專利名稱：直接數字合成器、用于發送和檢測的直接數字合成器和mri設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種直接數字合成器、用于發送和檢測的直接數字合成器和MRI(核磁共振成像)設備，并且更具體地，涉及用于以比相位數據更高的時鐘頻率輸出幅度數據的直接數字合成器、用于發送和檢測的直接數字合成器和MRI設備。
背景技術：
直接數字合成器包含用于輸出相位數據的相位累加器和用于依照所提出的相位數據(例如，參考專利文檔1)輸出幅度數據的波形LUT(查詢表)。
JP-A2002-280838( ， )例如，在某些例子中，由于相位數據發送中的原因，需要降低相位數據的時鐘頻率，并且由于處理幅度數據中的原因而需要以比相位數據更高的時鐘頻率來輸出幅度數據。但是，相關領域的直接數字合成器伴隨有如下問題，相位數據的時鐘頻率與幅度數據的時鐘頻率相匹配，并且幅度數據不能以較相位數據更高的時鐘頻率被輸出。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種直接數字合成器、用于發送和檢測的直接數字合成器和MRI設備，用于以比相位數據高的時鐘頻率來輸出幅度數據。
依照第一個方面，本發明提供的直接數字合成器包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的相位累加器，用于通過對相位數據(P1)執行內插處理而輸出具有時鐘頻率f3(＞f1)相位數據(P3)的內插裝置，用于依照從內插裝置輸出的相位數據(P3)輸出幅度數據(S)的波形LUT。
在依照第一個方面的直接數字合成器中，相位累加器輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)，內插裝置完成對相位數據(P1)的內插處理，以便將相位數據(P1)轉化為具有時鐘頻率f3(＞f1)的相位數據(P3)，隨后將具有時鐘頻率f3的相位數據(P3)輸入到波形LUT中。從而幅度數據(S)可以以高于相位數據的時鐘頻率f1的時鐘頻率f3輸出。
依照第二個方面，本發明提供依照第一個方面的直接數字合成器中解釋的直接數字合成器，特點在于提供相位累加器的第一個空間是與提供內插裝置和波形LUT的第二空間在空間上分離的。
在依照第二個方面的直接數字合成器中，相位數據(P1)被從第一個空間發送到第二個空間，但是，由于相位數據(P1)的時鐘頻率f1可以被降低到幅度數據(S)的時鐘頻率f3以下，可以提高在相位數據(P1)的發送中的可靠性。
依照第三個方面，本發明提供一種直接數字合成器，其特點是包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的相位累加器；通過對相位數據(P1)進行削減處理而輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置，此削減裝置還輸出為了補償在削減過程中消失的相位信息的附加數據(A)；用于通過根據從削減裝置輸出的相位數據(P2)和附加數據(A)執行內插處理而輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置；和用于按照從內插裝置輸出的相位數據(P3)輸出幅度數據(S)的波形LUT。
在依照第三個方面的直接數字合成器中，相位累加器輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)，但是，削減裝置將相位數據(P1)轉換為具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)，然后發送上述相位數據(P2)。已接收到相位數據(P2)的內插裝置，通過對相位數據(P2)實施內插處理，將上述數據轉換為具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)，并且隨后將具有時鐘頻率f3的相位數據(P3)輸入給波形LUT。因此，可以以高于所發送的相位數據(P2)的時鐘頻率f2的時鐘頻率f3輸出幅度數據(S)。
由于在削減處理中丟失的一部分相位信息而產生的鋸齒，可以利用附加數據(A)來消除。
依照第四個方面，本發明提供直接數字合成器，在依照第三個方面提供的直接數字合成器中，特點在于提供相位累加器和削減裝置的第一個空間是與提供內插裝置和波形LUT的第二個空間在空間上分離的。
在依照第四個方面的直接數字合成器中，相位數據(P2)被從第一個空間發送到第二個空間，但是，由于相位數據(P2)的時鐘頻率f2可以被降低到幅度數據(S)的時鐘頻率f3以下，可以提高相位數據(P2)的發送可靠性。
依照第五個方面，本發明提供的用于發送和檢測的直接數字合成器的特點在于包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的相位累加器；用于輸出依照相位數據(P1)的發送信號幅度數據(T)的發送波形LUT；通過對相位數據(P1)實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2的相位數據(P2)的削減裝置，并且削減裝置還輸出對在削減處理中消失的相位信息進行補償的附加數據(A)；通過根據從削減裝置輸出的相位數據(P2)和附加數據(A)實施內插處理，來輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置；和用于根據從內插裝置輸出的相位數據(P3)輸出檢測信號幅度數據(S)的檢測波形LUT。
在依照以上所解釋的第五個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，發送相位累加器輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)，相位數據(P1)與發送信號幅度數據(T)的時鐘頻率相互匹配，但是，削減裝置將相位數據(P1)轉換為時鐘頻率為f2(＜f1)的相位數據(P2)，并且隨后發送上述的相位數據(P2)，已接收到相位數據(P2)的內插裝置通過對相位數據(P2)實施內插處理，將上述相位數據轉換為具有與檢測信號幅度數據(S)的時鐘頻率相互匹配的時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)，并且隨后將具有時鐘頻率f3的相位數據(P3)輸入給檢測波形LUT。因此，檢測信號幅度數據(S)可以以高于所發送的相位數據(P2)的時鐘頻率f2的時鐘頻率f3被輸出。
