[go: up one dir, main page]

SU1656423A1 - Device for magnetic resonance signal detection - Google Patents

Device for magnetic resonance signal detection Download PDF

Info

Publication number
SU1656423A1
SU1656423A1 SU894667174A SU4667174A SU1656423A1 SU 1656423 A1 SU1656423 A1 SU 1656423A1 SU 894667174 A SU894667174 A SU 894667174A SU 4667174 A SU4667174 A SU 4667174A SU 1656423 A1 SU1656423 A1 SU 1656423A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
signal
amplifier
storage device
output
memory
Prior art date
Application number
SU894667174A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Vladimir N Linev
Sergej V Marshalko
Vladimir A Muravskij
Sergej D Fedyunkin
Vladimir A Figurin
Original Assignee
Bruss G Univ Im V I Leni
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bruss G Univ Im V I Leni filed Critical Bruss G Univ Im V I Leni
Priority to SU894667174A priority Critical patent/SU1656423A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1656423A1 publication Critical patent/SU1656423A1/en

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при построении радиоспектроскопов. Цель изобретения - повышение экспрессности измерений. Измеряемый сигнал суммируется усилителем с сигналом, накопленным в запоминающем устройстве. Аналого-цифровой преобразователь преобразует суммарный сигнал в цифровую форму. Шумовая компонента измеряется как разность двух последовательно измеряемых сигналов и накапливается аналогичным образом в запоминающем устройстве. Инвертирующий усилитель изменяет знак сигнала из запоминающего устройства, а усилитель вычитает его из измеряемого сигнала. Накопление прекращается по достижении заданного уровня шумов, который измеряется блоком. 1 ил.The invention relates to the technical physics and can be used to build radio spectroscopes. The purpose of the invention is to increase expressnet measurements. The measured signal is summed by the amplifier with the signal accumulated in the storage device. An analog-to-digital converter converts the sum signal to a digital form. The noise component is measured as the difference of two successively measured signals and is accumulated in a similar manner in the storage device. An inverting amplifier changes the sign of the signal from the storage device, and the amplifier subtracts it from the measured signal. Accumulation stops when a given noise level is reached, which is measured by the unit. 1 il.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при построении радиоспектроскопов.The invention relates to the technical physics and can be used to build radio spectroscopes.

Цель изобретения - повышение экспрессности измерений.The purpose of the invention is to increase expressnet measurements.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 2, первое запоминающее устройство (ЗУ) 3. вычитающий 4 и суммирующий 5 усилители, управляемый делитель 6 напряжения и блок 7 управления, второе запоминающее устройство (ЗУ) 8, блок 9 коммутации, инвертирующий усилитель 10, первое устройство 11 выборки-хранения (УВХ), второе устройство 12 выборки-хранения (УВХ) и блок 13 вычисления.The device contains an analog-to-digital converter (ADC) 1 and digital-to-analog converter (DAC) 2, first storage device (memory) 3. subtractive 4 and summing 5 amplifiers, controlled voltage divider 6 and control unit 7, second storage device (memory) 8, a switching unit 9, an inverting amplifier 10, a first sampling-storage device 11 (TCC), a second sampling-storage device 12 (TCC), and a calculation unit 13.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Выделение слабых сигналов магнитного резонанса осуществляется следующим образом.The selection of weak magnetic resonance signals is as follows.

На вход устройства поступает сигнал иы регистрируемый при периодическом прохождении резонансной области спектра:At the input of the device receives a signal and recorded when a periodic passage of the resonant region of the spectrum:

и,=5+щ,and, = 5 + y,

где ί - порядковый номер прохождения резонансной области;where ί is the sequence number of the passage of the resonant region;

5 - сигнал магнитного резонанса; п, - шумовая компонента регистрируемого сигнала.5 - magnetic resonance signal; n, is the noise component of the recorded signal.

Канал для накопления сигнала магнитного резонанса включает вычитающий усилитель 4, управляемый делитель 6The channel for the accumulation of the magnetic resonance signal includes a subtractive amplifier 4, a controlled divider 6

напряжения, суммирующий усилитель 5.voltage summing amplifier 5.

1656423 АТ1656423 AT

33

16564231656423

4four

АЦП 1, первое ЗУ 3. ЦАП 2 и блок 9 коммутации.ADC 1, the first memory 3. DAC 2 and block 9 switching.

Накопление сигнала магнитного резонанса осуществляется следующим образом.The accumulation of the magnetic resonance signal is as follows.

