一種射頻發射線圈諧振點的檢測系統的制作方法

本實用新型涉及核磁共振技術領域，特別涉及一種射頻發射線圈諧振點的檢測系統。

背景技術：

核磁共振的射頻發射線圈在與對應磁體頻率進行檢測時，其諧振點（諧振頻率）的調試與檢測，一般都是使用網絡分析儀查看回波損耗和阻抗，來判斷諧振點。但是網絡分析儀價格昂貴，攜帶不方便，長期搬運容易損壞。

因而現有技術還有待改進和提高。

技術實現要素：

鑒于上述現有技術的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種射頻發射線圈諧振點的檢測系統，旨在降低諧振點的檢測的成本。

為了達到上述目的，本實用新型采取了以下技術方案：

一種射頻發射線圈諧振點的檢測系統，包括：

用于將頻率可調的測試信號通過阻抗匹配模塊輸出給射頻發射線圈的檢測控制模塊；

用于對內置的匹配電阻與所述射頻發射線圈進行阻抗匹配，并將所述射頻發射線圈因阻抗不匹配產生的反射信號輸出的阻抗匹配模塊；

所述檢測控制模塊通過阻抗匹配模塊連接所述射頻發射線圈。

所述的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，所述檢測系統還包括用于顯示所述反射信號的波形的顯示模塊，所述顯示模塊與所述阻抗匹配模塊的輸出端連接。

所述的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，所述檢測系統還包括：用于計算所述反射信號與測試信號的功率比，在所述功率比小于1：10時，判斷所述測試信號的頻率為射頻發射線圈的諧振頻率的判斷模塊；所述判斷模塊與所述阻抗匹配模塊的輸出端連接。

所述的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，所述阻抗匹配模塊包括巴倫線圈、匹配電阻和用于將所述反射信號進行放大的信號放大單元；所述巴倫線圈的輸入端連接檢測控制模塊，所述巴倫線圈的輸出端連接信號放大單元，所述巴倫線圈的第一平衡端連接射頻發射線圈，所述巴倫線圈的第二平衡端連接匹配電阻。

所述的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，所述巴倫線圈包括第一共模電感和與所述第一共模電感串聯的第二共模電感，所述第一共模電感包括第一電感和第二電感，所述第二共模電感包括第三電感和第四電感；所述第一電感的一端為巴倫線圈的輸入端，連接檢測控制模塊；所述第一電感的另一端為巴倫線圈的第一平衡端，連接射頻發射線圈和第三電感的一端；所述第二電感的一端接地，所述第二電感的另一端為巴倫線圈的第二平衡端、連接第四電感的一端并通過匹配電阻接地；所述第三電感的另一端為巴倫線圈的輸出端，連接第四電感的另一端和信號放大單元。

所述的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，所述檢測系統還包括用于通過檢測控制模塊來改變所述測試信號的頻率的數字編碼開關，所述數字編碼開關與所述檢測控制模塊連接。

所述的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，所述測試信號為正弦波信號。

所述的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，所述檢測控制模塊包括：

用于根據所述數字編碼開關輸出的信號，控制正弦信號發生器產生的正弦波信號的頻率的頻率控制單元；

用于產生正弦波信號的正弦信號發生器；

用于為正弦信號發生器輸出的正弦波信號進行濾波的七階帶通濾波器；

所述頻率控制單元的輸入端連接數字編碼開關，所述頻率控制單元的輸出端通過正弦信號發生器連接七階帶通濾波器的輸入端，所述七階帶通濾波器的輸出端連接所述阻抗匹配模塊。

相較于現有技術，本實用新型提供的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，所述檢測系統包括檢測控制模塊和阻抗匹配模塊。本實用新型通過檢測控制模塊將頻率可調的測試信號通過阻抗匹配模塊輸出給射頻發射線圈；由阻抗匹配模塊對內置的匹配電阻與所述射頻發射線圈進行阻抗匹配，并將所述射頻發射線圈因阻抗不匹配產生的反射信號輸出。由此，根據測試信號的頻率和反射信號的大小判斷當前測試信號的頻率是否為射頻發射線圈的諧振頻率，只需連續調整測試信號的頻率即可找到射頻發射線圈的諧振點，非常簡單快捷，無需使用網絡分析儀，降低了諧振點的檢測的成本。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的射頻發射線圈諧振點的檢測系統的結構框圖。