由于在削減處理中丟失一部分相位信息而產生的鋸齒，可以利用附加數據(A)來消除。
依照第六個方面，本發明依照第五方面提供的用于發送和檢測的直接數字合成器的特點在于，提供發送相位累加器、發送波形LUT和削減裝置的第一個空間是與提供內插裝置和檢測波形LUT的第二個空間在空間上分離的。
在依照第六個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，相位數據(P2)被從第一個空間發送到第二個空間，但是，由于相位數據(P2)的時鐘頻率f2可以被降低到幅度數據(S)的時鐘頻率f3以下，可以提高相位數據(P2)發送可靠性。
例如，在MRI設備中，第一個空間是發送單元，而第二個空間是接收單元。
依照第七個方面，本發明提供用于發送和檢測的直接數字合成器，在依照第五個或者第六個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，其特點在于時鐘頻率f1是40MHz，具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)是12比特，發送信號幅度數據(T)是14比特，時鐘頻率f2是10MHz，具有時鐘頻率f2的相位數據(P2)是12比特，附加數據(A)是2比特，時鐘頻率f3是80MHz，具有時鐘頻率f3的相位數據(P3)是12比特，檢測信號幅度數據(S)是14比特。
依照第七個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器適合于MRI設備。
依照第八個方面，本發明提供用于發送和檢測的直接數字合成器，其特點在于包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的發送相位累加器；用于根據相位數據(P1)輸出發送信號幅度數據(T)的發送波形LUT；用于輸出具有時鐘頻率f1的差分相位數據(Δ1)的差分相位累加器；通過將相位數據(P1)與差分相位數據(Δ1)進行相加，輸出具有時鐘頻率f1的輸出相位數據(P1′)的加法裝置；通過對從加法裝置輸出的相位數據(P1′)實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置，此削減裝置還輸出對在削減處理中消失的相位信息進行補償的附加數據(A)；通過根據從削減裝置輸出的相位數據(P2)和附加數據(A)實施內插處理，輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)相位數據(P3)的內插裝置；和根據從內插裝置輸出的相位數據(P3)輸出檢測信號幅度數據的檢測波形LUT。
在依照第八個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，發送相位累加器輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)，相位數據(P1)與發送信號幅度數據(T)的時鐘頻率相互匹配，但是，削減裝置將相位數據(P1)轉換為時鐘頻率為f2(＜f1)的相位數據(P2)，并且發送上述相位數據(P2)。已接收到上述相位數據(P2)的內插裝置，通過對相位數據(P2)實施內插處理將相位數據(P2)轉換為具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)，此時鐘頻率f3與檢測信號幅度數據(S)的時鐘頻率相互匹配，并且將具有時鐘頻率f3的相位數據(P3)輸入給檢測波形LUT。因此，檢測信號幅度數據(S)可以以高于所發送的相位數據(P2)的時鐘頻率f2的時鐘頻率f3被輸出。
由于在削減處理中丟失一部分相位信息而產生的鋸齒，可以利用附加數據(A)來消除。
此外，發送信號的頻率(不等于時鐘頻率f1)和檢測信號的頻率(不等于時鐘頻率f3)可以通過差分相位累加器來變化。
依照第九個方面，本發明提供用于發送和檢測的直接數字合成器，在依照第八個方面的直接數字合成器中，其特點在于，提供發送相位累加器、發送波形LUT、差分相位累加器和削減裝置的第一個空間與提供內插裝置和檢測波形LUT的第二個空間是在空間上分離的。
在上述的依照第九個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，相位數據(P2)被從第一個空間發送到第二個空間，但是，由于相位數據(P2)的時鐘頻率f2可以被降低到幅度數據(S)的時鐘頻率f3以下，可以提高相位數據(P2)的發送可靠性。
例如，在MRI設備中，第一個空間是發送單元，并且第二個空間是接收單元。
依照第十個方面，本發明提供用于發送和檢測的直接數字合成器，在依照第九個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，其特點在于時鐘頻率f1是40MHz，具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)是12比特，發送信號幅度數據(T)是14比特，差分相位數據(Δ1)是12比特，從加法裝置輸出的相位數據(P1′)是12比特，時鐘頻率f2是10MHz，具有時鐘頻率f2的相位數據(P2)是12比特，附加數據(A)是2比特，時鐘頻率f3是80MHz，具有時鐘頻率f3的相位數據(P3)是12比特，檢測信號幅度數據(S)是14比特。
依照第十個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器適合于MRI設備。
