KR20100024965A - 증폭기를 안정화하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반적으로 MRI 전력 전달 시스템에 관한 것이다. 일 양태에서는, MRI 전력 전달 시스템과 도통하는 안정화 모듈이 제공된다. 안정화 모듈은 폐루프 제어 시스템을 포함한다. 폐루프 제어 시스템은 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하는 데 사용된다. 수정된 입력 신호는 MRI 전력 전달 시스템에 제공된다. 일 실시예에서, 안정화 모듈은 개루프 제어 시스템 및 폐루프 제어 시스템을 포함한다.

MRI 전력 전달 시스템, 안정화 방법, 폐루프 제어 루틴

Description

증폭기를 안정화하기 위한 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR STABILIZING AN AMPLIFIER}

본 발명은 일반적으로 증폭기를 안정화하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 증폭기를 안정화하기 위한 개루프 제어 시스템과 폐루프 제어 시스템의 조합을 이용하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 자기 공명 이미징(MRI) 시스템은 MRI 시스템의 주 자석(main magnet) 구조 내에 배치된 RF 코일을 구동하는 데 무선 주파수(RF) 증폭기를 채용한다. RF 증폭기는 외부 RF 소스에 의해 생성되는 일련의 펄스를 입력으로서 수신하고 전력이 증가된 일련의 펄스를 출력으로서 생성한다. RF 증폭기의 출력은 RF 코일을 구동하는 데 사용된다.

개선된 화상 품질이 요구됨에 따라, 보다 높은 테슬라(Tesla) 자석이 요구되며, 이에 따라 보다 큰 RF 증폭기 출력 전력이 필요하게 된다. 그러나, 보다 큰 출력 전력을 제공하게 되면, MRI 시스템에 RF 증폭기 이득 비선형성 및 위상 비선형성이 도입될 수 있어서, 결국, MRI 화상에 왜곡이 발생할 수 있다.

본 발명은 증폭기를 안정화하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 통상적으로, 이러한 방법 및 시스템은 MRI 시스템에서 사용되는 펄스화(pulsed) RF 증폭기를 안정화한다. 그러나, 본 발명의 방법 및 시스템은 다른 시스템에서 사용되는 증폭기를 안정화하는 데 이용해도 된다. 예를 들어, 본 발명의 방법 및 시스템은 펄스화 RF 레이더 증폭기를 안정화하는 데 이용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 안정화 모듈은 증폭기를 안정화하기 위해 하드웨어와 소프트웨어를 조합한다. 안정화 모듈은 개루프 제어 시스템과 폐루프 제어 시스템 둘 다를 포함한다.

펄스 시작시 폐루프 제어 시스템을 이용하게 되면 불안정성이 발생하는 경향이 있다(예를 들어, 폐루프 제어 시스템의 이득 및 위상 파라미터들이 최대값 또는 최소값으로 구동되는 경향이 있음). 따라서, 본 발명의 실시예들은 펄스 시작시 개루프 제어 시스템을 이용하여 증폭기를 안정화한다. 개루프 제어 시스템은, 예를 들어, 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호의 입력 전력을 이용함으로써 증폭기를 안정화한다. 일단 증폭기가 안정되면, 폐루프 제어 시스템을 이용하여 증폭기를 더 안정화한다.

일부 실시예들에서, 본 발명의 시스템 및 방법은 개루프 제어 시스템의 성능을 개선하기 위한 미세 교정(calibration) 루틴을 이용한다. 미세 교정 루틴은, 일부 실시예들에서, 폐루프 제어 시스템에 의해 미리 생성된 출력에 기초하여 개루프 제어 시스템이 사용하기 위한 출력을 생성한다. 이에 따라, 미세 교정 루틴은 개루프 제어 시스템이 폐루프 제어 시스템으로부터 학습할 수 있게 한다. 결국, 시간 경과에 따라 개루프 제어 시스템의 성능이 개선된다.

일 양태에서, 본 발명은 일반적으로 증폭기를 안정화하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 네 개의 단계를 포함한다. 하나의 단계는, 증폭기와 도통하며 개루프 제어 시스템과 폐루프 제어 시스템을 포함하는 안정화 모듈을 제공하는 것이다. 다른 하나의 단계는, 개루프 제어 시스템을 이용하여 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하고 제어를 폐루프 제어 시스템을 넘기는 것이다. 또 다른 하나의 단계는 폐루프 제어 시스템을 이용하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하는 것이다. 마지막 단계는 수정된 입력 신호를 증폭기에 제공하는 것이다.

본 발명의 본 양태의 다양한 실시예들에서, 입력 신호의 적어도 하나의 특성은 입력 신호의 진폭 또는 입력 신호의 위상이다. 일 실시예에서, 개루프 제어 시스템은 입력 신호의 입력 전력이 임계 레벨을 초과할 때 사용된다. 다른 일 실시예에서, 폐루프 제어 시스템은 입력 신호가 임계 레벨을 초과하는 동안인 소정의 시간 기간 동안 개루프 제어 시스템을 이용한 후에 사용된다. 일 실시예의 폐루프 제어 시스템의 필터들은 개루프 제어 시스템의 출력들에 기초하여 개루프 제어 시스템에 의해 초기화된다.

일부 실시예들에서는, 입력 신호의 입력 전력을 측정한다. 이러한 일부 실시예들에서, 개루프 제어 시스템은 그 입력 전력에 기초하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하도록 사용된다. 이러한 일 실시예에서, 개루프 제어 시스템은 입력 전력에 대응하는 룩업 테이블에서의 값에 기초하여 그 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정한다. 룩업 테이블은 폐루프 제어 시스템의 출력에 기초하여 갱신될 수 있다. 이러한 일부 실시예들에서는, 증폭기의 출력 신호를 나타내는 피드백 신호와 입력 신호 간의 제1 에러 및 입력 신호와 피드백 신호 간의 제2 에러도 측정한다. 이러한 일 실시예의 폐루프 제어 시스템은, 입력 전력, 제1 에러, 및 제2 에러에 기초하여, 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하는 데 사용된다. 이러한 또 다른 일 실시예에서, 폐루프 제어 시스템은 제1 에러와 제2 에러 둘 다를 조절한다.

일부 실시예들에서, 폐루프 제어 시스템은 안정화 모듈에 의해 도입되는 적어도 하나의 비선형성을 고려한다. 다른 실시예들에서, 개루프 제어 시스템은 안정화 모듈에 의해 도입되는 적어도 하나의 비선형성을 고려한다. 증폭기는, 일부 실시예들에서, 자기 공명 이미징 시스템의 펄스화 무선 주파수 증폭기이다.

다른 일 양태에서, 본 발명은 일반적으로 증폭기를 안정화하기 위한 안정화 모듈에서 사용하기 위한 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 제1 제어 모듈과 제2 제어 모듈을 포함한다. 제1 제어 모듈은 세 개의 기능을 수행하기 위한 것이다. 즉, (a) 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호를 나타내는 제1 신호를 수신하는 기능, (b) 개루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 제1 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제2 신호를 생성하는 기능, 및 (c) 제어를 제2 제어 모듈에 전달하는 데 사용될 수 있는 제3 신호를 송신하는 기능이다. 제2 제어 모듈은 폐루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 제1 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제4 신호를 생성하기 위한 것이다.

본 발명의 본 양태의 일부 실시예들에서, 제1 제어 모듈은, 입력 신호의 입력 전력이 임계 레벨을 초과하는지를 결정할 수 있고, 입력 전력이 임계 레벨을 초과하는 경우 개루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 제1 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제2 신호를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 제어 모듈은, 입력 신호의 입력 전력이 임계 레벨을 초과한 동안인 소정의 시간 기간 동안 제1 제어 모듈이 개루프 제어 루틴을 사용해 오고 있는지를 결정할 수 있다. 이러한 일부 실시예들에서, 제1 제어 모듈은 전술한 기준이 충족되었을 때 제3 신호를 송신한다. 제2 제어 모듈이 필터들을 포함하는 일 실시예에서, 시스템은 필터들을 초기화하기 위한 엔트리들을 생성하기 위한 미세 교정 모듈을 더 포함할 수 있다. 제1 제어 모듈은, 이러한 일 실시예에서, 엔트리들을 사용하여 제2 제어 모듈의 필터들을 초기화할 수 있다.

일부 실시예들에서, 제1 제어 모듈은 개루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 제2 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제5 신호를 생성할 수 있고, 제2 제어 모듈은 폐루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 제2 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제6 신호를 생성할 수 있다. 관련된 일부 실시예들에서, 시스템은 입력 신호의 제1 특성을 수정하기 위한 양을 나타내는 제1 값 및 입력 신호의 제2 특성을 수정하기 위한 양을 나타내는 제2 값을 생성하기 위한 미세 교정 모듈을 포함한다. 제1 값과 제2 값은 제1 제어 모듈에 의해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 제어 모듈은 제1 값을 이용하여 제2 신호를 생성할 수 있고 제2 값을 이용하여 제5 신호를 생성할 수 있다. 관련된 일 실시예에서, 미세 교정 모듈은 제2 제어 모듈의 출력에 기초하여 제1 값과 제2 값을 갱신할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 미세 교정 모듈은 안정화 모듈에 의해 도입되는 적어도 하나의 비선형성을 고려하도록 제1 값과 제2 값을 생성할 수 있다.

일부 실시예들에서, 입력 신호의 제1 특성은 입력 신호의 진폭이고 입력 신호의 제2 특성은 입력 신호의 위상이다. 다른 실시예들에서, 제2 제어 모듈은 안정화 모듈에 의해 도입되는 비선형성을 고려하도록 제4 신호를 생성할 수 있고, 제2 제어 모듈은 제1 에러 신호와 제2 에러 신호를 수신할 수 있고, 제1 에러 신호와 제2 에러 신호에 존재하는 비선형성을 보상하도록 제1 에러 신호와 제2 에러 신호를 조절할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 제1 제어 모듈은 제2 신호를 생성하는 데 있어서 안정화 모듈에 의해 도입되는 비선형성을 고려한다.

