例和预定的相位。

Description

磁共振激励信号的产生装置
技术领域
本发明涉及一种磁共振激励信号的产生装置，该装置具有输入元件、放大装置和输出元件，其中，输入信号通过输入元件输入放大装置，放大装置将该输入信号放大为输出信号，该输出信号可以通过输出元件来访问。
背景技术
这种产生装置例如由DE 19911975C2或DE 10004423公开。其中描述的发送装置已经工作得比较令人满意，但只能提供有限振幅的输出信号。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种磁共振激励信号的产生装置，借助该装置可以产生较大振幅的输出信号。
该技术问题是通过一种磁共振激励信号产生装置解决的，该产生装置具有输入元件、信号分配器、放大装置、信号组合器、输出元件、输入传感器装置、输出传感器装置和调节装置，其中，
-信号分配器连接在输入元件后面，并将输入给它的输入信号分为至少两个分信号，
-放大装置连接在信号分配器后面，并将分信号放大为输出信号，
-信号组合器连接在放大装置后面，并将输出信号组合为一个和信号，
-输出元件连接在信号组合器后面，并且可以通过该输出元件获得和信号，
-输入传感器装置连接在输入元件和信号分配器之间，并采集与输入信号对应的额定信号，
-输出传感器装置连接在放大装置和信号组合器之间，并采集与输出信号对应的实际信号，
-输入传感器装置和输出传感器装置与调节装置连接，并向该调节装置输入额定信号或实际信号，
-调节装置与至少一个放大装置连接，并这样作用于至少一个放大装置，即输出信号相互之间具有预定的振幅比例和预定的相位。
因为由此可以在多个相互并联的放大装置中分开放大输入信号，并将输出信号相加地叠加在一起。
如果信号分配器将输入信号分为具有相同振幅的分信号，则产生装置的结构更为简单。
信号分配器可以例如构造为具有两个输入端的90度混合器，其第二输入端与一个分配器终端电阻、例如一个通常为50欧姆的电阻连接。这样做使得信号分配器成本低廉，构造简单，但能非常有效且低损耗地工作。
当输出信号具有相同的振幅时，则可以特别简单地组合输出信号。
当信号组合器相移地组合输出信号时，所述分信号相互间具有预定的、且不为零的输入相位，并且信号组合器的相位差和输出信号的相位相互补偿，则可将振幅进行单纯相加的叠加。
信号组合器还可以例如构造为具有两个输出端的90度混合器，其第二输出端与一个组合器终端电阻、例如一个通常为50欧姆的电阻连接。在这种构造中，尤其是可以无损耗地组合输出信号。
通常，各放大装置分别具有一个高频功率放大器。在此，至少在与调节装置连接的放大装置中将一个振幅调节器和一个相位调节器设置在高频功率放大器之前。这样做使得对振幅和相位的影响变得特别简单。
如果传感器装置构造为定向耦合器，则该传感器装置对反射的信号是不敏感的，这些反射信号尤其会在振幅快速变化或没有精确匹配负载阻抗时出现。
如果调节装置对于每个放大装置都借助额定信号和对应的实际信号测取对应的振幅中间信号和对应的相位中间信号，并借助该中间信号影响与调节装置连接的放大装置，则该调节装置可以特别可靠地工作。特别是，在这种情况下可以相互独立地获得各放大倍数和相移。
如果调节装置对于每个放大装置都借助对应的振幅中间信号和一个对所有放大装置都相同的预定参考振幅信号获得一个振幅调节参数，并输出到各放大装置，则可以简单的方式保证各输出信号具有相同的振幅。
如果调节装置对于每个振幅中间信号都具有一个校正元件，在其中将振幅中间信号校正一个各自的预定校正值，则可以对每个产生装置支路进行单独的校正。
如果调节装置对于每个放大装置都借助对应的相位中间信号和一个可为各放大装置预定的参考相位信号获得一个相位调节参数，并输出到各放大装置，则可以特别简单地相对于输入信号来调整输出信号的相位。在此，优选针对每个放大装置单独预先给定该参考相位信号。
如果输入传感器装置为每个放大装置采集一个各自的额定信号，则还可以去除产生装置各放大支路之间的耦合。
如果产生装置构造为完全对称的，则对于该产生装置的实现给出了一个更为简单的电路设计。
附图说明
下面从参考附图对实施方式的描述中说明本发明的其它优点和细节。在此以原理图的方式示出：
图1是磁共振激励信号产生装置。
具体实施方式
根据图1，磁共振激励信号产生装置具有一个输入元件1。通过该输入元件1向产生装置输入高频输入信号E。高频信号E的频率典型地在8到150MHz之间。输入元件1将该信号输入设置在输入元件1之后的信号分配器2。
信号分配器2构造为具有两个输入端和两个输出端的常规90度混合器。其一个输入端与输入元件1连接，而另一个输入端通过端接电阻3、典型的是50欧姆的电阻3连接。由此，信号分配器2将输入信号分为两个分信号T1、T2。在此，由于信号分配器2的结构，分信号T1、T2具有相同的振幅。但它们的相位相差90度。