依照第十一個方面，本發明提供的直接數字合成器的特點在于包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的相位累加器；用于輸出相位數據(P1)的差分數據(V1)的差分輸出裝置；用于從差分數據(V1)恢復和輸出相位數據(P1)的絕對值輸出裝置；通過對從絕對值輸出裝置輸出的相位數據(P1)實施內插處理，而輸出具有時鐘頻率f3(＞f1)的相位數據(P3)的內插裝置；用于根據從內插裝置輸出的相位數據(P3)而輸出幅度數據(S)的波形LUT。
當相位數據(P1)被發送時，對于每一個周期(時鐘頻率f1的1/f1)，信號在發送線中發生變化。這樣的變化在某些情況下轉換為噪聲。
因此，在如上所述的依照第十一方面的直接數字合成器中，相位數據(P1)不被發送，而相位數據(P1)的差分數據(V1)被發送。當對于每個周期(時鐘頻率f1的1/f1)，相位數據(P1)的差分是常數，因為信號在發送線內不變化，因此將不產生噪聲。
依照第十二個方面，本發明提供直接數字合成器，在依照第十一個方面的直接數字合成器中，特點在于相位累加器和差分輸出裝置所在的第一個空間與絕對值輸出裝置、內插裝置和波形LUT所在的第二個空間在空間上是分離的。
在依照如上所解釋的第十二個方面的直接數字合成器中，當差分數據(V1)被從第一個空間發送到第二個空間并且相位數據(P1)的差分是常數時，因為信號在發送線內不變化，因此將不產生噪聲。
依照第十三個方面，本發明提供的直接數字合成器的特點在于包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的相位累加器；通過對相位數據(P1)實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置，并且還輸出用于對在削減處理中消失的相位信息進行補償的附加數據(A)；用于輸出相位數據(P2)的差分數據(V2)的差分輸出裝置；用于從差分數據(V2)恢復和輸出相位數據(P2)的絕對值輸出裝置；根據從絕對值輸出裝置輸出的相位數據(P2)和附加數據(A)，通過實施內插處理而輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置；和用于依照從內插裝置輸出的相位數據(P3)而輸出幅度數據(S)的波形LUT。
當相位數據(P2)被發送時，由于對于每個周期(時鐘頻率f2的1/f2)，信號在發送線中發生變化，這樣的變化在某些場合下顯現為噪聲。
因此，在如上所述的依照第十三方面的直接數字合成器中，相位數據(P2)不被發送，而相位數據(P2)的差分數據(V2)被發送。當對于每個周期(時鐘頻率f2的1/f2)相位數據(P2)的差分是常數時，因為信號在發送線內不變化，因此將不產生噪聲。
依照第十四個方面，本發明提供直接數字合成器，在依照第十三個方面的直接數字合成器中，特點在于相位累加器、削減裝置和差分輸出裝置所在的第一個空間與絕對值輸出裝置、內插裝置和波形LUT所在的第二個空間是在空間上分離的。
在依照如上所解釋的第十四個方面的直接數字合成器中，當差分數據(V2)被從第一個空間發送到第二個空間并且相位數據(P2)的差分是常數時，因為信號在發送線內不變化，因此將不產生噪聲。
依照第十五個方面，本發明提供的用于發送和檢測的直接數字合成器特點在于包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的發送相位累加器；用于依照相位數據(P1)而輸出發送信號幅度數據(T)的發送波形LUT；通過對相位數據(P1)實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置，并且還輸出用于對在削減處理中消失的相位信息進行補償的附加數據(A)；用于輸出相位數據(P2)的差分數據(V2)的差分輸出裝置；用于從差分數據(V2)恢復和輸出相位數據(P2)的絕對值輸出裝置；根據從絕對值輸出裝置輸出的相位數據(P2)和附加數據(A)，通過實施內插處理而輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置；和依照從內插裝置輸出的相位數據(P3)輸出檢測信號幅度數據(S)的檢測波形LUT。
當相位數據(P2)被發送時，對于時鐘頻率f2的1/f2的每個周期，信號在發送線中發生變化。這樣的變化在某些場合下將表現為噪聲。
因此，在如上所解釋的依照第十五方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，相位數據(P2)不被發送，而相位數據(P2)的差分數據(V2)被發送。當對于每個時鐘頻率f2的1/f2的周期，相位數據(P2)的差分是常數，因為信號在發送線內不變化，因此將不產生噪聲。
依照第十六個方面，本發明提供用于發送和檢測的直接數字合成器，在依照第十五個方面的直接數字合成器中，特點在于發送相位累加器、發送波形LUT，削減裝置和差分輸出裝置所在的第一個空間與絕對值輸出裝置、內插裝置和檢測波形LUT所在的第二個空間是在空間上分離的。
在依照第十六個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，當差分數據(V2)被從第一個空間發送到第二個空間并且相位數據(P2)的差分是常數時，因為信號在發送線內不變化，將不產生噪聲。
依照第十七個方面，本發明提供用于發送和檢測的直接數字合成器，在依照第十五或十六個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，特點在于時鐘頻率f1是40MHz，具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)是12比特，發送信號幅度數據(T)是14比特，時鐘頻率f2是10MHz，具有時鐘頻率f2的相位數據(P2)是12比特，附加數據(A)是2比特，時鐘頻率f3是80MHz，具有時鐘頻率f3的相位數據(P3)是12比特，檢測信號幅度數據(S)是14比特。
依照第十七個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器適合于MRI設備。