또 다른 일 양태에서, 본 발명은 일반적으로 증폭기를 안정화하기 위한 안정화 모듈과 함께 사용하기 위한 제조 물품에 관한 것이다. 이 제조 물품은, 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호를 나타내는 제1 신호를 수신하고, 개루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제2 신호를 생성하고, 제어를 제2 제어 모듈에 전달하는 데 사용될 수 있는 제3 신호를 송신하기 위한 수단을 포함한다. 또한, 이 제조 물품은 폐루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제4 신호를 생성하기 위한 수단을 포함한다.

또 다른 일 양태에서, 본 발명은 증폭기를 안정화하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 세 개의 단계를 포함한다. 하나의 단계는 개루프 제어 시스템과 폐루프 제어 시스템을 포함하는 안정화 모듈을 이용하여 입력 신호를 수신하는 것이다. 다른 하나의 단계는 개루프 제어 시스템을 이용하여 입력 신호의 위상을 수정하고 증폭기의 위상 비선형성을 최소화하고 제어를 폐루프 제어 시스템에 전달하는 것이다. 또 다른 하나의 단계는 개루프 제어 시스템을 이용하는 것으로부터 폐루프 제어 시스템을 이용하는 것으로 천이하여 입력 신호의 위상을 수정하고 증폭기의 위상 비선형성을 최소화하는 것이다.

본 발명의 본 양태의 일 실시예에서, 이 방법은 입력 신호의 입력 전력이 임계 레벨을 초과하는 동안인 소정의 시간 기간 동안 개루프 제어 시스템을 이용한 후에 천이하는 단계를 포함한다. 다른 일 실시예에서, 이 방법은 개루프 제어 시스템의 출력에 기초하여 폐루프 제어 시스템의 필터를 초기화하도록 개루프 제어 시스템을 이용하는 단계를 더 포함한다.

또 다른 일 양태에서, 본 발명은 일반적으로 증폭기를 안정화하기 위한 안정화 모듈에 관한 것이다. 안정화 모듈은 제1 제어 모듈과 제2 제어 모듈을 포함한다. 제1 제어 모듈은 세 개의 기능을 수행하는 것이다. 즉, (a) 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호를 나타내는 제1 신호를 수신하는 기능, (b) 개루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 위상을 수정함으로써 증폭기의 위상 비선형성을 최소화하는 데 사용될 수 있는 제2 신호를 생성하는 기능, 및 (c) 제어를 제2 제어 모듈에 전달하는 데 사용될 수 있는 제3 신호를 송신하는 기능이다. 제2 제어 모듈은 폐루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 위상을 수정함으로써 증폭기의 위상 비선형성을 최소화하는 데 사용될 수 있는 제4 신호를 생성하기 위한 것이다.

본 발명의 전술한 목적, 양태, 특징, 이점, 및 다른 목적, 양태, 특징, 이점은, 첨부 도면과 함께 다음의 설명을 참조함으로써 더 자명해질 것이며 더 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 증폭기를 안정화하기 위한 방법의 흐름도이다.

도 2도 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 증폭기를 안정화하기 위한 방법의 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 증폭기를 안정화하기 위한 안정화 모듈에서 사용하기 위한 시스템의 블록도이다.

도 4는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 증폭기를 안정화하기 위한 안정화 모듈의 회로도이다.

도 5는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 증폭기를 안정화하도록 개루프 제어 루틴과 폐루프 제어 루틴을 포함하는 방법의 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 미세 교정 루틴의 흐름도이다.

도 7A는 폐루프의 빠른 피드백 자기 공명 이미징(MRI) 송신 안정화 모듈의 회로/블록도이다.

도 7B는 폐루프의 느린 피드백 MRI 송신 안정화 모듈의 회로/블록도이다.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 증폭기를 안정화하기 위한 방법(100)을 도시한다. 이 방법(100)은, 증폭기와 도통하며 개루프(open loop) 제어 시스템과 폐루프(closed loop) 제어 시스템을 포함하는 안정화 모듈에 의해 실행될 수 있다. 도 1의 예시적인 방법에서, 입력 신호의 속성을 측정하고(단계 104), 개루프 제어 시스템을 이용(단계 108)하여 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하고, 하나 이상의 제어 파라미터의 충족시(단계 112) 폐루프 제어 시스템을 이용하여 제어를 전달하고(단계 116), 폐루프 제어 시스템을 이용(단계 120)하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정한다. 개루프 제어 시스템의 이용(단계 108) 동안 그리고 폐루프 제어 시스템의 이용(단계 120) 동안 수정된 입력 신호를 증폭기에 제공한다. 이 방법(100)은, 펄스화 입력 신호를 안정화 모듈에 의해 수신하기 시작하고, 개별적인 각 펄스마다 반복될 수 있다. 이 방법은 예를 들어 MRI 시스템의 증폭기를 안정화하도록 구현될 수 있다.

단계(104)는 입력 신호의 속성을 측정하는 것이다. 일 실시예에서, 속성은 입력 신호의 입력 전력이다. 다른 일 실시예에서, 속성은 입력 신호의 전압 레벨이다. 또 다른 일 실시예에서, 속성은 입력 신호의 전류이다. 속성은, 일 실시예에서, 안정화 모듈의 소자에 의해 측정된다.

단계(108)에서, 개루프 제어 시스템을 이용하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정한다. 예를 들어, 도 1의 방법의 일 실시예에서, 개루프 제어 시스템은 단계(108)에서 입력 신호의 진폭을 수정한다. 다른 일 실시예에서, 개루프 제어 시스템은 단계(108)에서 입력 신호의 위상을 수정한다. 또 다른 일 실시예에서, 개루프 제어 시스템은 단계(108)에서 입력 신호의 진폭과 위상 둘 다를 수정한다.

입력 신호의 측정된 속성에 기초하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하도록 개루프 제어 시스템을 이용한다. 일 실시예에서, 개루프 제어 시스템은 측정된 속성에 의해 참조되는 룩업 테이블(lookup table)을 이용하여 적어도 하나의 특성을 수정한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 측정된 속성은 입력 신호의 입력 전력이고, 적어도 하나의 특성은 진폭이며, 룩업 테이블은 각 입력 전력 레벨에 대한 진폭을 변경하기 위한 양을 식별한다. 이어서, 상세히 후술하는 바와 같이, 수정된 입력 신호는 증폭기를 안정화하도록 개루프 제어 시스템에 의해 증폭기에 제공된다.

단계(112)에서는, 개루프 제어 시스템이 제어를 폐루프 제어 시스템에 전달하는 것이 적절한 때인지를 결정하도록 하나 이상의 제어 파라미터를 체크한다. 하나 이상의 제어 파라미터를 충족하면, 개루프 제어 시스템은 단계(116)에서 제어를 폐루프 제어 시스템에 전달한다. 반면에, 제어 파라미터를 충족하지 않으면, 개루프 제어 시스템을 이용한다(단계 108). 일 실시예에서, 제어 파라미터는 카운터 값이다. 다른 일 실시예에서, 제어 파라미터는 경과된 시간 기간이다. 또 다른 일 실시예에서, 제어 파라미터는 입력 신호의 진폭이다. 특정한 일 실시예에서, 개루프 제어 시스템은 제어 파라미터(들)를 체크한다. 다른 방안으로, 폐루프 제어 시스템 또는 다른 소자가 제어 파라미터(들)를 체크한다.

단계(116)에서, 개루프 제어 시스템은 제어를 폐루프 제어 시스템에 전달한다. 일 실시예에서, 상세히 후술하는 바와 같이, 개루프 제어 시스템은 사용하기 위한 폐루프 제어 시스템을 초기화한다.

제어를 폐루프 제어 시스템에 전달한 후에, 폐루프 제어 시스템을 이용(단계 120)하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정한다. 폐루프 제어 시스템은 증폭기의 출력 신호를 나타내는 피드백 신호를 수신한다. 다양한 실시예들에서, 수정되는 적어도 하나의 특성은 입력 신호의 진폭 및/또는 입력 신호의 위상이다. 일부 실시예들에서, 폐루프 제어 시스템은 입력 신호와 피드백 신호 간의 제1 에러를 측정한다. 이러한 일부 실시예들에서, 폐루프 제어 시스템은 입력 신호와 피드백 신호 간의 제2 에러도 측정한다. 폐루프 제어 시스템은, 이러한 실시예들에서, 입력 전력, 제1 에러, 및 제2 에러에 기초하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하는 데 사용된다. 이어서, 단계(120)에서, 수정된 입력 신호를 폐루프 제어 시스템에 의해 증폭기에 제공하여 증폭기를 안정화한다.

다양한 실시예들에서, 폐루프 제어 시스템은 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 어떻게 수정할지를 결정하는 데 사용하기 위한 하나 이상의 필터를 포함한다. 일 실시예에서, 필터는 입력 신호의 진폭을 수정하는 데 사용하기 위한 적절한 출력을 결정하도록 사용된다. 다른 일 실시예에서, 필터는 입력 신호의 위상을 수정하는 데 사용하기 위한 적절한 출력을 결정하도록 사용된다. 일 실시예에서는, A. J. Viterbi에 의해 개시된 이차 필터들을 폐루프 제어 시스템에 이용한다. 대체 실시예들에서, 폐루프 제어 시스템은 비례 적분형 필터 및 비례 적분 미분형 필터를 포함하는 다른 임의의 유형의 필터를 사용하지만, 이러한 예로 한정되지는 않는다. 일 실시예에서, 필터는 하나 이상의 적분기를 포함한다. 단계(116)를 다시 참조해 보면, 폐루프 제어 시스템은, 개루프 제어 시스템의 출력들에 기초하여 필 터들을 초기화함으로써, 구체적으로는, 적분기들을 초기화함으로써, 일부 실시예들에서 개루프 제어 시스템에 의해 초기화된다.