将分信号T1、T2输入设置在信号分配器2之后的放大装置4。放大装置4分别由一个振幅调节器5、一个相位调节器6和一个高频功率放大器7构成，其中高频功率放大器7是该链路上的最后一个元件。也就是说，振幅调节器5和相位调节器6设置在高频功率放大器7之前。而振幅调节器5和相位调节器6的顺序是任意的。
借助振幅调节器5和相位调节器6，这样改变分信号T1、T2，使得放大装置4将分信号T1、T2放大为相互之间具有预定振幅比例和预定相位关系的输出信号。下面还将对此详细解释。如已提到的，输出信号A1、A2一般具有相同的振幅。
输出信号A1、A2被输入到设置在放大装置4后面的信号组合器8。信号组合器8将输出信号A1、A2组合为一个和信号S。
信号组合器8与信号分配器2类似，也构造为通常的具有两个输入端和两个输出端的90度混合器。在其一个输出端输出和信号S，而在另一个输出端与一个终端电阻9、典型地为50欧姆的电阻端接。
由于其结构，信号组合器8将输出信号A1、A2相移地加以组合，即具有90度的相位差。因此，输出信号A1、A2的相位应当是-90度，因为这样信号组合器8的相移和输出信号A1、A2的相位才能相互补偿。然后，由此可以进行纯相加地、无损失的信号组合。
和信号S由信号组合器8输入到设置在信号分配器8后面的输出元件8中。通过输出元件10可以得到和信号S，并输入到例如磁共振发送天线。
为了能正确调整输出信号A1、A2的振幅和相位，设置了一个输入传感器装置11和输出传感器装置12。输入传感器装置11设置在输入元件1和信号分配器2之间。输出传感器装置12设置在放大装置4和信号组合器8之间。在此，根据图1，传感器装置11、12构造为定向耦合器11、12。
输入传感器装置11为每个放大装置4采集自己的额定信号，该额定信号与输入信号相对应。输出传感器装置12分别采集与输出信号A1、A2对应的实际信号。将额定和实际信号输入按照调节技术与传感器装置11、12连接的调节装置13。
根据图1，调节装置13具有预处理装置15和一个共同的主机16。该调节装置13与至少一个(根据图1甚至与两个)放大装置4连接，并这样作用于该放大装置4，使得输出信号A1、A2相互之间具有预定的振幅比例和预定的相位关系。
根据图1，对于每个放大装置4，将对应的额定信号和对应的实际信号输入对数整流器17。通过整流器17又获得用于输入信号E和输出信号A1、A2的低频率的调制信号。然后，通过在减法器18中形成差值，为各放大装置4获得一个对应的振幅中间信号。
将振幅中间信号作为实际值输入同样分配给各放大装置4的振幅调整器19。此外，还向振幅调整器19预先给定一个参考振幅信号。对于所有的放大装置4，该参考振幅信号都是同一个信号。该信号例如可以通过电位计20向振幅调整器19预先给定。
振幅调整器19优选构造为I调整器19或具有至少一个积分部件。振幅调整器19从额定值和实际值的差值中分别获得用于各放大装置的振幅调节参数，并向各放大装置4的振幅调节器5输出该振幅调节参数。因此保证了，输出信号A1、A2的振幅具有相同的值或一般具有预定的振幅比例。
根据图1，在减法器18和振幅调整器19之间设置校正元件21。在校正元件21中，用一个校正值校正振幅中间信号。在此，可以针对每个振幅中间信号单独预先给定校正值。该预定值可以例如又通过电位计22给出。借助该校正值可以补偿各传感器和检测器支路的灵敏度中出现的偏移。
此外，对于每个放大器4还分开地将额定和实际信号输入限幅器23中，该限幅器23的输出信号被输入相位测取器24。相位测取器24借助该输出信号为每个放大装置4测取对应的相位中间信号，并将该相位中间信号作为实际值输出到相位调整器25。在此，每个相位调整器25都恰好对应于放大装置4中的一个。
此外，还将参考相位信号作为额定值输入相位调整器25，该参考信号优选可以针对各相位调整器25单独预定。在此，该预定也可以借助电位计26给出。但是该电位计26必须对于每个待调整的相位都具有一个自身的引出头。
借助相位中间信号和参考相位信号，每个相位调整器25测取用于各放大装置4的相位调节器6的相位调节参数。将该调节参数输出到各相位调节器6，从而正确地将输出信号A1、A2的相位调整到例如-90度。优选的，相位调整器25也构造为I调整器25，或者具有至少一个积分部件。
如图1所示，根据本发明的产生装置的结构是完全对称的。因此可以简单和成本低廉地实现该产生装置。

Claims (16)

1.一种磁共振激励信号产生装置，具有输入元件(1)、信号分配器(2)、放大装置(4)、信号组合器(8)、输出元件(10)、输入传感器装置(11)、输出传感器装置(12)和调节装置(13)，其中，
-所述信号分配器(2)连接在该输入元件(1)后面，并将输入给它的输入信号(E)分为至少两个分信号(T1，T2)，