依照第十八個方面，本發明提供的用于發送和檢測的直接數字合成器的特點在于包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的發送相位累加器；用于依照相位數據(P1)輸出發送信號幅度數據(T)的發送波形LUT；用于輸出具有時鐘頻率f1的差分相位數據(Δ1)的差分相位累加器；通過將相位數據(P1)與差分相位數據(Δ1)進行相加，輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1′)的加法裝置；通過對從加法裝置輸出的相位數據(P1′)實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的輸出相位數據(P2)的削減裝置，此削減裝置還輸出對在削減處理中消失的相位信息進行補償的附加數據(A)；用于輸出相位數據(P2)的差分數據(V2)的差分輸出裝置；用于從差分數據(V2)恢復和輸出相位數據(P2)的絕對值輸出裝置；通過根據從絕對值輸出裝置輸出的相位數據(P2)和附加數據(A)實施內插處理，而輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置；和依照從內插裝置輸出的相位數據(P3)輸出檢測信號幅度數據(S)的檢測波形LUT。當相位數據(P2)被發送時，由于對于每個周期(時鐘頻率f2的1/f2)信號在發送線中發生變化，這樣的變化在某些場合下將表現為噪聲。
因此，在依照第十八方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，相位數據(P2)不被發送，而相位數據(P2)的差分數據(V2)被發送。當對于每個周期(時鐘頻率f2的1/f2)相位數據(P2)的差分是常數，因為信號在發送線內不變化，將不產生噪聲。
依照第十九個方面，本發明提供用于發送和檢測的直接數字合成器，在依照第十八個方面的直接數字合成器中，特點在于發送相位累加器、發送波形LUT、差分相位累加器、削減裝置和差分輸出裝置所在的第一個空間與絕對值輸出裝置、內插裝置和檢測波形LUT所在的第二個空間是在空間上分離的。
在依照第十九個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，當差分數據(V2)被從第一個空間發送到第二個空間并且相位數據(P2)的差分是常數時，因為信號在發送線內不變化，將不產生噪聲。
依照第二十個方面，本發明提供用于發送和檢測的直接數字合成器，在依照第十九個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器中，特點在于時鐘頻率f1是40MHz，具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)是12比特，發送信號幅度數據(T)是14比特，差分相位數據(Δ1)是12比特，從加法裝置輸出的相位數據(P1′)是12比特，時鐘頻率f2是10MHz，具有時鐘頻率f2的相位數據(P2)是12比特，附加數據(A)是2比特，時鐘頻率f3是80MHz，具有時鐘頻率f3的相位數據(P3)是12比特，檢測信號幅度數據(S)是14比特。
依照第二十個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器適合于MRI設備。
依照第二十一個方面，本發明提供依照第十五到第二十個方面中任何一個的用于發送和檢測的直接數字合成器，其中差分輸出裝置提供的MRI設備的特點在于只在包含檢測周期的預先設定的周期內輸出差分數據(V2)。
依照第二十一個方面的MRI設備只在包含檢測周期的預先設定的周期內輸出差分數據(V2)，其中，不希望噪聲混入接收信號中。在其他周期中，例如輸出相位數據(P2)。在相位數據(P2)被輸出的周期中，絕對值輸出裝置能夠直接輸出所輸入的相位數據(P2)。
依照第二十二個方面，本發明提供一種MRI設備，其特點在于包含依照第十五到第二十方面中的任何一個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器。
依照第二十二個方面的MRI設備能夠輸出具有時鐘頻率f3的檢測信號幅度數據(S)，f3比要發送的相位數據(P2)的時鐘頻率f2高。而且，發送信號的頻率和檢測信號的頻率都能夠變化。
依照第二十三個方面，本發明提供一種MRI設備，其特點在于包含依照第十五到第二十一個方面中的任何一個方面的用于發送和檢測的直接數字合成器。
依照第二十三個方面的MRI設備能夠輸出具有比要發送的相位數據(P2)的時鐘頻率f2更高的時鐘頻率f3的檢測信號幅度數據(S)。而且，發送信號的頻率和檢測信號的頻率都能夠變化。
依照本發明的直接數字合成器、用于發送和檢測的直接數字合成器和MRI設備，幅度數據能夠被以高于相位數據時鐘頻率的時鐘頻率進行輸出。
本發明的直接數字合成器、用于發送和檢測的直接數字合成器能夠被用于MRI設備。
本發明的其它目標和優點將在隨后對附圖所示的本發明優選實施例的描述中被清楚闡述。
圖1是示出與第一個實施例相關的用于發送和檢測的DDS的結構圖。
圖2是具有40MHz時鐘頻率的相位數據P1的說明圖。
圖3是在進行削減后具有時鐘頻率10MHz的相位數據P2和附加數據A的說明圖。
圖4是示出對具有時鐘頻率10MHz的相位數據P2進行內插處理的說明圖。
圖5是示出具有時鐘頻率80MHz的相位數據P3的說明圖。
圖6是相位范圍的說明圖。
圖7是示出與第二個實施例相關的用于發送和檢測的DDS的結構圖。
圖8是示出與第三個實施例相關的MRI設備的結構圖。
圖9是示出與第四個實施例相關的DDS的結構圖。
圖10是示出與第五個實施例相關的DDS的結構圖。
圖11是示出與第六個實施例相關的用于發送和檢測的DDS的結構圖。
圖12是示出具有時鐘頻率10MHz的相位數據P2和附加數據A的說明圖。
圖13是示出相位數據P2的差分數據V2和附加數據A的說明圖。
圖14是示出與第七個實施例相關的用于發送和檢測的DDS的結構圖。
圖15是示出與第八個實施例相關的用于發送和檢測的DDS的結構圖。