도 2는 본 발명에 따른 증폭기를 안정화하기 위한 방법(200)의 흐름도이다. 도 1에 도시한 방법(100)과 비교하여, 도 2에 도시한 방법(200)은 세 개의 추가 단계를 포함한다. 구체적으로, 도 2의 예시적인 방법은, 개루프 제어 시스템을 이용하기 위한 기준이 충족되는지를 결정하고(단계 106), 폐루프 제어 시스템을 계속 사용하기 위한 기준이 충족되는지를 결정하고(단계 124), 개루프 제어 파라미터들을 갱신한다(단계 128). 일반적으로, 도 2의 단계들(104, 108, 112, 116, 120)은, 동일한 번호를 갖는 도 1의 단계들과 유사하고, 마찬가지의 방식으로 구현된다.

도 2의 방법은 안정화 모듈이 입력 신호를 수신할 때 시작된다. 입력 신호는, 예를 들어, 외부 펄스화 RF 소스로부터 입력되는 것일 수 있다. 단계(104)에서는, 입력 신호의 속성을 측정한다.

단계(106)에서는, 개루프 제어 시스템을 이용하기 위한 하나 이상의 기준이 충족되는지를 결정한다. 일 실시예에서, 단계(106)는 개루프 제어 시스템 자체에 의해 수행된다. 다른 실시예들에서, 안정화 모듈의 다른 소자가 단계(106)를 수행한다. 일부 실시예들에서, 기준은 입력 신호의 측정된 속성에 대응한다. 예를 들어, 이러한 일 실시예에서, 입력 신호의 입력 전력이 임계 레벨을 초과하면, 단계(108)에서 개루프 제어 시스템을 이용한다. 반면에, 그 실시예에서 입력 신호의 입력 전력이 임계 레벨 미만이면, 개루프 제어 시스템을 이용하지 않고, 단계(104)에서 입력 신호의 입력 전력을 다시 측정한다. 단계(104)는 입력 신호의 입력 전 력이 임계 레벨보다 상승할 때까지 반복될 수 있다. 실시예들에서, 개루프 제어 시스템을 이용할지를 결정하는 데 사용되는 기준은 증폭기가 활성인지 여부에 관한 것이다. 개루프 제어 시스템을 이용할지를 결정하는 데 있어서 하나보다 많은 기준을 고려할 수 있다.

단계(108)에서는, 개루프 제어 시스템을 이용하여 입력 신호의 특성을 수정하고 그 특성에 연관된 증폭기 비선형성(non-linearity)을 최소화한다. 따라서, 특정한 일 실시예에서는, 단계(108)에서 초기에 개루프 제어 시스템을 이용하여, 입력 신호의 위상을 수정하고 증폭기의 위상 비선형성을 최소화할 수 있다. 이 단계는 도 1의 단계(108)의 설명과 유사한 방식으로 구현될 수 있다.

단계(112)에서, 개루프 제어 시스템을 이용하는 것으로부터 폐루프 제어 시스템을 이용하는 것으로 천이할지를 결정한다. 일 실시예에서, 예를 들어, 천이는, 입력 신호의 입력 전력이 임계 레벨을 초과하는 동안인 소정의 시간 기간 동안 개루프 제어 시스템을 이용한 후에 발생한다. 단계(112)에서 기준이 충족되면, 단계(116)에서 제어를 폐루프 제어 시스템에게 전달한다. 일 실시예에서, 개루프 제어 시스템은 사용하기 위한 폐루프 제어 시스템을 초기화한다. 초기화는 개루프 제어 시스템을 이용하는 것으로부터 폐루프 제어 시스템을 이용하는 것으로의 천이의 일부로서 고려될 수 있다.

단계(120)에서는, 폐루프 제어 시스템을 이용하여 입력 신호의 특성을 수정하고 그 특성에 연관된 증폭기의 비선형성을 최소화한다. 일 실시예에서, 예를 들어, 폐루프 제어 시스템은 입력 신호의 위상을 수정하고 증폭기의 위상 비선형성을 최소화한다.

단계(124)에서는, 폐루프 제어 시스템을 계속 이용하기 위한 기준이 충족되는지를 결정한다. 이 결정은, 일부 실시예에서, 입력 신호의 측정된 속성을 고려함으로써 행해진다. 예를 들어, 일 실시예에서, 입력 신호의 입력 전력이 임계 레벨을 초과하면, 단계(120)에서 폐루프 제어 시스템을 계속 이용한다. 반면에, 그 실시예에서 입력 신호의 입력 전력이 임계값 미만이면, 폐루프 제어 시스템을 이용하지 않고 단계(106)를 수행한다. 다른 실시예들에서는, 폐루프 제어 시스템을 계속 이용해야 하는지를 결정하는 데 있어서 다른 방안으로 또는 추가적으로 다른 기준을 안정화 모듈에 의해 이용할 수 있다. 예를 들어, 특정한 일 실시예에서는, 후술하는 바와 같이, 폐루프 제어 시스템을 이용할지를 결정하는 데 있어서 입력 신호의 입력 전력에 더하여 증폭기가 활성 상태인지 여부를 고려한다.

단계(128)에서는, 도 2에 도시한 본 발명의 실시예에서, 개루프 제어 파라미터들을 갱신한다. 도 6에 대하여 상세히 후술되는 실시예들에서는, 미세 교정 루틴을 실행하여 개루프 제어 시스템 의해 사용되는 룩업 테이블을 갱신한다. 이러한 일 실시예에서, 미세 교정 루틴은 폐루프 제어 시스템의 출력에 기초하여 룩업 테이블을 갱신한다.

도 3은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 증폭기를 안정화하도록 안정화 모듈에서 사용하기 위한 시스템(300)을 도시한다. 이 시스템(300)은 제1 제어 모듈(304)과 제2 제어 모듈(308)을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 제어 모듈(304)과 제2 제어 모듈(308)의 각각은 소프트웨어 프로그램으로서 구현된다. 다른 방안으 로, 다른 일 실시예에서, 제1 제어 모듈(304) 및/또는 제2 제어 모듈(308)은 하나 이상의 하드웨어 장치로서 구현된다. 일 실시예에서, 제1 제어 모듈(304)은 개루프 제어 루틴을 이용하고 제2 제어 모듈(308)은 폐루프 제어 루틴을 이용한다. 일 실시예에서, 하드웨어 장치는 주문형 반도체(ASIC)이다. 다른 일 실시예에서, 하드웨어 장치는 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA)이다. 다른 실시예들에서는, 다른 유형의 하드웨어 장치가 사용된다.

시스템(300)의 제1 제어 모듈(304)은 세 개의 기능을 수행하기 위한 것이다. 즉, (a) 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호를 나타내는 제1 신호(312)를 수신하는 기능, (b) 개루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 제1 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제2 신호(316)를 생성하는 기능, (c) 제어를 전달하는 데 사용될 수 있는 제3 신호(320)를 제2 제어 모듈(308)에 송신하는 기능이다. 시스템(300)의 제2 제어 모듈(308)은, 폐루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 제1 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제4 신호(324)를 생성하기 위한 것이다.

일부 실시예들에서, 제1 제어 모듈(304)은, 후술하는 바와 같이 안정화 모듈에 의해 도입되는 비선형성을 고려하여 제2 신호(316)를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 제어 모듈(308)은, 후술하는 바와 같이 안정화 모듈 하드웨어에 의해 도입되는 비선형성을 고려하여 제4 신호를 생성할 수 있다.

일부 실시예들에서, 제1 제어 모듈(304)은, 개루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 제2 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제5 신호(336)를 생성할 수 있다. 관련된 실시예에서, 제2 제어 모듈(308)은, 폐루프 제어 루틴을 이용하여 입 력 신호의 제2 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제6 신호(340)를 생성할 수 있다.

일 실시예에서는, 제1 제어기(376)를 이용하여 입력 신호의 제1 특성을 수정한다. 다른 일 실시예에서는, 제2 제어기(380)를 이용하여 입력 신호의 제2 특성을 수정한다.

일부 실시예들에서, 입력 신호의 제1 특성은 입력 신호의 진폭이고, 입력 신호의 제2 특성은 입력 신호의 위상이다. 대체 실시예에서, 입력 신호의 제1 특성은 입력 신호의 위상이고, 입력 신호의 제2 특성은 입력 신호의 진폭이다.

일부 실시예들에서, 제1 제어 모듈(304)은 천이 로직 모듈(transition logic module; 332)을 포함한다. 이러한 일부 실시예들에서, 천이 로직 모듈(332)은 하나 이상의 기준을 체크하고, 개루프 제어 루틴을 사용할지를 결정한다. 이러한 일 실시예에서, 천이 로직 모듈(332)은 증폭기가 활성인지를 결정할 수 있다. 이러한 다른 일 실시예에서, 천이 로직 모듈(332)은 입력 신호의 입력 전력(328)이 임계 레벨을 초과하는지를 결정할 수 있다. 초과한다면, 제1 제어 모듈(304)은, 개루프 제어 루틴을 이용하여, 입력 신호의 제1 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제2 신호(316)를 생성한다. 이러한 일부 실시예들에서, 천이 로직 모듈(332)은 하나 이상의 기준을 체크하고, 제어를 제2 제어 모듈(308)에 전달할지를 결정한다. 이러한 일 실시예에서, 천이 로직 모듈(332)은, 입력 신호의 입력 전력(328)이 임계 레벨을 초과한 동안인 소정의 시간 기간 동안 제1 제어 모듈(304)이 개루프 제어 루틴을 사용해 오고 있는지를 결정할 수 있다. 제1 제어 모듈(304)이 개루프 제어 루틴을 사용해 오고 있었다면, 제1 제어 모듈(304)은 제3 신호를 제2 제어 모듈(308)에 송신한다.

다른 일 실시예에서, 제2 제어 모듈(308)은 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호를 나타내는 신호(346), 및 하나 이상의 에러 신호(344, 348)를 수신할 수 있다. 이러한 일 실시예에서의 에러 신호는, 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호 및 증폭기의 출력 신호를 나타내는 피드백 신호 간의 진폭 에러를 나타낼 수 있다. 에러 신호는, 이러한 다른 일 실시예에서, 입력 신호와 피드백 신호 간의 위상 에러를 나타낼 수 있다. 제2 제어 모듈(308)은, 일 실시예에서, 후술하는 바와 같이 하나 이상의 에러 신호(344, 348)를 조절하여 제1 에러 신호 및/또는 제2 에러 신호에 존재하는 비선형성을 보상한다.

