毕业设计论文核磁共振(编辑修改稿)

毕业设计论文核磁共振(编辑修改稿)内容摘要：

中心频率 f0 的范围为 75 kHz。 基于 MAX260 的程控开关滤波器 开关电容滤波器的框图如下图 ： BPA1NC2HPA3NC4INA5D16A37CLKOUT8V+9A210CLKA11CLKB12A113HPB14A015WR16V17GND18OSCOUT19D020BPB21LPB22INB23LPA24U7MAX260AENGIN1D00D01WR260CLKCLKAGNDA5V10mHL12CP231uFCP20AGNDA5V10mHL16CP29Cap1uFCP28AGNDBPA1NC2HPA3NC4INA5D16A37CLKOUT8V+9A210CLKA11CLKB12A113HPB14A015WR16V17GND18OSCOUT19D020BPB21LPB22INB23LPA24U8MAX260AENGIN3D10D11WR260CLKCLKAGNDA5V10mHL13CP241uFCP21AGNDA5V10mHL17CP31Cap1uFCP30AGNDOUT2 JK21KRL322nFCL33KRL133nFCL11KRL622nFCL63KRL533nFCL51KRL422nFCL43KRL233nFCL2OUT1OUT2OUT3OUT1IN2IN2IN3JK1OUT3IN4NOTCH1NOTCH21Tp4Test 1 图 开关电容滤波器 MAX260 电路设计原理图 开关电容滤波器采用两片 MAX260，共 4 级 2 阶滤波，由于设置的带宽 在 100Hz 左右 ，所以 Q 值很高，需要在每一级滤波中间加入阻抗匹配网络，控制增益，保证放大器不出现饱和情况。 为了减少电源噪声 对电路影响，电源经过滤波后给 MAX260 供电。 吉林大学本科毕业论文 (设计 ) 12 滤波器时钟源 产生及控制 滤波器时钟源产生及控制电路如 所示。 单片机采用串行方式对AD9850 进行设置，主要对 40bit 的频率 控制字进行设置，产生所需要频率的时钟信号。 输出的信号经过 74HC04 整形，给 MAX260 提供振荡信号。 通信传输协议采用 232 方式， 弱信号放大器作为下位机与上位机采集模块 进行通讯。 123VSS16RESET44041424344578910111213XTAL214VDD38XTAL115171819202122232425PSEN26ALE/PROG2728EA293031323334353637396*1STC89C54RD+1 23 45 67 89 10P3Header 5X2DGNDTXDP485RXDDGNDDGNDTXDP485RXDDGNDDOUTSG5VSG5VRST2KR1322nFC25RSTSG5VRXDTXDSERCONDGNDD31D22D13D04V+6WLCK7FQ_UD8CLKIN9GND10V+11RSET12QOUT13QOUTB14IN15IN+16DACBL17V+18IOUTB20IOUT21RST22V+23GND5D7 /LOAD25D626D527D428GND19GND24U6AD9850BRSR21200R16100R15100R14WLCKFQ_UQRST1LOAD102C461 2U5ASN7404NDGND1DGND2OSC3+5VD4OSC1OSC40MHzDGNDD5VCLKIN1KR2010KR19D5VDGNDDGNDDGNDD5V10mHL9CP11Cap1uFCP10DGNDCLKWLCKFQ_UQRST1LOAD D00D01D10 D11122130PC47DGND122130PC48XTAL1XTAL2XTAL2 XTAL1PRE_SDATAPRE_SCLK12Y1XTALDGND164DATA164CLK100R28WR260DGND1Tp7Test 11Tp8Test 11Tp9Test 1 图 单片机控制和 DDS 电路 阻容衰减 匹配网络 为了达到很窄的带宽需要很高的 Q 值，需要两片 MAX260 级联，可能出现放大器饱和 现象 ，为了防止饱和的出现，在每级滤波器的输出加入了衰减网络来提供一定的衰减，同时提供一定的滤波作用，滤除开关电容滤波器产生的内部噪声。 电路如图 所示。 衰减网络的仿真传输特性如 图 所示。 吉林大学本科毕业论文 (设计 ) 13 图 开关电容滤波器级联电阻衰减网络 图 阻容衰减网络传输特性 测试结果 改变滤波 器 中心频率， DDS经过整形后的波形如下图： （ a） 0f =1000Hz （ b） 0f =1750Hz 吉林大学本科毕业论文 (设计 ) 14 （ c） 0f =2326Hz （ d） 0f =3000Hz 图 改变 滤波器 中心频率 DDS 输出频率测试结果 改变滤波器中心频率， DDS 输出频率随着变化，也即证明了滤波器的中心频率随着滤波器输入频率的变化而变化，与设计相符。 