圖2為本實用新型提供的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，頻率控制單元的電路圖。

圖3為本實用新型提供的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，阻抗匹配模塊的電路圖。

圖4為本實用新型提供的射頻發射線圈諧振點的檢測系統中，正弦信號發生器和七階帶通濾波器的電路圖。

圖5為本實用新型提供的射頻發射線圈諧振點的檢測方法的流程圖。

具體實施方式

本實用新型提供一種射頻發射線圈諧振點的檢測系統。為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

請參閱圖1，本實用新型提供的射頻發射線圈諧振點的檢測系統，包括檢測控制模塊20和阻抗匹配模塊30。所述檢測控制模塊20通過阻抗匹配模塊30連接所述射頻發射線圈40。

所述檢測控制模塊20，用于將頻率可調的測試信號通過阻抗匹配模塊30輸出給射頻發射線圈40。本實施例中，所述測試信號為正弦波信號。當然，在其他實施例中，也可以是余弦波信號。

所述阻抗匹配模塊30，用于對內置的匹配電阻320與所述射頻發射線圈40進行阻抗匹配，并將所述射頻發射線圈40因阻抗不匹配產生的反射信號輸出。

由于射頻發射線圈40在諧振頻率下，所有的輸入信號，最終都全部經過射頻發射線圈發射40出去，其反射信號最小。因此，結合本實用新型，只需根據測試信號的頻率和反射信號的大小即可判斷當前測試信號的頻率是否為射頻發射線圈的諧振頻率，換而言之，只需連續調整測試信號的頻率即可找到射頻發射線圈的諧振點，實現諧振點的檢測，過程非常簡單快捷，無需使用網絡分析儀，降低了諧振點的檢測的成本。

在本實施例中，所述檢測系統還包括與所述阻抗匹配模塊30的輸出端連接的顯示模塊50，所述顯示模塊50用于顯示所述反射信號的波形。即操作人員在顯示模塊50上看到反射信號的波形，可直觀的判斷當前測試信號的頻率是否為射頻發射線圈的諧振點，非常快捷方便。優選的，所述顯示模塊50為示波器。

在另一實施例中，所述檢測系統還包括判斷模塊（圖中未示出），所述判斷模塊連接所述阻抗匹配模塊30的輸出端。所述判斷模塊用于計算所述反射信號與測試信號的功率比，在所述功率比小于1：10時，判斷（認為）所述測試信號的頻率為射頻發射線圈的諧振頻率，并將判斷結果輸出。進一步的，所述判斷模塊還用于在所述功率比小于1：10時，將所述反射信號最弱時對應的測試信號頻率作為射頻發射線圈的諧振頻率輸出。

進一步的，所述檢測系統還包括與所述檢測控制模塊20連接的數字編碼開關10，所述數字編碼開關10用于通過檢測控制模塊20來改變所述測試信號的頻率。優選的，所述數字編碼開關10為旋轉編碼開關。本實用新型通過輸入正弦波信號，模擬射頻發射線圈在工作時候的狀態，并通過所述數字編碼開關來控制調頻，并觀測反射信號的變化，當發射信號處于最小時，即檢測到射頻發射線圈當前的諧振點。本實用新型具備低成本、體積小、反應迅速等特點；能夠直觀并動態的觀測在某一設定頻率下，射頻發射線圈不匹配時的反射信號的波形。

所述檢測控制模塊20包括：電源濾波電路（圖中未示出），頻率控制單元210，正弦信號發生器220和七階帶通濾波器230。所述頻率控制單元210的輸入端連接數字編碼開關10，所述頻率控制單元210的輸出端通過正弦信號發生器220連接七階帶通濾波器230的輸入端，所述七階帶通濾波器230的輸出端連接所述阻抗匹配模塊30。