일부 실시예들에서, 제2 제어 모듈(308)은 천이 로직 모듈(356)을 포함한다. 이러한 일부 실시예들에서, 천이 로직 모듈(356)은 하나 이상의 기준을 체크하고, 폐루프 제어 루틴을 사용할지 또는 접속(352)을 통해 제어를 제1 제어 모듈(304)에 전달할지를 결정한다. 이러한 일 실시예에서, 천이 로직 모듈(356)은 증폭기가 활성인지를 결정할 수 있다. 이러한 다른 일 실시예에서, 천이 로직 모듈(356)은 입력 신호의 입력 전력(328)이 임계 레벨을 초과하는지를 결정할 수 있다. 초과하지 않는다면, 제2 제어 모듈(308)은 접속(352)을 통해 제어를 제1 제어 모듈(304)에 전달한다.

다른 일 실시예에서, 시스템(300)은 미세 교정 모듈(360)을 포함한다. 미세 교정 모듈(360)은 소프트웨어 프로그램으로서 구현될 수 있으며 미세 교정 루틴을 이용할 수 있다. 다른 방안으로, 다른 일 실시예에서, 미세 교정 모듈(360)은 하드웨어 장치로서 구현된다. 일 실시예에서, 하드웨어 장치는 ASIC이다. 또 다른 일 실시예에서, 하드웨어 장치는 FPGA이다. 다른 실시예들에서는, 다른 유형의 하드웨어 장치를 이용한다.

미세 교정 모듈(360)은, 일 실시예에서, 제2 제어 모듈(308)에 의해 사용되는 하나 이상의 필터를 초기화하기 위한 엔트리들을 생성할 수 있다. 이어서, 제1 제어 모듈(304)은, 접속(364)을 통해, 미세 교정 모듈(360)로부터 엔트리들을 검색할 수 있고, 이 엔트리들을 이용하여 천이 로직 모듈(332)에 의해 제2 제어 모듈(308)의 하나 이상의 필터를 초기화할 수 있다.

다른 일 실시예에서, 미세 교정 모듈(360)은, 입력 신호의 제1 특성을 수정하기 위한 양을 나타내는 제1 값, 및 입력 신호의 제2 특성을 수정하기 위한 양을 나타내는 제2 값을 생성할 수 있다. 제1 제어 모듈(304)은, 접속(364)을 통해, 미세 교정 모듈(360)로부터 제1 값과 제2 값을 검색할 수 있다. 제1 제어 모듈(304)은 제1 값을 이용하여 제2 신호(316)를 생성할 수 있고 제2 값을 이용하여 제5 값(336)을 생성할 수 있다.

미세 교정 모듈(360)은, 다른 일 실시예에서, 제2 제어 모듈(308)로부터 접속(368)을 통해 수신되는 출력에 기초하여 제1 값과 제2 값을 갱신할 수 있다. 다른 실시예에서, 미세 교정 모듈(360)은, 후술하는 바와 같이, 안정화 모듈 하드웨어에 의해 도입되는 적어도 하나의 비선형성을 고려하여 제1 값과 제2 값을 생성하는 알고리즘을 이용한다. 다른 실시예들에서, 미세 교정 모듈(360)은 제1 제어 모 듈(304)로부터 접속(372)을 통해 데이터를 수신할 수 있다.

도 4는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 증폭기(404)를 안정화하기 위한 안정화 모듈(400)을 도시한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 증폭기(404)와 도통하는 안정화 모듈(400)은 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함한다. 소프트웨어는 프로세서(408)에서 실행된다.

안정화 모듈(400)은, 외부의 소스(예를 들어, 전원)로부터, 전치 증폭기(416)에서 입력 신호(412)를 수신한다. 일 실시예에서, 입력 신호(412)는 펄스화 RF 입력 신호이다. 이어서, 방향성 커플러(directional coupler; 418)는 전치 증폭된 입력 신호(412)를 샘플링한다. 제1 샘플(420)은 에러 증폭기(424)에 입력되는 한편, 제2 샘플(428)은 제1 제어기(432)와 제2 제어기(436)에 입력된다. 일 실시예에서, 제1 제어기(432)는 입력 신호(412)의 진폭을 수정하는 데 사용되는 이득 제어기이다. 다른 일 실시예에서, 제2 제어기(436)는 입력 신호(412)의 위상을 수정하는 데 사용되는 위상 시프터(phase shifter)이다. 후술하는 바와 같이, 수정된 입력 신호(440)는 제1 제어기(432)와 제2 제어기(436)에 의해 출력되어 증폭기(404)에 입력된다.

일 실시예에서, 증폭기(404)는 펄스화 RF 증폭기이다. 다른 일 실시예에서, 증폭기(404)는 MRI 시스템에서 사용된다. 증폭기(404)의 출력 신호(448)를 나타내는 피드백 신호(444)도 에러 증폭기(424)에 입력된다. 일 실시예에서, 에러 증폭기는 제1 샘플(420)과 피드백 신호(444)를 증폭하기 위한 대수 중간 주파(LOG IF) 증폭기들(426)을 포함한다. 에러 증폭기(424)는 제1 에러 신호(452)와 제2 에러 신호(456)를 생성한다. 제1 에러 신호(452)/제2 에러 신호(456)는, 일 실시예에서, 입력 신호(412)와 피드백 신호(444) 간의 진폭 에러를 나타낸다. 다른 일 실시예에서, 제1 에러 신호(452)/제2 에러 신호(456)는 입력 신호(412)와 피드백 신호(444) 간의 위상 에러를 나타낸다.

일 실시예에서, 안정화 모듈(400)은 세 개의 아날로그 대 디지털(A/D) 변환기(460)를 포함한다. A/D 변환기들은 디지털로 표현된 입력 신호(412), 제1 에러 신호(452), 및 제2 에러 신호(456)를 프로세서(408)에 입력한다. 프로세서(408)는 신호 처리를 수행하여 디지털 대 아날로그(D/A) 변환기들(468)에 출력되는 제어 신호들을 생성한다. 일 실시예에서, 프로세서(408)는 제1 제어 모듈(304), 제2 제어 모듈(308), 및 미세 교정 모듈(360)을 포함한다. 일 실시예에서, 프로세서는 개루프 제어 루틴을 구현하도록 제1 제어 모듈(304)을 실행시킨다. 다른 일 실시예에서, 프로세서는 폐루프 제어 루틴을 구현하도록 제2 제어 모듈(308)을 실행시킨다. 또 다른 일 실시예에서, A/D 변환기들(460), 프로세서(408), 및 D/A 변환기들(468)을 포함하는 디지털 제어 시스템은 아날로그 제어 시스템에 의해 전적으로 대체된다. 다른 방안으로, 디지털 제어 시스템은 아날로그 제어 시스템에 의해 부분적으로만 대체된다.

일 실시예에서,프로세서(408)가 개루프 제어 루틴을 구현하는 경우, 제1 제어 모듈(304)은, 입력 신호(412)의 제1 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제1 신호(472), 및 입력 신호(412)의 제2 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제2 신호(476)를 생성한다. 다른 일 실시예에서, 프로세서가 폐루프 제어 루틴을 구현하 는 경우, 제2 제어 모듈(308)은, 입력 신호(412)의 제1 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제1 신호(472), 및 입력 신호(412)의 제2 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제2 신호(476)를 생성한다. 일 실시예에서, 입력 신호(412)의 제1 특성은 입력 신호(412)의 진폭이고 입력 신호(412)의 제2 특성은 입력 신호(412)의 위상이다.

일 실시예에서, D/A 변환기들(468)은 아날로그로 표현된 신호들(472, 476)을 제어기들(432, 436)에 각각 입력한다. 일 실시예에서, 제1 제어기(432)는 아날로그로 표현된 제1 신호(472)를 이용하여 입력 신호의 진폭을 수정하고 이에 따라 증폭기(404)의 진폭 비선형성을 최소화한다. 다른 일 실시예에서, 제2 제어기(436)는 아날로그로 표현된 제2 신호(476)를 이용하여 입력 신호의 위상을 수정하고 이에 따라 증폭기(404)의 위상 비선형성을 최소화한다. 이어서, 전술한 바와 같이, 수정된 입력 신호(440)를 증폭기(404)에 제공한다.

도 5는, 개루프 제어 루틴(600)과 폐루프 제어 루틴(700)을 포함하는 소프트웨어 루틴(500)의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 개루프 제어 루틴(600)은 제1 제어 모듈(304)에 의해 실행된다. 다른 일 실시예에서, 폐루프 제어 루틴(700)은 제2 제어 모듈(308)에 의해 실행된다. 일 실시예에서, 입력 신호가 안정화 모듈에 의해 처음 수신되면(예를 들어, 전원과 같은 외부의 소스가 처음 턴온되면), 소프트웨어 루틴(500)은 개루프 제어 루틴(600)을 이용하는 것을 디폴트로 한다.

단계(604)에서, 개루프 제어 루틴(600)은 안정화 모듈에 의해 수신되는 입력 신호의 입력 전력을 추출한다. 이어서 단계(608)에서, 개루프 루틴(600)은, 증폭기가 활성(즉, 인에이블 상태)인지 그리고 입력 신호의 입력 전력이 제1 임계값을 초과하는지를 결정함으로써 개루프 제어 루틴(600)을 사용하기 위한 기준이 충족되는지를 결정한다. 증폭기가 인에이블 상태에 있으며 입력 신호의 입력 전력이 제1 임계값을 초과하면, 단계(612)에서 개루프 제어 루틴(600)은 개루프 카운터를 증분한다.