圖16是示出與第九個實施例相關的用于發送和檢測的DDS的結構圖。
圖17是示出與第十個實施例相關的用于發送和檢測的DDS的結構圖。
圖18是示出與第十一個實施例相關的用于發送和檢測的DDS的結構圖。
具體實施例方式
將參考附圖中示出的實施例更詳細地解釋本發明。本發明并不限于下文所解釋的實施例。
圖1是示出與第一個實施例相關的用于發送和檢測的DDS(直接數字合成器)的結構圖。
這個用于發送和檢測的DDS10包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據P1的發送相位ACC(累加器)1；用于依照相位數據P1輸出發送信號幅度數據T的發送波形LUT2；通過對相位數據P1實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據P2的削減裝置5，并且還輸出用于對在削減處理中消失的相位信息進行補償的附加數據A；根據從削減裝置5輸出的相位數據P2和附加數據A，通過實施內插處理輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據P3的內插裝置6；和依照從內插裝置6輸出的相位數據P3而輸出檢測信號幅度數據S的檢測波形LUT7。
發送相位ACC1，發送波形LUT2和削減裝置5被安裝在MRI設備的發送單元板上，而內插裝置和檢測波形LUT7被安裝在MRI設備的接收單元板上，并且相位數據P2和附加數據A從發送單元板經由主板發送到接收單元板。
時鐘頻率f1是40MHz。相位數據P1是12比特。發送信號幅度數據T是14比特。時鐘頻率f2是10MHz。相位數據P2是12比特，并且附加數據A是2比特。時鐘頻率f3是80MHz。相位數據P3是12比特。檢測信號幅度數據S是14比特。
圖2是相位數據P1的說明圖。例如，考慮相位數據P1為在16MHz頻率的發送信號的相位數據。表示圖2中以黑色圓圈指示的從-180度到180度范圍的相位的12比特數據，每間隔25ns在時間t0，t2，t4......被輸出。
圖3是在進行削減處理后的相位數據P2和附加數據A的說明圖。這個相位數據P2可以通過將圖2中的相位數據削減為1/4來獲得。表示圖3中以黑色圓圈指示的從-180度到180度范圍的相位的12比特數據，每間隔100ns在時間t0，t8，t16......被輸出。
附加數據A是表示相位范圍00＝0度到360度，01＝360度到720度，10＝-360度到-720度和11＝-360度到0度之中任何一個的信息，表示圖3中以黑色圓圈指示的從-180度到180度范圍的相位的12比特數據實際上屬于上述相位范圍。也就是說，在t0時刻的黑色圓圈指示附加數據A是00，并且屬于0度到180度的相位范圍，而在t8時刻的黑色圓圈指示附加數據A是01，并且屬于360度到720度的相位范圍。
圖4和圖5是內插處理的說明圖。
(1)通過給在-180度到180度范圍內的相位數據P2加上360度的整數倍，而將該相位數據轉換到由附加數據A指示的相位范圍內。也就是說，由于在時間t0接收到的相位數據P2的附加數據A為“00”，通過給在-180度到180度范圍內的相位數據P2加上360度的整數倍，將該相位數據轉換到00＝0度到360度的相位范圍內。此處加入360度的0倍是足夠的。也就是說，黑色圓圈返回到原始的黑色圓圈處。并且，由于在時間t8接收到的相位數據P2的附加數據A是“01”，通過對在-180度到180度范圍內的相位數據P2加上360度的整數倍，將該相位數據轉換到01＝360度到720度的相位范圍內。此處，加上2倍的360度就足夠了。也就是說，黑色圓圈移動到超過540度。
(2)如圖4中所示，通過在時間t0和t8的黑色圓圈之間進行內插來計算用白色圓圈表示的相位數據。
(3)通過對每個相位數據加上360度的整數倍，將所述相位數據轉換為12比特的相位數據P3，其表示在圖5中利用黑色圓圈指示的-180度到180度范圍內的相位。
圖6是相位范圍的說明圖。當相位數據P1的時鐘頻率f1是40MHz，則將產生的發送信號的最大頻率是±20MHz。因此，產生的發送信號的頻率在圖6中的虛線的范圍內。也就是說，在t8時刻的實際相位數據是在±720度范圍內的。因此，可以通過將±720的范圍分為4個360度的相位范圍，并且利用附加數據A指示在削減處理后相位數據P2的相位范圍，來消除鋸齒。因此，足夠分清四個相位范圍，附加數據A變成2比特。
當相位數據P1的時鐘頻率f1為80MHz，并且它通過削減處理變為10MHz的時鐘頻率f2時，需要區分8個相位范圍，并且因此附加數據A變成3比特。
依照用于發送和檢測的DDS10的第一個實施例，檢測信號幅度數據S可以以比所發送的相位數據P2的時鐘頻率f2更高的時鐘頻率f3被輸出。
圖2是顯示與第二個實施例相關的用于發送和檢測的DDS20的結構圖。
這個用于發送和檢測的DDS20是通過在第一個實施例的用于發送和檢測的直接數字合成器10上增加以下部件構成的，用于輸出具有時鐘頻率f1的差分相位數據Δ1的差分相位ACC3，和通過將相位數據P1與差分相位數據Δ1進行相加而輸出具有時鐘頻率f1的相位數據P1′的加法裝置4，并且考慮到利用削減裝置5對從加法裝置4輸出的相位數據P1′實施削減處理。
發送相位ACC1，發送波形LUT2，差分相位ACC3和削減裝置5被安裝在MRI設備的發送單元板上，而內插裝置6和檢測波形LUT7被安裝在MRI設備的接收單元板上。相位數據P2和附加數據A通過主板從發送單元板發送到接收單元板。
差分相位數據Δ1是12比特。相位數據P1′是12比特。
依照第二個實施例的用于發送和檢測的DDS20，檢測信號幅度數據S可以以比所發送的相位數據P2的時鐘頻率f2更高的時鐘頻率f3被輸出。并且，發送信號的頻率(不是時鐘頻率f1)和檢測信號的頻率(不是時鐘頻率f3)可以通過差分相位ACC3被改變。