所述電源濾波電路用于對電源進行濾波并為所述檢測系統供電。

所述頻率控制單元210，用于根據所述數字編碼開關10輸出的信號，控制正弦信號發生器220產生的正弦波信號的頻率。

所述正弦信號發生器220，用于產生正弦波信號。

所述七階帶通濾波器230，用于為正弦信號發生器220輸出的正弦波信號進行濾波。

請參閱圖2，所述頻率控制單元210包括第一電阻組211、第二電阻組212、第一芯片U1、第一開關K1、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第一電阻R1和第一晶體振蕩器Y1。外部供電端VCC（5V直流電）連接第一芯片U1的VCC端；外部供電端VCC通過第一電阻組211連接第一芯片U1的P1.0端、P1.1端、P1.2端、P1.3端、P1.4端、P1.5端、P1.6端和P1.7端，所述第一電阻組211中的電阻為上拉電阻，用于拉高電平，提高第一芯片U1的驅動能力。同樣的，外部供電端VCC通過第二電阻組212連接第一芯片U1的P0.0端、P0.1端、P0.2端、P0.3端、P0.4端、P0.5端、P0.6端和P0.7端，所述第二電阻組212中的電阻為上拉電阻，用于拉高電平，提高第一芯片U1的驅動能力。所述第一芯片U1的P3.5/T1端和P3.6/WR端連接所述數字編碼開關10。

所述第一開關K1、第一電容C1和第一電阻R1組成了第一芯片U1的復位電路，用于第一芯片U1的上電自動復位，第一開關K1實現手動復位。具體的，所述第一電容C1的一端連接外部供電端VCC和第一開關K1的一端；所述第一電容C1的另一端連接第一芯片U1的RST端和第一開關K1的另一端，還通過第一電阻R1接地。所述第一開關K1優選為按鈕開關。

所述第一晶體振蕩器Y1、第二電容C2和第三電容C3組成了第一芯片U1的時鐘產生電路，為第一芯片U1提供時鐘信號。所述第一芯片U1的XTAL2端連接第一晶體振蕩器Y1的一端和第二電容C2的一端；所述第一芯片U1的XTAL1端連接第一晶體振蕩器Y1的另一端和第三電容C3的一端；所述第二電容C2的另一端和第三電容C3的另一端均接地。所述第一晶體振蕩器Y1為11.0582MHz，第二電容C2和第三電容C3為諧振電容，電容值為33PF。

優選的，所述第一芯片U1為ATM98S51單片機，其內置有0-70MHz信號輸出的單片機控制程序，用于控制輸出和輸入；通過檢測數字編碼開關在旋動時產生的中斷來計數，并最終實現頻率的加減。

所述檢測控制模塊20還包括頻率顯示單元（圖中未示出），所述頻率顯示單元用于實時顯示正弦信號發生器220中的正弦波信號的頻率。便于操作人員及時獲取正弦波信號的頻率。優選的，所述頻率顯示單元包括液晶顯示屏和用于控制液晶顯示屏亮度的可變電阻。

請參閱圖3，所述阻抗匹配模塊30包括巴倫線圈310、匹配電阻320和用于將所述反射信號進行放大的信號放大單元330；所述巴倫線圈310的輸入端連接檢測控制模塊20，所述巴倫線圈310的輸出端連接信號放大單元330，所述巴倫線圈310的第一平衡端a連接射頻發射線圈40，所述巴倫線圈310的第二平衡端b連接匹配電阻320。

所述巴倫線圈310包括第一共模電感和與所述第一共模電感串聯的第二共模電感，所述第一共模電感包括第一電感L1和第二電感L2，所述第二共模電感包括第三電感L3和第四電感L4；所述第一電感L1的一端為巴倫線圈的輸入端，連接檢測控制模塊20；所述第一電感L1的另一端為巴倫線圈的第一平衡端a，連接射頻發射線圈40和第三電感L3的一端；所述第二電感L2的一端接地，所述第二電感L2的另一端為巴倫線圈的第二平衡端b、連接第四電感L4的一端并通過匹配電阻320接地；所述第三電感L3的另一端為巴倫線圈310的輸出端，連接第四電感L4的另一端和信號放大單元330。所述巴倫線圈，用于信號的傳輸平衡檢測，所述匹配電阻320，用于與發射線圈作阻抗平衡匹配的作用，其阻值優選為50歐姆。