단계(616)에서, 개루프 제어 루틴(600)은 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 적어도 하나의 신호를 출력한다. 일 실시예에서, 개루프 제어 루틴(600)은 입력 신호의 진폭을 수정하는 데 사용될 수 있는 신호와 입력 신호의 위상을 수정하는 데 사용될 수 있는 신호인 두 개의 신호를 출력한다. 다른 일 실시예에서, 개루프 제어 루틴(600)은 전술한 두 개의 신호 중 하나만을 출력한다. 일 실시예에서, 개루프 제어 루틴(600)은, 예를 들어, 도 6에 대하여 후술하는 바와 같이 미세 교정 루틴에 의해 생성되는 룩업 테이블을 이용하여 적어도 하나의 신호가 출력되도록 한다. 이러한 실시예에서의 룩업 테이블은 입력 신호의 입력 전력에 의해 참조될 수 있다. 단계(604)에서 추출된 입력 신호의 입력 전력에 기초하여, 개루프 제어 루틴(600)은 대응하는 테이블 값을 룩업한다. 이 테이블 값은, 예를 들어, 단계(616)에서 개루프 제어 루틴(600)에 의해 출력되는 신호의 전류 또는 전압을 가리킬 수 있다. 개루프 제어 루틴(600)은 단계(616)에서 이러한 신호를 출력한다. 다른 일 실시예에서, 개루프 제어 루틴(600)은 예를 들어 도 6에 대하여 후술하는 바와 같이 미세 교정 루틴에 의해 생성되는 룩업 어 레이를 이용하여 적어도 하나의 신호가 출력되도록 한다. 이러한 실시예의 룩업 어레이는 입력 신호의 입력 전력에 의해 참조될 수 있다. 단계(604)에서 추출된 입력 신호의 입력 전력에 기초하여, 개루프 제어 루틴(600)은 대응하는 테이블 엔트리를 룩업한다. 이 엔트리는, 예를 들어, 입력 신호의 진폭이나 위상을 수정하기 위한 양을 가리킬 수 있다. 이러한 실시예에서, 개루프 제어 루틴(600)은, 엔트리를 조절하여 안정화 모듈의 하드웨어에 의해 도입되는 비선형성을 고려하도록, 후술하는 바와 같이, 단계(720)에서 폐루프 제어 루틴(700)에 의해 실행되는 동일한 알고리즘을 실행한다. 이어서, 개루프 제어 루틴(600)은 조절된 엔트리를 이용하여 단계(616)에서 출력되는 적어도 하나의 신호를 생성한다.

도 5에 따른 실시예들에서, 개루프 제어 루틴(600)은, 단계(620)에서, 데이터를 미세 교정 어레이에 기입함으로써 그 데이터를 미세 교정 루틴에 출력한다. 적어도, 개루프 제어 루틴(600)은, 이러한 실시예들에서, 개루프 모드 플래그를 미세 교정 루틴에 출력한다. 또한, 일 실시예에서, 개루프 제어 루틴(600)은 입력 신호의 입력 전력을 미세 교정 루틴에 출력한다. 다른 일 실시예에서, 개루프 카운터의 값은 개루프 제어 루틴(600)에 의해 미세 교정 루틴에 출력된다.

단계(624)에서, 개루프 제어 루틴(600)은 개루프 카운터가 제2 임계값보다 큰지를 결정한다. 크다면, 개루프 제어 루틴(600)은 단계(628)로 진행하게 된다. 크지 않다면, 개루프 제어 루틴(600)은, 단계(604)에서 개루프 제어 루틴(600)이 입력 신호의 입력 전력을 다시 추출하기 전에 개루프 제어 루틴(600)의 실행이 잠시 지연되는 단계(632)로 진행하게 된다.

단계(624)의 제2 임계값 및 단계(632)에서 존재하는 지연값은, 단계(628)에서 제어를 폐루프 제어 루틴(700)에 전달하기 전에 개루프 제어 루틴(600)이 최소한의 시간 기간 동안 실행되는 것을 보장한다. 결국, 증폭기에는, 소프트웨어 루틴(500)이 개루프 루틴(600)으로부터 폐루프 루틴(700)으로 천이하기 전에 안정화를 위한 소정의 시간 기간이 주어진다. 일 실시예에서, 단계(624)의 제2 임계값은 조절가능하다. 다른 일 실시예에서, 단계(632)에서 존재하는 지연값은 조절가능하다.

다시 단계(608)를 참조해 보면, 증폭기가 비활성이거나 입력 신호의 전력 레벨이 제1 임계값 미만이면, 개루프 제어 루틴(600)은 단계(636)로 진행하게 된다. 단계(636)에서, 개루프 제어 루틴(600)은 개루프 카운터가 0보다 큰지를 결정한다. 크지 않다면, 개루프 제어 루틴(600)은 단계(632)로 진행하게 된다. 크다면, 개루프 제어 루틴(600)은 단계(640)로 진행하게 된다. 단계(640)에서, 개루프 제어 루틴은 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 적어도 하나의 신호를 출력한다. 이는, 단계(616)에 대하여 전술한 바와 같이, 일 실시예에서, 룩업 테이블을 이용함으로써 행해진다.

낮은 입력 전력 레벨에서는, 대부분의 증폭기들이 선형 방식으로 동작한다. 단계(608)의 제1 임계 레벨은, 일 실시예에서, 이러한 사실을 고려하여 선택되며, 즉, 제1 임계 레벨은, 선택된 제1 임계 레벨보다 낮은 입력 전력 레벨에서 증폭기가 선형 방식으로 동작하도록 선택된다. 이러한 방식으로, 입력 신호의 실제 입력 전력은, 제1 임계값 미만이기만 하면, 단계(640)에서 적어도 하나의 신호를 출력하 는 것에 관련되지 않는다. 따라서, 입력 신호의 실제 값에 상관없이 입력 신호의 입력 전력이 제1 임계값 미만인 경우, 적어도 하나의 동일한 신호가 단계(640)에서 출력될 수 있다. 결국, 단계(640)는 한 번만 실행되면 된다. 이를 보장하도록, 단계(644)에서 개루프 카운터가 클리어(clear)된다.

다시 단계(628)를 참조해 보면, 입력 신호의 입력 전력이 제1 임계값 미만인 동안인 소정의 시간 기간 동안 개루프 제어 루틴이 실행되었다고 개루프 제어 루틴(600)이 결정한 후(즉, 개루프 제어 루틴(600)이 항상 단계(608)로부터 단계(612)로 진행하였기 때문에 소정의 시간 기간 동안 단계들(604, 608,612, 616, 620, 624, 632)이 연속적으로 실행되었음), 개루프 제어 루틴(600)은 제어를 폐루프 제어 루틴(700)에 전달한다. 일 실시예에서, 개루프 제어 루틴(600)은, 단계(628)에서, 예를 들어, 도 6을 참조하여 후술하는 바와 같이 미세 교정 루틴에 의해 생성되는 엔트리들을 이용하여, 폐루프 제어 루틴(700)에 의해 단계(716)에서 사용하기 위한 필터들을 초기화한다. 이 엔트리들은 단계(616)에서 개루프 루틴에 의해 최종 출력되는 하나 이상의 신호에 대응할 수 있다. 이러한 방식으로, 폐루프 제어 루틴은 개루프 제어 루틴이 남겨둔 동일한 설정으로 실행을 시작한다. 일 실시예에서, 엔트리는 입력 신호의 진폭을 증가 또는 감소시키는 양을 나타낸다. 다른 일 실시예에서, 엔트리는 입력 신호의 위상을 시프트하는 양을 나타낸다. 일 실시예에서, 엔트리들은 예를 들어 하나 이상의 룩업 어레이에 미세 교정 루틴에 의해 저장된다. 이러한 어레이는 입력 신호의 입력 전력에 의해 참조될 수 있다. 따라서, 단계(604)에서 추출되는 입력 신호의 입력 전력에 기초하여, 개루프 제어 루틴(600)은 미세 교정 루틴에 의해 생성되는 대응 엔트리들을 룩업하고 이용하여 폐루프 제어 루틴(700)의 필터들을 초기화할 수 있다.

개루프 제어 루틴(600)이 제어를 폐루프 제어 루틴(700)에 전달한 후에, 단계(732)에서 지연이 존재한다. 일 실시예에서, 단계(732)에서의 지연 기간은 조절가능하다. 단계(732)의 지연에 이어서, 단계(704)에서 폐루프 제어 루틴(700)은 복수의 신호를 추출할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 신호들은, 입력 신호의 입력 전력, 증폭기의 출력 신호를 나타내는 피드백 신호와 입력 신호 간의 제1 에러, 및 피드백 신호와 입력 신호 간의 제2 에러를 포함한다. 이러한 일 실시예에서, 제1 에러는 입력 신호와 피드백 신호 간의 진폭 에러이고, 제2 에러는 입력 신호와 피드백 신호 간의 위상 에러이다.

단계(708)에서, 폐루프 제어 루틴(700)은 폐루프 제어 루틴(700)을 이용하기 위한 하나 이상의 기준이 충족되는지를 결정한다. 일 실시예에서, 폐루프 제어 루틴(700)은 증폭기가 활성인지(즉, 인에이블 또는 언블랭킹 상태(unblanked)인지) 그리고 입력 신호의 입력 전력이 임계값을 초과하는지를 결정한다. 이 기준이 충족되면, 폐루프 제어 루틴(700)은 단계(712)로 진행하게 된다. 충족되지 않으면, 소프트웨어 루틴(500)은 개루프 제어 루틴(600)으로 복귀하여 단계(604)에서 입력 신호의 입력 전력을 추출한다. 일 실시예에서, 폐루프 제어 루틴(700)에서 사용되는 임계값은, 히스테리시스의 레벨을 허용하고 소프트웨어 루틴(500)이 개루프 제어 루틴(600)과 폐루프 제어 루틴(700) 간에 토글(toggle)되는 것을 방지하도록, 개루프 제어 루틴(600)에서 사용되는 제1 임계값보다 작다. 폐루프 제어 루 틴(700)에서 사용되는 임계값과 제1 임계값이 동일하고 입력 신호의 입력 전력이 이러한 임계값들을 약간 변경하게 되면, 소프트웨어 루틴(500)은 개루프 제어 루틴(600)과 폐루프 제어 루틴(700) 간에 토글될 수 있다.