圖8是示出第三個實施例的MRI設備100的結構圖。在這個MRI設備100中，提供了磁體部件101，其具有一個空間(孔)來將物體插入到設備內部。并且，用于對所述物體施加恒定的靜態磁場的靜態磁場線圈101C，用來產生X-軸、Y-軸、Z-軸的梯度磁場的梯度線圈101G，來提供RF脈沖以激勵物體中的原子核的旋轉的發送線圈101T，用于接收來自物體的MR信號的主體線圈101(0)，和I-通道接收線圈101(1)......101(I)被布置圍繞在這個空間區域周圍。所述靜態磁場線圈101C，梯度線圈101G和發送線圈101T分別連接到靜態磁場電源102、梯度線圈驅動電路103、和RF功率放大器104。并且，主體線圈101(0)，接收線圈101(1)......101(I)分別連接到預放大器105(0)，105(1)......105(I)。
主體線圈101(0)有時被用作發送線圈101T。此外，也可以使用永磁體代替靜態磁場線圈101C。
序列存儲電路108依照來自計算機107的命令進行操作，梯度線圈驅動電路103依照存儲的脈沖序列，從梯度線圈101G產生梯度磁場，并且操作門調制電路109，來調制RF振蕩電路110的載波輸出信號為預定時間、預定包絡、預定相位的脈沖信號，將調制后的脈沖信號作為RF脈沖應用于RF功率放大器104，并且在通過RF功率放大器104放大RF脈沖之后將其應用于發送線圈101T。
選擇器111將由主體線圈101(0)、接收線圈101(1)......101(I)接收到并且利用預放大器105(0)，105(1)......105(I)放大的MR信號發送到m個接收器112(1)，112(2)......112(m)，以改變主體線圈101(0)、接收線圈101(1)......101(I)和接收器112(1)，112(2)......112(m)中的通信。
接收器112(1)，112(2)......112(m)將所述MR信號轉換為數字信號，并且隨后向計算機107輸出這個數字信號。
計算機107通過讀入來自接收器112的數字信號和執行所述處理來產生MR圖像。并且，計算機107執行整體控制，例如對由操作面板113輸入的信息的接收。
顯示裝置106顯示圖像和消息。
RF振蕩電路110包含第一個實施例的用于發送和檢測的DDS10的發送相位ACC1、發送波形LUT2和削減裝置5，或者包含第二個實施例的用于發送和檢測的DDS20的發送相位ACC1、發送波形LUT2、差分相位ACC3、加法裝置4和削減裝置5。
并且，每一個接收器112(1)，112(2)......112(m)包含第一個實施例的用于發送和檢測的DDS10的內插裝置6和檢測波形LUT7，或者第二個實施例的內插裝置6和檢測波形LUT7。
圖9是顯示第四個實施例的DDS30的結構圖。這個DDS30具有如下結構，即從第一個實施例的用于發送和檢測的DDS10的結構中除去發送波形LUT。
依照這個DDS30，輸出信號幅度數據S可以以較所發送的相位數據P2的時鐘頻率f2更高的時鐘頻率f3來輸出。
圖10是顯示第五個實施例的DDS40的結構圖。這個DDS40具有如下結構，即從第四個實施例的DDS30的結構中省略削減裝置5。
依照這個DDS40，輸出信號幅度數據S可以以較所發送的相位數據P1的時鐘頻率f1更高的時鐘頻率f3來被輸出。
圖11是顯示第六個實施例的用于發送和檢測的DDS11的結構圖。這個用于發送和檢測的DDS11具有如下的結構，用于輸出由削減裝置5輸出的相位數據P2的差分數據V2的差分輸出裝置8，和用于根據差分數據V2恢復和輸出相位數據P2的絕對值輸出裝置9，被添加到第一個實施例的用于發送和檢測的直接數字合成器的結構中，以便通過依照從絕對值輸出裝置9輸出的相位數據P2和附加數據A利用內插裝置6實施內插處理，來輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據P3。
圖12是相位數據P2和附加數據A的說明圖。
相位數據P2與在圖3中的相同。相位在時間t0變為0度，在時間t8為-144度，在時間t16為72度，在時間t24為-72度，在時間t32為144度，并且在時間t40也為0度。
圖13為差分數據V2和附加數據A的說明圖。
這個差分數據V2在t0為0度，在t8時為-144度，并且在后繼的時間內固定在-144度。
差分輸出裝置8在t0時刻輸出0度，此后，從先前的相位數據P2的值中減去在此時相位數據P2的值，在獲得的差分在-180度到180度范圍內時輸出差分，并且還在獲得的差分不在-180度到180度范圍內時輸出從差分值中減去360度所獲得的值。
絕對值輸出裝置9在時間t0將差分數據V2的值設定為相位數據P2，此后，將差分數據V2的值加到當前相位數據P2上，隨后，當獲得的和值在-180度到180度范圍內時輸出這些值的和，并且還在獲得的和值不在-180度到180度范圍內時輸出在對和值加上360度所獲得的值。
依照第六個實施例的用于發送和檢測11的DDS，由于差分數據V1不變化，而不產生噪聲。
圖14是顯示與第七個實施例相關的用于發送和檢測的DDS12的結構圖。這個用于發送和檢測的DDS12在第六個實施例的用于發送和檢測的直接數字合成器11的結構內進行修改。
差分輸出裝置8由轉換信號m來轉換，在MR信號的接收周期內輸出差分數據V2，并且還在RF信號的發送周期內直接輸出相位數據P2。轉換信號m由序列存儲電路108給出。
絕對值輸出裝置9由轉換信號m來轉換，在MR信號的接收周期內根據所輸入的差分數據V2計算和輸出相位數據P2，并且在RF信號的發送周期內直接輸出所輸入的相位數據P2。
圖15是顯示與第八個實施例相關的用于發送和檢測的DDS21的結構圖。這個用于發送和檢測的DDS21通過對第二個實施例的用于發送和檢測的直接數字合成器20的結構添加如下組件構成，用于輸出由削減裝置5輸出的相位數據P2的差分數據V2的差分輸出裝置8，和用于從差分數據V2恢復和輸出相位數據P2的絕對值輸出裝置9，從而通過依照從絕對值輸出裝置9輸出的相位數據P2和附加數據A進行內插處理，來輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據P3。
圖16是顯示與第九個實施例相關的用于發送和檢測的DDS22的結構圖。這個用于發送和檢測的DDS22是通過對第八個實施的用于發送和檢測的直接數字合成器21的結構進行變形而構建的。