-所述放大装置(4)连接在该信号分配器(2)后面，并将所述分信号(T1，T2)放大为输出信号(A1，A2)，
-所述信号组合器(8)连接在该放大装置(4)后面，并将所述输出信号(A1，A2)组合为一个和信号(S)，
-所述输出元件(10)连接在该信号组合器(8)后面，并且通过该输出元件(10)获取该和信号(S)，
-所述输入传感器装置(11)连接在所述输入元件(1)和信号分配器(2)之间，并采集所述输入信号(E)，该输入信号(E)对应于额定信号，
-所述输出传感器装置(12)连接在所述放大装置(4)和信号组合器(8)之间，并采集所述输出信号(A1，A2)，该输出信号(A1，A2)对应于实际信号，
-所述输入传感器装置(11)与所述调节装置(13)连接，并向该调节装置(13)输入该额定信号，所述输出传感器装置(12)与所述调节装置(13)连接，并向该调节装置(13)输入该实际信号，
-所述调节装置(13)与至少一个放大装置(4)连接，并这样作用于该至少一个放大装置(4)，即使所述输出信号(A1，A2)相互之间具有预定的振幅比例和预定的相位。
2.根据权利要求1所述的产生装置，其特征在于，所述信号分配器(2)将输入信号(E)分为具有相同振幅的分信号(T1，T2)。
3.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征在于，所述信号分配器(2)构造成为具有两个输入端的90度混合器，并且该信号分配器(2)的第二输入端与一个分配器终端电阻(3)连接。
4.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征在于，所述输出信号(A1，A2)具有相同的振幅。
5.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征在于，所述信号组合器(8)以一个相位差相移地组合所述输出信号(A1，A2)，所述分信号(T1，T2)相互间具有预定的、且不为零的输入相位，并且所述信号组合器(8)的相位差和输出信号(A1，A2)的相位相互补偿。
6.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征在于，所述信号组合器(8)构造为具有两个输出端的90度混合器，所述信号组合器(8)的第二输出端与一个组合器终端电阻(9)连接。
7.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征在于，所述放大装置(4)的每一个分别具有一个高频功率放大器(7)。
8.根据权利要求7所述的产生装置，其特征在于，至少在与所述调节装置(13)连接的放大装置(4)中将一个振幅调节器(5)和一个相位调节器(6)设置在所述高频功率放大器(7)之前。
9.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征在于，所述传感器装置(11，12)构造为定向耦合器。
10.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征在于，所述调节装置(13)对于每个放大装置(4)都借助所述额定信号和对应的实际信号测取对应的振幅中间信号和对应的相位中间信号，并借助这些中间信号影响与该调节装置(13)连接的放大装置(4)。
11.根据权利要求10所述的产生装置，其特征在于，所述调节装置(13)对于每个放大装置(4)都借助所述对应的振幅中间信号和一个对所有的放大装置(4)都相同的预定参考振幅信号获得一个振幅调节参数，并输出到各放大装置(4)。
12.根据权利要求10所述的产生装置，其特征在于，所述调节装置(13)对于每个振幅中间信号都具有一个校正元件(21)，在该校正元件(21)中对振幅中间信号校正一个单独的预定校正值。
13.根据权利要求10所述的产生装置，其特征在于，所述调节装置(13)对于每个放大装置(4)都借助所述对应的相位中间信号和一个为各放大装置(4)预定的参考相位信号获得一个相位调节参数，并将该相位调节参数输出到各放大装置(4)。
14.根据权利要求13所述的产生装置，其特征在于，所述参考相位信号针对每个放大装置(4)单独预先给定。
15.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征在于，所述输入传感器装置(11)为每个放大装置(4)采集其各自的额定信号。
16.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征在于，该产生装置被构造为完全对称的。
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