당업자라면 쉽게 이해할 수 있듯이, 제1 에러 및/또는 제2 에러를 나타내는 신호를 생성하도록 안정화 모듈에 의해 사용되는 하드웨어는 불완전하다. 따라서, 하드웨어는, 제1 에러 및/또는 제2 에러에 대한 참값들을 오버슈트(overshoot)하거나 언더슈트(undershoot)한다. 실제로, 하드웨어는 입력 신호의 각 입력 전력 레벨에 대하여 제1 에러 및/또는 제2 에러의 참값들로부터 예측가능한 편차를 도입한다. 이에 따라, 일 실시예에서, 단계(712)에서, 폐루프 제어 루틴은, 안정화 모듈 하드웨어에 의해 단계(704)에서 제공되는 제1 에러 측정값 및 제2 에러 측정값을 조절한다. 단계(712)에서, 폐루프 제어 루틴(700)은, 일 실시예에서, 입력 신호의 입력 전력 레벨에 의해 참조되는 룩업 차트(lookup chart)를 이용한다. 각 입력 전력 레벨에 대하여, 룩업 차트는 제1 에러 및/또는 제2 에러에 대한 참값들의 예상되는 오버슈트 또는 언더슈트를 열거한다. 예상되는 오버슈트 또는 언더슈트를 하드웨어에 의해 제공되는 제1 에러 측정값 및/또는 제2 에러 측정값에 가산함으로써, 폐루프 제어 루틴(700)은 제1 에러 및/또는 제2 에러에 대한 참값들을 도출한다.

일단 폐루프 제어 루틴(700)이 단계(712)에서 제1 에러 및/또는 제2 에러를 적절히 조절하였다면, 폐루프 제어 루틴은, 단계(716)에서, 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하기 위한 적어도 하나의 양을 결정한다. 예를 들어, 일 실시예 에서, 폐루프 제어 루틴(700)은 두 개의 양을 결정한다. 즉, 입력 신호의 진폭을 수정하기 위한 양, 및 입력 신호의 위상을 수정하기 위한 양이다. 다른 실시예에서, 폐루프 제어 루틴(700)은 전술한 두 개의 양 중 하나만을 결정한다. 일 실시예에서, 전술한 바와 같이, 폐루프 제어 루틴(700)은, 적어도 하나의 양을 결정하도록 A. J. Viterbi에 의해 개시된 이차 필터들을 이용한다. 다른 방안으로, 예를 들어, 적어도 하나의 양을 결정하도록 단계(716)에서 폐루프 제어 루틴(700)에 의해, 비례 적분형 필터 및/또는 비례 적분 미분형 필터와 같이 임의의 스타일의 필터를 이용할 수 있다.

단계(724)에 앞서, 일부 실시예들의 폐루프 제어 루틴(700)은, 단계(720)에서, 안정화 모듈의 하드웨어에 의해 도입되는 비선형성을 고려한다. 이러한 일 실시예에서, 폐루프 제어 루틴(700)은 단계(716)에서 결정되는 필요한 양을 조절하는 알고리즘을 실행한다. 이어서, 조절된 양을 이용하여 단계(724)에서 출력되는 적어도 하나의 신호를 생성한다. 알고리즘은, 하드웨어 비선형성에 의해 발생하는 임의의 왜곡을 추종하여, 단계(724)에서 출력되는 적어도 하나의 신호가 실제로 단계(716)에서 결정되는 필요한 양을 나타내기 위해, 조절된 양을 선택하도록 구현된다. 이러한 방식으로, 알고리즘은 안정화 모듈 하드웨어의 비선형성을 보상한다.

단계(724)에서 적어도 하나의 신호를 출력한 후, 폐루프 제어 루틴이 단계(704)로 복귀하기 전에 단계(732)에서 폐루프 제어 루틴의 실행이 다시 지연된다.

단계(728)에서, 폐루프 제어 루틴(700)은 데이터를 미세 교정 어레이에 기입 함으로써 그 데이터를 미세 교정 루틴에 출력한다. 예를 들어, 폐루프 제어 루틴(700)은 입력 신호의 입력 전력, 제1 에러, 제2 에러, 단계(716)에서 결정된 적어도 하나의 양, 및 폐루프 모드 플래그를 미세 교정 루틴에 출력한다.

도 6은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 미세 교정 루틴(800)의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 미세 교정 루틴(800)은 미세 교정 모듈(360)에 의해 실행되는 소프트웨어 루틴이다. 미세 교정 루틴(800)은, 일 실시예에서, 개루프 제어 루틴(600)과 폐루프 제어 루틴(700) 둘 다가 유휴 상태(idle)일 때 실행된다. 예를 들어, 미세 교정 루틴(800)은 단계들(632 및/또는 732)에 의해 도입되는 지연 동안 실행된다. 상세히 후술하는 바와 같이, 미세 교정 루틴(800)은 개루프 제어 루틴(600)의 성능이 시간 경과에 따라 개선되도록 개루프 제어 루틴(600)이 폐루프 제어 루틴(700)으로부터 학습할 수 있게 한다.

단계(804)에서, 미세 교정 루틴(800)은, 단계(620)에서 개루프 제어 루틴(600)에 의해 그리고 단계(728)에서 폐루프 제어 루틴(700)에 의해 미세 교정 어레이에 미리 기입된 데이터를 검색한다. 이어서, 미세 교정 루틴(800)은, 단계(808)에서, 폐루프 제어 루틴(700)이 실행중인지를 결정한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 미세 교정 루틴(800)은 폐루프 모드 플래그가 존재하는지를 체크한다. 존재하지 않는다면(즉, 개루프 모드 플래그가 존재하면), 미세 교정 루틴(800)은 단계(812)에서 미세 교정 카운터를 클리어하고, 단계(804)로 진행하여 미세 교정 어레이로부터의 데이터를 더 검색한다. 폐루프 제어 루틴(700)이 실행중이면, 미세 교정 루틴(800)은 단계(816)에서 미세 교정 카운터를 증분하고 데이터 처리를 진행한다. 이러한 방식으로, 미세 교정 루틴(800)은 폐루프 제어 루틴(700)에 의해 미세 교정 어레이에 기입되는 데이터만을 처리한다.

단계(820)에서, 미세 교정 루틴(800)은 미세 교정 카운터가 저 임계값과 고 임계값 사이에 존재하는지를 결정한다. 미세 교정 카운터가 저 임계값과 고 임계값 사이에 존재하지 않으면, 미세 교정 루틴(800)은 단계(804)로 복귀하여 미세 교정 어레이로부터 데이터를 더 검색한다. 미세 교정 카운터가 저 임계값과 고 임계값 사이에 존재하면, 미세 교정 루틴(800)은, 단계(824)에서, 미세 교정 어레이로부터 입력 신호의 입력 전력, 및 제1 에러 및/또는 제2 에러를 추출한다. 단계(824)로 진행하기 전에 미세 교정 카운터가 저 임계값보다 크다는 것을 보장함으로써, 미세 교정 루틴(800)은, 폐루프 제어 루틴(700)에 의해 미세 교정 어레이에 기입된 데이터를 먼저 처리하지 않는다는 것을 보장한다. 오히려, 미세 교정 루틴(800)은 반드시 폐루프 제어 루틴(700)이 소정의 시간 동안(즉, 증폭기가 보다 안정적일 때) 실행된 후에 폐루프 제어 루틴(700)에 의해 미세 교정 어레이에 기입된 데이터를 처리한다. 마찬가지로, 단계(824)로 진행하기 전에 미세 교정 카운터가 고 임계값보다 작다는 것을 보장함으로써, 미세 교정 루틴(800)은, 폐루프 제어 루틴(800)의 시작 가까이(예를 들어, 펄스의 시작 가까이)에서 폐루프 제어 루틴(700)에 의해 미세 교정 어레이에 기입된 데이터를 처리하는 것을 보장한다.

단계(828)에서, 미세 교정 루틴(800)은 제1 에러 및/또는 제2 에러가 고정된 양보다 작은지를 결정한다. 작다면, 증폭기는 안정화되었으며 미세 교정 루틴은 단계(832)로 진행하게 된다. 작지 않다면, 미세 교정 루틴(800)은 단계(804)에서 미세 교정 어레이로부터 데이터를 더 검색한다. 단계(832)에서, 미세 교정 루틴(800)은, 미세 교정 어레이로부터, 폐루프 제어 루틴(700)에 의해 미세 교정 어레이에 기입된 양을 추출한다.

단계(836)에서, 미세 교정 루틴(800)은, 단계(628)에서 개루프 제어 루틴(600)에 의해 사용되는 엔트리들을 생성하여 폐루프 제어 루틴(700)의 필터들을 초기화한다. 이 엔트리들은 입력 신호의 입력 전력에 의해 참조될 수 있으며 룩업 어레이에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 미세 교정 루틴(800)은 가중 필터를 이용하여 엔트리들을 생성한다. 미세 교정 루틴(800)은, 예를 들어, 추출된 양의 가중값을 룩업 어레이에서 그 입력 전력 레벨로 보이는 이전의 엔트리의 가중값에 가산함으로써 입력 신호의 특정한 입력 전력에 대한 현재 엔트리를 생성한다.

단계(840)에서, 미세 교정 루틴(800)은 단계(836)에서 생성된 엔트리들을 이용하여, 단계(616)에서 개루프 제어 루틴(600)에 의해 사용되는 값들을 결정한다. 이렇게 함으로써, 미세 교정 루틴(800)은 안정화 모듈의 하드웨어에 의해 도입되는 비선형성을 고려한다. 예를 들어, 미세 교정 루틴(800)은 단계(720)에서 폐루프 제어 루틴(700)에 의해 실행되는 동일한 알고리즘을 실행한다. 미세 교정 루틴(800)에 의해 생성되는 값들은 룩업 테이블에 저장된다.