差分輸出裝置8由轉換信號m來轉換，在MR信號的接收周期內輸出差分數據V2，并且還在RF信號的發送周期內直接輸出相位數據P2。轉換信號m由序列存儲電路108給出。
絕對值輸出裝置9由轉換信號m來轉換，在MR信號的接收周期內根據所輸入的差分數據V2計算和輸出相位數據P2，并且在RF信號的發送周期內直接輸出所輸入的相位數據P2。
圖17是顯示與第十個實施例相關的DDS31的結構圖。
這個DDS31通過從第六個實施例的用于發送和檢測的DDS11的結構中消除發送波形LUT2而構成。
圖18是顯示與第十一個實施例相關的DDS41的結構圖。DDS41通過從第十個實施例的DDS31的結構中消除削減裝置5而構成。也就是說，差分輸出裝置8輸出相位數據P1的差分數據V1，并且絕對值輸出裝置9從差分數據V1來恢復和輸出相位數據P1。
在不背離本發明精神和范圍的前提下，可以設計本發明的許多不同的實施例。應當注意，本發明不局限于在說明書中描述的特定實施例，而在于所附權利要求中定義的實施例。
部件列表圖11發送相位ACC；2發送波形LUT；5削減；6內插；7檢測波形LUT；P1相位數據；T發送信號幅度數據；P2相位數據；A附加數據；P3相位數據；S檢測信號幅度數據；10用于發送和檢測的DDS圖2相關相位；相位數據P1圖3A附加數據；相關相位；相位范圍；P2相位數據；圖4A附加數據；P2相位數據；相關相位；相位范圍；圖5相關相位；P3相位數據；圖6相關相位；相位范圍；圖71發送相位ACC；2發送波形LUT；3差分相位ACC；5削減；6內插；7檢測波形LUT；P1相位數據；T發送信號幅度數據；A附加數據；P2相位數據；P3相位數據；S檢測信號幅度數據；20用于發送和檢測的DDS圖8107計算機；108序列存儲電路；103梯度線圈驅動電路；109門調制電路；104RF功率放大器；110RF振蕩電路；102靜態磁場電源；105預放大器；111選擇器；112接收器；
106顯示器；113操作面板；101G梯度線圈；101T發送線圈；101C靜態磁場線圈；101D主體線圈；1011接收線圈；100MRI設備102磁體部件圖91相位ACC；5削減；6內插；7波形LUT；P1相位數據；P2相位數據；P3相位數據；A附加數據；S幅度數據；圖101相位ACC；6內插；7波形LUT；P1相位數據；P3相位數據；S幅度數據；圖111發送相位ACC；2發送波形LUT；5削減；8差分；9絕對值；6內插；7檢測波形LUT；P1相位數據；T發送信號幅度數據；A附加數據；P2相位數據；V2差分數據；P3相位數據；S檢測信號幅度數據；11用于發送和檢測的DDS圖12A附加數據；相關相位；P2相位數據；圖13A附加數據；相關相位；V2差分數據圖141發送相位ACC；2發送波形LUT；5削減；8差分；9絕對值；6內插；7檢測波形LUT；P1相位數據；T發送信號幅度數據；P2相位數據；m轉換信號；在發送中P2；在接收中V2；P3相位數據；S檢測信號幅度數據；12用于發送和檢測的DDS圖151發送相位ACC；2發送波形LUT；
3差分相位ACC；5削減；8差分；9絕對值；6內插；7檢測波形LUT；P1相位數據；T發送信號幅度數據；P2相位數據；A附加數據；V2差分數據；P3相位數據；S檢測信號幅度數據；21用于發送和檢測的DDS圖161發送相位ACC；2發送波形LUT；3差分相位ACC；5削減；8差分；9絕對值；6內插；7檢測波形LUT；P1相位數據；T發送信號幅度數據；P2相位數據；在發送中P2；在接收中V2；M轉換信號；P3相位數據；S檢測信號幅度數據；22用于發送和檢測的DDS圖171相位ACC；5削減；8差分；9絕對值；6內插；7檢測波形LUT；P1相位數據；P2相位數據；A附加數據；V2差分數據；P3相位數據；S幅度數據；圖181相位ACC；8差分；9絕對值；6內插7檢測波形LUT；P1相位數據；V1差分數據；P3相位數據；S幅度數據；
權利要求
1.一種直接數字合成器，包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的相位累加器(1)；用于通過對所述相位數據(P1)執行內插處理，輸出具有時鐘頻率f3(＞f1)的相位數據(P3)的內插裝置(6)；基于從所述內插裝置(6)輸出的相位數據(P3)，而輸出幅度數據(S)的波形LUT(查詢表)(2)。
2.一種直接數字合成器，包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的相位累加器(1)；用于通過對所述相位數據(P1)進行削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置(5)，此削減裝置還輸出用于補償在所述削減過程中消失的相位信息的附加數據(A)；用于通過依照從所述削減裝置(5)輸出的所述相位數據(P2)和所述附加數據(A)實施內插處理，輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置(6)；和用于依照從所述內插裝置(6)輸出的所述相位數據(P3)而輸出幅度數據(S)的波形LUT(7)。
3.一種用于發送和檢測的直接數字合成器，包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的發送相位累加器(1)；用于依照所述相位數據(P1)輸出發送信號幅度數據(T)的發送波形LUT(2)；用于通過對所述相位數據(P1)進行削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置(5)，此削減裝置還輸出用于補償在所述削減過程中消失的相位信息的附加數據(A)；用于通過依照從所述削減裝置(5)輸出的所述相位數據(P2)和所述附加數據(A)實施內插處理，輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置(6)；和用于依照從所述內插裝置(6)輸出的所述相位數據(P3)而輸出檢測信號幅度數據(S)的波形LUT(7)。