改变中心频率开关电容滤波器传输特性网络分析仪测试结果： （ a） 0f =1000Hz （ b） 0f =1750Hz （ c） 0f =2326Hz （ d） 0f =3000Hz 图 改变中心频率开关电容滤波器传输特性网络分析仪测试结果 吉林大学本科毕业论文 (设计 ) 15 从测试结果得出，当 滤波器 中心频率 设置 增大时，带宽也在相应的增大，但是在一定范围内，符合整个设计要求。 程控增益放大器 in16out1v2en3cs4f35f26f17f08g09g110g211g312rst13v+14gnd15U9LTC1564A5V10mHL14CP251uFCP22AGNDA5V10mHL18CP33Cap1uFCP32AGNDOUT4LOUT 图 程控放大器电路 图 为程控增益放大器设计电路 ，采用芯片 LTC1564， 放大倍数 G设置范围为 116，可通过数据采集模块上位机进行设置。 改变程控增益放大器设置传输特性测试（包括开关电容滤波器）如图。 实现了程控放大的基本功能。 （ a） G = 1 （ b） G = 2 吉林大学本科毕业论文 (设计 ) 16 （ c） G = 6 （ d） G = 9 图 改变程控增益放大器设置时传输特性测试 跟随器和直流偏置 、峰值检波 给经过放大、滤波的信号加一 的直流 偏置， 使输出信号为正值，再经过跟随器， 降低 输出阻抗，以减少对后续电路的影响。 电路 如图。 采用平均值检波器对通过跟随器后的电压 检波， 本文采用半波检波，检波电路输出的直流电压正比于输入交流电压绝对值的平均值 ， 如 图 （ a） 为 简单的二极管阻容检波电路， 电路 仿真 结果 如图 （ b）。 10mHL10CP151uFCP14AGND10mHL15CP27Cap1uFCP26AGNDFOUTA5VA5V1KR271KR24VREF411567BU12BLT1499CS231411AU12ALT1499CSOUTPUT 图 直流偏置和跟随器电路设计图 吉林大学本科毕业论文 (设计 ) 17 （ a） 电路原理图 （ b） EWB 仿真结果 图 峰值检波电路 吉林大学本科毕业论文 (设计 ) 18 4 数据采集模块设计 与实现 数据采集模块电路设计图如图 所示。 包括 控制器 及 其外围电路和各种接口。 外围电路有复位电路和外部晶振电路，接口包括下载接口（ P7）、电源接口、串口通信接口、 A/D 输入接口、键盘接口和液晶显示接口。 12RST3456XTAL27XTAL189101112131415GND16171819202122232425262728293031VCC32U1STC12C5408ADRxDTxDINT012345678P2keyboard12Y112MXTAL2XTAL1GNDXTAL1XTAL2RSTGNDVCC10uFC310KR1VCCRSTGND1 23 45 67 89 10P7DOWNLOADGND GNDGNDGNDTxD TxDRxD RxD1KR21KR31KR41KR512345678910111213141516P3LCDGNDVCC10KR1512P5channel 1limit currentVCC VCC12P4RS23233pFC133pFC2TxDRxD12P1Header 2VCCGNDGND 图 单片机硬件电路设计图 控制单元 采用宏晶科技推出的 STC12C5410AD 系列单片机 STC12C5408AD 作为数据采集模块的主芯片， STC12C5408AD 是宏晶科技生产的单时钟 /机器周期（ 1T）的 单片机，是高速 /低功耗 /超强抗干扰的新一代 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051，但速度快 812 倍，内部集成 MAX810 专用复 位电路。 4路 PWM， 8 路高速 10位 A/D 转换，可在强干扰场合使用。 吉林大学本科毕业论文 (设计 ) 19 键盘单元 典型的单片机系统中，都有人机对话的功能。 它包括人对应用系统的状态干预与数据输入以及应用系统向人报告运行状态与运行结果。 人机对话配置水平、规模与应用系统的规模、特点有关。 人对系统的干预和数据输入的外部设备最常用的是键盘，有向系统状态实现干预使能键和向系统输入数据的数字键等。 由于单片机系统的专用性，因此对不同类型的系统，输入设备也会有很大不同，在设计系统时必须根据系统的特点设计出适合需要的输入设备类型。 本文的数据采集控制器共 需要 14 个按键，采用矩阵连接式无编码类。