단계(844)에서, 미세 교정 루틴(800)은 미세 교정 카운터를 단계(820)의 고 임계값보다 크게 설정한다. 이러한 방식으로, 미세 교정 루틴(800)이 펄스마다 엔트리들과 값들을 한 번만 생성하는 것을 보장한다.

본 발명은 하나 이상의 제조 물품 상에서 구현되는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 프로그램으로서 제공될 수 있다. 이러한 제조 물품은 플로피 디스크, 하드 디스크, CD ROM, 플래시 메모리 카드, PROM, RAM, ROM, 또는 자기 테이프이어도 된다. 일반적으로, 컴퓨터 판독가능 프로그램은 임의의 프로그래밍 언어로 구현되어도 된다. 사용가능한 언어의 일부 예로는, C, C++, 또는 JAVA가 있다. 소프트웨어 프로그램은 하나 이상의 제조 물품 상에 또는 제조 물품 내에 오브젝트 코드로서 저장될 수 있다.

도 7A는 MRI 전력 전달 시스템(RF 송신 체인/경로)(910)을 안정화하기 위한 안정화 모듈(900)을 도시한다. 일반적으로, 안정화 모듈(900)은 피드백 루프를 증폭기(404)(도 4)의 RF 출력 커플러(포워드 포트)로부터 MRI 시스템 자기 보어(magnetic bore; 920)로부터의 RF 신호의 샘플로 이동시킨다. MRI 전력 전달 시스템(910)은, 증폭기(404), 다양한 길이의 RF 케이블(912), 송신/수신(T/R) 스위치(914), 모니터링 커플러(916), 및 MRI 시스템 자기 보어(920)를 포함하지만, 이러한 예로 한정되지는 않는다. 자기 보어(920)는 복수의 메인 또는 본체 RF 코일(922)을 포함한다. 일 실시예에서, 안정화 모듈(900)은, 프로세서(408), 커플러(418), 에러 증폭기(424), 제1 및 제2 제어기(432, 436), A/D 변환기(460), D/A 변환기(468), 레벨 및 위상 세트, 및 픽업 코일이나 안테나(932)를 통해 자기 보어(920)의 전자기장 강도를 감지하는 RF 하이브리드 결합기(930)를 포함하지만, 이러한 예로 한정되지는 않는다. 자기 보어(920) 내에 또는 자기 보어에 가깝게 배치된 하나 내지 복수의 픽업 코일이나 안테나(932)가 존재할 수 있다는 점을 이해하기 바란다. RF 하이브리드 결합기(930), 이 결합기의 참조 번호(448)에 대한 접 속, 및 자기 보어(920)에서의 연관된 픽업 코일(932)에 의해, 시스템(900)이 RF 송신 경로(910)에 있는 모든 부품들의 이득 및 위상 에러들을 실시간으로 보정할 수 있다. 이러한 에러들은, 온도, 전압 정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR), 환자의 크기, 기계적 움직임, 및 전기적 비선형성에 의해 야기될 수 있으며, 이들 모두는 시간 경과에 따라 RF 경로를 변경할 수 있으나, 이러한 예로 한정되지는 않는다.

도시한 예시적인 실시예에서, MRI 전력 전달 시스템(910)과 도통하는 안정화 모듈(900)은 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함한다. 소프트웨어는 프로세서(408)에서 실행된다.

도 4의 안정화 모듈(400)과 같이, 안정화 모듈(900)은, 외부 소스(예를 들어, 신호 생성기)로부터, 전치 증폭기(416)에서 입력 신호(412)를 수신한다. 일 실시예에서, 입력 신호(412)는 펄스화 RF 입력 신호이다. 이어서, 방향성 커플러(418)는 전치 증폭된 입력 신호(412)를 샘플링한다. 제1 샘플(420)은 에러 증폭기(424)에 입력되는 한편 제2 샘플(428)은 제1 제어기(432)와 제2 제어기(436)에 입력된다. 일 실시예에서, 제1 제어기(432)는 입력 신호(412)의 진폭을 수정하는 데 사용되는 이득 제어기이다. 다른 일 실시예에서, 제2 제어기(436)는 입력 신호(412)의 위상을 수정하는 데 사용되는 위상 시프터이다. 후술하는 바와 같이, 수정된 입력 신호(440)는 제1 제어기(432)와 제2 제어기(436)에 의해 출력되어 증폭기(404)에 입력된다.

일 실시예에서, 증폭기(404)는 MRI 전력 전달 시스템(910)에서 사용된다. RF 하이브리드 커플러(930)의 출력 신호(448)를 나타내는 피드백 신호(444)도 에러 증폭기(424)에 입력된다. 일 실시예에서, 에러 증폭기(424)는 제1 샘플(420)과 피드백 신호(444)를 증폭하기 위한 대수 중간 주파(LOG IF) 증폭기들(426)을 포함한다. 에러 증폭기(424)는 제1 에러 신호(452)와 제2 에러 신호(456)를 생성한다. 제1 에러 신호(452)/제2 에러 신호(456)는, 일 실시예에서, 입력 신호(412)와 피드백 신호(444) 간의 진폭 에러를 나타낸다. 다른 일 실시예에서, 제1 에러 신호(452)/제2 에러 신호(456)는 입력 신호(412)와 피드백 신호(444) 간의 위상 에러를 나타낸다.

일 실시예에서, 안정화 모듈(900)은 세 개의 A/D 변환기(460)를 포함한다. A/D 변환기들(460)은 디지털로 표현된, 입력 신호(412)를 나타내는 제1 신호(464), 제1 에러 신호(452), 및 제2 에러 신호(456)를 프로세서(408)에 입력한다. 프로세서(408)는 신호 처리를 수행하여 D/A 변환기들(468)에 출력되는 제어 신호들을 생성한다. 일 실시예에서, 프로세서(408)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 제어 모듈(308)과 미세 교정 모듈(360)을 포함한다. 일 실시예에서, 프로세서(408)는 제2 제어 모듈(308)을 실행하여 폐루프 제어 루틴을 구현한다. 다른 일 실시예에서, 프로세서(408)와 D/A 변환기들(468)을 포함하는 디지털 제어 시스템은 아날로그 제어 시스템에 의해 전적으로 대체된다. 다른 방안으로, 디지털 제어 시스템은 아날로그 제어 시스템에 의해 부분적으로만 대체된다.

일 실시예에서, 프로세서(408)가 개루프 제어 루틴과 폐루프 제어 루틴을 구현하는 경우, 제2 제어 모듈(308)은 입력 신호(412)의 제1 특성을 수정하는 데 사 용될 수 있는 제1 신호(472), 및 입력 신호(412)의 제2 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제2 신호(476)를 생성한다. 일 실시예에서, 입력 신호(412)의 제1 특성은 입력 신호(412)의 진폭이고, 입력 신호(412)의 제2 특성은 입력 신호(412)의 위상이다.

도 7B는 MRI 전력 전달 시스템(RF 송신 체인/경로)(910)을 안정화하기 위한 안정화 모듈(900')의 다른 일 실시예를 도시한다. 일반적으로, 안정화 모듈(900')은 일차 루프에 대한 에러 증폭기(424)(도 4)에 합산되는 추가 피드백 루프 또는 이차 피드백 루프를 가산하여, MRI 전력 전달 시스템(RF 송신 체인/경로)(910)의 RF 경로에서의 손실/시프트를 보상하는 일차 루프에 "바이어스"를 야기한다. MRI 전력 전달 시스템(910)은, 증폭기(404), 다양한 길이의 RF 케이블(912), 송신/수신(T/R) 스위치(914), 모니터링 커플러(916), 및 MRI 시스템 자기 보어(920)를 포함하지만, 이러한 예로 한정되지는 않는다. 자기 보어(920)는 복수의 메인 또는 본체 RF 코일(922)을 포함한다. 일 실시예에서, 안정화 모듈(900)은, 프로세서(408), 커플러(418), 제1 및 제2 에러 증폭기(424, 424'), 제1 및 제2 제어기(432, 436), A/D 변환기들(460), D/A 변환기들(468), 레벨 및 위상 세트들, 및 픽업 코일이나 안테나(932)를 통해 자기 보어(920)의 전자기장 강도를 감지하는 RF 하이브리드 결합기(930)를 포함하지만, 이러한 예로 한정되지는 않는다. 자기 보어(920) 내에 또는 자기 보어에 가깝게 배치된 하나 내지 복수의 픽업 코일이나 안테나(932)가 존재할 수 있다는 점을 이해하기 바란다. RF 하이브리드 결합기(930) 및 자기 보어(920)에서의 연관된 픽업 코일(932)의 배치에 의해, 시스템(900')이 RF 송신 경로(910)에 있는 모든 부품들의 이득 및 위상 에러들을 실시간으로 보정할 수 있다. 이러한 에러들은, 온도, 전압 정재파비(VSWR), 환자의 크기, 기계적 움직임, 및 전기적 비선형성에 의해 야기될 수 있으며, 이들 모두는 시간 경과에 따라 RF 경로를 변경할 수 있으나, 이러한 예로 한정되지는 않는다.

도시한 예시적인 실시예에서, MRI 전력 전달 시스템(910)과 도통하는 안정화 모듈(900')은 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함한다. 소프트웨어는 프로세서(408) 상에서 실행된다.

도 4의 안정화 모듈(400)과 같이, 안정화 모듈(900')은, 외부 소스(예를 들어, 신호 생성기)로부터, 전치 증폭기(416)에서 입력 신호(412)를 수신한다. 일 실시예에서, 입력 신호(412)는 펄스화 RF 입력 신호이다. 이어서, 방향성 커플러(418)는 전치 증폭된 입력 신호(412)를 샘플링한다. 제1 샘플(420)은 에러 증폭기(424)에 입력되는 한편 제2 샘플(428)은 제1 제어기(432)와 제2 제어기(436)에 입력된다. 일 실시예에서, 제1 제어기(432)는 입력 신호(412)의 진폭을 수정하는 데 사용되는 이득 제어기이다. 다른 일 실시예에서, 제2 제어기(436)는 입력 신호(412)의 위상을 수정하는 데 사용되는 위상 시프터이다. 후술하는 바와 같이, 수정된 입력 신호(440)는 제1 제어기(432)와 제2 제어기(436)에 의해 출력되어 증폭기(404)에 입력된다.