4.一種用于發送和檢測的直接數字合成器，包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的發送相位累加器(1)；用于依照所述相位數據(P1)輸出發送信號幅度數據(T)的發送波形LUT(2)；用于輸出具有時鐘頻率f1的差分相位數據(Δ1)的差分相位累加器(1)；通過將所述相位數據(P1)與所述差分相位數據(Δ1)進行相加，輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1′)的加法裝置(4)；通過對從所述加法裝置輸出的所述相位數據(P1′)實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置(5)，此削減裝置還輸出對在所述削減處理中消失的相位信息進行補償的附加數據(A)；通過依照從所述削減裝置(5)輸出的所述相位數據(P2)和所述附加數據(A)實施內插處理，輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置(6)；和依照從所述內插裝置(6)輸出的所述相位數據(P3)輸出檢測信號幅度數據(S)的檢測波形LUT(7)。
5.一種直接數字合成器，包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的相位累加器(1)；用于輸出所述相位數據(P1)的差分數據(V1)的差分輸出裝置(8)；用于從所述差分數據(V1)恢復和輸出所述相位數據(P1)的絕對值輸出裝置(9)；通過對從所述絕對值輸出裝置(9)輸出的所述相位數據(P1)實施內插處理，輸出具有時鐘頻率f3(＞f1)的相位數據(P3)的內插裝置(6)；依照從所述內插裝置(6)輸出的所述相位數據(P3)而輸出幅度數據(S)的波形LUT(7)。
6.一種直接數字合成器，包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的相位累加器(1)；用于通過對所述相位數據(P1)實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置(5)，并且還輸出用于對在所述削減處理中消失的所述相位信息進行補償的附加數據(A)；用于輸出所述相位數據(P2)的差分數據(V2)的差分輸出裝置(8)；用于從所述差分數據(V2)恢復和輸出所述相位數據(P2)的絕對值輸出裝置(9)；通過依照從絕對值輸出裝置(9)輸出的所述相位數據(P2)和所述附加數據實施內插處理，輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置(6)；和依照從所述內插裝置(6)輸出的所述相位數據(P3)而輸出幅度數據(S)的波形LUT(7)。
7.一種用于發送和檢測的直接數字合成器，包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的發送相位累加器(1)；用于依照所述相位數據(P1)而輸出發送信號幅度數據(T)的發送波形LUT(2)；用于通過對所述相位數據(P1)實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置(5)，并且還輸出用于對在所述削減處理中消失的相位信息進行補償的附加數據(A)；用于輸出所述相位數據(P2)的差分數據(V2)的差分輸出裝置(8)；用于從所述差分數據(V2)恢復和輸出所述相位數據(P2)的絕對值輸出裝置(9)；用于通過依照從所述絕對值輸出裝置(9)輸出的所述相位數據(P2)和所述附加數據(A)實施內插處理，輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置(6)；和依照從所述內插裝置(6)輸出的所述相位數據(P3)而輸出檢測信號幅度數據(S)的檢測波形LUT(7)。
8.一種用于發送和檢測的直接數字合成器，包含用于輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1)的發送相位累加器(1)；用于依照所述相位數據(P1)而輸出發送信號幅度數據(T)的發送波形LUT(2)；用于輸出具有時鐘頻率f1的差分相位數據(Δ1)的差分相位累加器(1)；通過將所述相位數據(P1)與所述差分相位數據(Δ1)進行相加，輸出具有時鐘頻率f1的相位數據(P1′)的加法裝置(4)；通過對從加法裝置(4)輸出的所述相位數據(P1′)實施削減處理，輸出具有時鐘頻率f2(＜f1)的相位數據(P2)的削減裝置(5)，此削減裝置還輸出對在所述削減處理中消失的相位信息進行補償的附加數據(A)；用于輸出所述相位數據(P2)的差分數據(V2)的差分輸出裝置(8)；用于從所述差分數據(V2)恢復和輸出所述相位數據(P2)的絕對值輸出裝置(9)；通過依照對所述絕對值輸出裝置(9)輸出的所述相位數據(P2)和所述附加數據(A)實施內插處理，輸出具有時鐘頻率f3(＞f2)的相位數據(P3)的內插裝置(6)；和依照從所述內插裝置(6)輸出的所述相位數據(P3)，輸出檢測信號幅度數據(S)的檢測波形LUT(7)。
9.一種MRI設備，包含依照權利要求3或4的用于傳送和檢測的直接數字合成器。
10.一種MRI設備，包含依照權利要求7或8的用于傳送和檢測的直接數字合成器。
全文摘要
為了輸出具有比相位數據的時鐘頻率更高的時鐘頻率的幅度數據，用于發送和檢測的直接數字合成器包含用于輸出具有第一時鐘頻率的第一相位數據的發送相位累加器；用于輸出具有比第一時鐘頻率小的第二時鐘頻率的第二相位數據的削減裝置(5)，還輸出用于補償在削減過程中消失的相位信息的附加數據；通過對第二相位數據進行內插處理，來輸出具有比第一時鐘頻率大的第三時鐘頻率的第三相位數據的內插裝置(6)，和依照第三相位數據輸出幅度數據的波形檢測LUT。檢測信號幅度數據可以以比所發送的第二相位數據的第二時鐘頻率高的第三時鐘頻率來輸出。
文檔編號H03L7/00GK1937400SQ20061013952
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月22日 優先權日2005年9月22日
發明者吉澤史浩 申請人:Ge醫療系統環球技術有限公司