所述信號放大單元330包括第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5和第一三極管Q1；所述第四電容C4的一端為所述信號放大單元330的輸入端，連接巴倫線圈310的輸出端；所述第四電容C4的另一端連接第二電阻R2的一端、第三電阻R3的一端和第一三極管Q1的基極，所述第三電阻R3的另一端接地；所述第二電阻R2的另一端連接電源端VDD和第四電阻R4的一端，所述第四電阻R4的另一端連接第一三極管Q1的集電極和第五電容C5的一端，所述第五電容C5的另一端為信號放大單元330的輸出端、連接示波器。所述第一三級管Q1的發射極通過第五電阻R5、第六電容C6、第七電容C7接地。所述電源端VDD為12V。第一三極管Q1與電阻R2、R3、R4、R5及電容C6、C7組成放大電路；第四電容C4和第五電容C5為信號的耦合電容。

請參閱圖4，所述正弦信號發生器220包括第二芯片U2、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、可調電阻R和第二晶體振蕩器Y2。

VCC端提供5V直流電為第二芯片U2供電。所述第二芯片U2優選為AD9851芯片。所述第二晶體振蕩器Y2為30MHz的有源晶振，內部六倍頻后，最高輸出頻率可達180MHZ，最大不失真信號為70MHZ。電阻R6、R7、R8、R9為第二芯片U2的外圍匹配電阻；電阻R10、R11為時鐘信號的傳輸線路匹配電阻，電阻R12為晶振Y2的電源限流電阻。電阻R13、R14為第二芯片U2復位接口的下拉電阻；可調電阻R12的作用為調整正弦波的占空比。

所述七階帶通濾波器230包括第十五電阻R15、第十六電阻R16、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第十一電容C11、第五電感L5、第六電感L6和第七電感L7。電阻R15、R16為七階帶通濾波器的匹配電阻；電感L5、L6、L7與電容C8、C9、C10、C11組成π型七階帶通濾波網絡，為第二芯片U2輸出的0-70MHz正弦波信號進行濾波。

綜上所述，本實用新型由ATM98S51單片機控制AD9851芯片及外圍電路，產生正玄波信號，再通過帶50歐姆匹配電阻的巴倫線圈進行阻抗匹配，利用負載在制定頻率下的阻抗不匹配而產生信號反射的原理，將反射信號進行放大后輸出到示波器進行顯示。從而實現射頻發射線圈諧振點的檢測，同時可以實時的觀測諧振點的偏移情況，可簡單快捷的找到射頻發射線圈的諧振點，無需使用網絡分析儀，降低了諧振點的檢測的成本。

基于上述實施例提供的射頻發射線圈諧振點的檢測系統，本實用新型還提供一種射頻發射線圈諧振點的檢測方法，請參閱圖5，所述方法包括如下步驟：

S10、檢測控制模塊將頻率可調的測試信號通過阻抗匹配模塊輸出給射頻發射線圈。所述測試信號為正弦波信號。所述步驟S10具體包括：

正弦信號發生器產生正弦波信號；

數字編碼開關通過檢測控制模塊來改變所述正弦波信號的頻率；

頻率控制單元根據所述數字編碼開關輸出的信號，控制正弦信號發生器產生的正弦波信號的頻率；

七階帶通濾波器，用于為正弦信號發生器輸出的正弦波信號進行濾波。

S20、阻抗匹配模塊對內置的匹配電阻與所述射頻發射線圈進行阻抗匹配，并將所述射頻發射線圈因阻抗不匹配產生的反射信號輸出，具體輸出給顯示模塊和/或判斷模塊。所述顯示模塊顯示所述反射信號的波形。所述判斷模塊計算所述反射信號與測試信號的功率比，在所述功率比小于1：10時，判斷所述測試信號的頻率為射頻發射線圈的諧振頻率。

由于所述射頻發射線圈諧振點的檢測方法的特點和原理在上述系統實施例中已詳細闡述，在此不再贅述。

可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，如以振蕩電路（振蕩電流）的滅弧原理為核心，對電路、外觀的改進，以增強滅弧能力等，而所有這些改變或替換都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。