일 실시예에서, 증폭기(404)는 MRI 전력 전달 시스템(910)에서 사용된다. 증폭기(404)의 출력 신호(448)를 나타내는 피드백 신호(444)도 에러 증폭기(424)에 입력된다. 입력 신호(420, 936), 및 RF 하이브리드 커플러(930)를 나타내는 출력 신호(934)는 제2 에러 증폭기(424')에 입력된다. 출력 신호들(452', 456')은 프로세서(408) 내의 일차 루프를 위한 에러 증폭기(424)(도 4)에서 합산된다. 일 실시예에서, 에러 증폭기들(424, 424')은 제1 샘플(420) 및 피드백 신호들(444, 934)을 각각 증폭하기 위한 대수 중간 주파(LOG IF) 증폭기들(426)을 포함한다. 에러 증폭기(424)는 제1 에러 신호(452)와 제2 에러 신호(456)를 생성한다. 제1 에러 신호(452)/제2 에러 신호(456)는, 일 실시예에서, 제1 에러 신호(452)와 제2 에러 신호(456) 간의 진폭 에러를 나타낸다. 다른 일 실시예에서, 제1 에러 신호(452)/제2 에러 신호(456)는 합산된 피드백 신호와 입력 신호(412) 간의 위상 에러를 나타낸다.

일 실시예에서, 안정화 모듈(900')은 세 개의 A/D 변환기(460)를 포함한다. A/D 변환기들(460)은 디지털로 표현된, 입력 신호(412)를 나타내는 제1 신호(464), 제2 에러 신호(452), 및 제2 에러 신호(456)를 프로세서(408)에 입력한다. 프로세서(408)는 신호 처리를 수행하여, D/A 변환기들(468)에 출력되는 제어 신호들을 생성한다. 일 실시예에서, 프로세서(408)는 도 3에 도시한 바와 같이 제2 제어 모듈(308)과 미세 교정 모듈(360)을 활용한다. 일 실시예에서, 프로세서(408)는 제2 제어 모듈(308)을 실행하여 폐루프 제어 루틴을 구현한다. 다른 일 실시예에서, A/D 변환기들(460), 프로세서(408), 및 D/A 변환기들(468)을 포함하는 디지털 제어 시스템은 아날로그 제어 시스템에 의해 전적으로 대체된다. 다른 방안으로, 디지털 제어 시스템은 아날로그 제어 시스템에 의해 부분적으로만 대체된다.

일 실시예에서,프로세서(408)가 폐루프 제어 루틴을 구현하는 경우, 제2 제 어 모듈(308)은 입력 신호(412)의 제1 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제1 신호(472), 및 입력 신호(412)의 제2 특성을 수정하는 데 사용될 수 있는 제2 신호(476)를 생성한다. 일 실시예에서, 입력 신호(412)의 제1 특성은 입력 신호(412)의 진폭이고, 입력 신호(412)의 제2 특성은 입력 신호(412)의 위상이다.

본 발명의 소정의 실시예들을 설명하였다. 그러나, 본 발명이 그러한 실시예들로 한정되지 않으며, 오히려 본 명세서에서 명확하게 설명한 바에 대한 추가 및 수정도 본 발명의 범위 내에 포함된다는 점에 주목한다. 또한, 본 명세서에서 설명한 다양한 실시예들의 특징들은 상호 배타적이지 않으며, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 조합과 순열이 본 명세서에 명확하게 기재되어 있지 않더라도 이러한 다양한 조합과 순열로 존재할 수 있다는 점에 이해하기 바란다. 실제로, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 본 명세서에서 설명한 바에 대한 변동, 수정, 및 기타 구현은 당업자에게 자명하다. 이처럼, 본 발명을 선행하는 예시적인 설명으로만 규정해서는 안된다.

Claims (25)

1. MRI 전력 전달 시스템을 안정화하기 위한 방법으로서,

   (a) 상기 MRI 전력 전달 시스템의 적어도 하나의 피드백 신호를 분석하기 위한 폐루프 제어 루틴을 포함하는 안정화 모듈을 제공하는 단계와,

   (b) 상기 폐루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하는 단계와,

   (c) 수정된 상기 입력 신호를 상기 MRI 전력 전달 시스템에 제공하는 단계를 포함하는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 MRI 전력 전달 시스템은, 적어도, 증폭기, 소정의 길이의 RF 케이블(length RF cable), 송신/수신(T/R) 스위치, 모니터링 커플러, 및 MRI 시스템 자기 보어(bore)를 포함하는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 MRI 시스템 자기 보어는 적어도 하나의 RF 코일을 포함하는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
4. 제2 항에 있어서,

   상기 증폭기는 펄스화 무선 주파수 증폭기를 포함하는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
5. 제2 항에 있어서,

   상기 폐루프 제어 루틴을 이용하기 위한 기준을 수정하는 단계를 더 포함하는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 기준은, 상기 MRI 시스템 자기 보어에 제공되는 상기 수정된 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 수정되는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
7. 제1 항에 있어서,

   상기 폐루프 제어 루틴의 일부는 소프트웨어에 의해 구현되는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
8. 제1 항에 있어서,

   상기 폐루프 제어 루틴은 두 개의 피드백 신호를 포함하는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
9. 제8 항에 있어서,

   하나의 피드백 신호는 상기 증폭기에서 생성되고, 나머지 하나의 피드백 신호는 상기 MRI 시스템 자기 보어에서 생성되는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
10. 제1 항에 있어서,

    상기 특성은, 적어도, 온도, 전압 정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR), 환자의 크기, 기계적 움직임, 및 전기적 비선형성에 의해 야기되는 에러를 포함하는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 방법.
11. MRI 전력 전달 시스템을 안정화하기 위한 안정화 모듈로서,

    상기 MRI 전력 전달 시스템의 적어도 하나의 피드백 신호를 분석하기 위한 폐루프 제어 루틴을 포함하는 안정화 모듈을 포함하고,

    상기 안정화 모듈은, 상기 폐루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하고, 수정된 상기 입력 신호를 상기 MRI 전력 전달 시스템에 제공하는, MRI 전력 전달 시스템의 안정화 모듈.
12. 제11 항에 있어서,

    상기 MRI 전력 전달 시스템은, 적어도, 증폭기, 소정의 길이의 RF 케이블, 송신/수신(T/R) 스위치, 모니터링 커플러, 및 MRI 시스템 자기 보어를 포함하는, 시스템.
13. 제12 항에 있어서,

    상기 MRI 시스템 자기 보어는 적어도 하나의 RF 코일을 포함하는, 시스템.
14. 제12 항에 있어서,

    상기 증폭기는 펄스화 무선 주파수 증폭기를 포함하는, 시스템.
15. 제12 항에 있어서,

    상기 폐루프 제어 루틴을 이용하기 위한 기준을 수정하는 단계를 더 포함하는, 시스템.
16. 제15 항에 있어서,

    상기 기준은, 상기 MRI 시스템 자기 보어에 제공되는 상기 수정된 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 수정되는, 시스템.
17. 제11 항에 있어서,

    상기 폐루프 제어 루틴의 일부는 소프트웨어에 의해 구현되는, 시스템.
18. 제11 항에 있어서,

    상기 폐루프 제어 루틴은 두 개의 피드백 신호를 포함하는, 시스템.
19. 제18 항에 있어서,

    하나의 피드백 신호는 상기 증폭기에서 생성되고, 나머지 하나의 피드백 신호는 상기 MRI 시스템 자기 보어에서 생성되는, 시스템.
20. 제11 항에 있어서,

    상기 특성은, 적어도, 온도, 전압 정재파비(VSWR), 환자의 크기, 기계적 움직임, 및 전기적 비선형성에 의해 야기되는 에러를 포함하는, 시스템.
21. 정보 캐리어(information carrier)에서 구현되는 유형의 컴퓨터 프로그램 제품으로서,

    데이터 처리 장치로 하여금, 적어도 하나의 피드백 신호를 분석하기 위한 폐루프 제어 루틴을 포함하는 안정화 모듈을 이용하여 입력 신호를 수신하고, 상기 폐루프 제어 루틴을 이용하여 상기 입력 신호의 특성을 수정하고, 수정된 상기 입력 신호를 MRI 전력 전달 시스템에 제공하도록 동작가능한 명령어를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
22. MRI 장치용 전력 전달 시스템으로서,

    MRI 전력 전달 시스템과,

    상기 MRI 전력 전달 시스템의 적어도 하나의 피드백 신호를 분석하기 위한 폐루프 제어 루틴을 포함하는 안정화 모듈을 포함하고,

    상기 안정화 모듈은, 상기 폐루프 제어 루틴을 이용하여 입력 신호의 적어도 하나의 특성을 수정하고, 수정된 상기 입력 신호를 상기 MRI 전력 전달 시스템에 제공하는, MRI 장치용 전력 전달 시스템.
23. 제22 항에 있어서,

    상기 MRI 전력 전달 시스템은, 적어도, 증폭기, 소정의 길이의 RF 케이블, 송신/수신(T/R) 스위치, 모니터링 커플러, 및 MRI 시스템 자기 보어를 포함하는, MRI 장치용 전력 전달 시스템.
24. 제22 항에 있어서,

    상기 안정화 모듈은, 적어도, 프로세서, 커플러, 적어도 하나의 에러 증폭기, 복수의 제어기, 복수의 A/D 변환기, 복수의 D/A 변환기, 레벨 세트, 위상 세트, 및 RF 하이브리드 결합기를 포함하는, MRI 장치용 전력 전달 시스템.
25. 제24 항에 있어서,

    상기 RF 하이브리드 결합기는 픽업 코일이나 안테나를 통해 상기 MRI 시스템 자기 보어에서의 전자기장 강도를 감지하는, MRI 장치용 전력 전달 시스템.

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