Вычитающий усилитель 4 вычитает из регистрируемого сигнала 1)ι, поступающего на его первый вход, сигнал иР— 1 , записанный в памяти первого ЗУ 3 при предыдущем (I- 1)-ом прохождении резонансной области спектра;The subtractive amplifier 4 subtracts from the recorded signal 1) ι, arriving at its first input, the signal IR – 1 recorded in the memory of the first memory unit 3 at the previous (I-1) -th passage of the resonant spectral region;

υι-υΡί-ι .υι-υΡί-ι.

При первом прохождении резонансной области спектра на выходе вычитающего усилителя 4 формируется сигнал ΙΙι=5+ηι, поскольку перед началом измерения информации в ЗУ 3 стирается (1)31 =0).At the first passage of the resonant region of the spectrum, the signal ΙΙι = 5 + ηι is formed at the output of the subtracting amplifier 4, since (1) 3 1 = 0) is erased before the information is measured in memory 3.

Разностный сигнал с выхода вычитающего усилителя 4 поступает на управляемый делитель 6 напряжения, который нормирует его на весовой коэффициент, обратно пропорциональный числу ) выполненных прохождений;The difference signal from the output of the detracting amplifier 4 is fed to a controlled voltage divider 6, which normalizes it to a weighting factor inversely proportional to the number of) passes;

1 п 11 p 1

4 (υ,-υί-1).4 (υ, -υί-1).

II

Нормированный сигнал поступает на вход суммирующего усилителя 5, который досуммирует к нему сигнала и*1 :-1 из памяти ЗУ 3, поступающий на второй вход усилителя 5;The normalized signal is fed to the input of summing amplifier 5, which completes the signal to it and * 1 : -1 from the memory of memory 3, which is fed to the second input of amplifier 5;

ι п1 п1ι п1 п1

У (υι—ι) + υι — ιW (υι — ι) + υι - ι

АЦП 1 преобразует сигнал с выхода суммирующего усилителя 5 в цифровую форму для его записи в память ЗУ 3, ЦАП 2 выполняет обратное преобразование сигнала из памяти ЗУ 3 (из цифровой формы в аналоговую). Аналоговый сигнал с выхода ЦАП 2 поступает через блок 9 коммутации на входы вычитающего 4 и суммирующего 5 усилителей.A / D converter 1 converts the signal from the output of summing amplifier 5 to digital form to record it in the memory of memory 3, the D / A converter 2 performs the inverse conversion of the signal from memory of memory 3 (from digital to analog). The analog signal from the output of the DAC 2 is supplied through the switching unit 9 to the inputs of the subtractive 4 and summing 5 amplifiers.

После N прохождений резонансной области спектра (Ν накоплений) в памяти первого ЗУ 3 будет записан сигналAfter N passes of the resonance region of the spectrum (Ν accumulations), the signal will be recorded in the memory of the first memory unit 3

ий1 = 5 + гт Σ п,,nd 1 = 5 + rm Σ p ,,

'Н =1'H = 1

1one

где тт д щ - шумовая компонента накопΝΙ = 1where tt d y sh - noise component of the accumulation Ν Ι = 1

ленного сигнала, представляющая сумму шумовых компонент ηι регистрируемых сигналов, деленную на число накоплений.Lennogo signal representing the sum of the noise components ηι of the recorded signals, divided by the number of accumulations.

Интенсивность шумовой компонентыNoise intensity

В предлагаемом устройстве параллельно с накоплением сигнала магнитного резонанса осуществляется накопление шумовых компонент щ регистрируемого сигнала. Для этого на каждом шаге развертки резонансного параметра наряду с циклом суммирования сигнала магнитного резонанса осуществляется второй цикл -- суммирование разностей последовательно регистрируемых сигналов ин и 1)ί, что при каждом четном числе накоплений дает результат, эквивалентный суммированию только шумовых компонент т регистрируемого сигнала.In the proposed device in parallel with the accumulation of the magnetic resonance signal, the accumulation of noise components u of the recorded signal is carried out. To do this, at each step of sweeping the resonant parameter, along with the cycle of summation of the magnetic resonance signal, a second cycle is performed — the summation of the differences of successively recorded signals in and 1) ί, which for each even number of accumulations gives a result equivalent to summing only the noise components of the recorded signal.

Канал для накопления шумовых компонент включает вычитающий усилитель 4, управляемый делитель 6 напряжения, суммирующий усилитель 5. АЦП I. второе ЗУ 8, ЦАП 2, инвертирующий усилитель 10 и блок 9 коммутации.The channel for the accumulation of noise components includes a subtracting amplifier 4, a controlled voltage divider 6, a summing amplifier 5. ADC I. a second charger 8, a DAC 2, an inverting amplifier 10 and a switching unit 9.

Накопление шумовых компонент осуществляется следующим образом.The accumulation of noise components is as follows.

При каждом шаге развертки резонансного параметра после выполнения операций по суммированию регистрируемого сигнала и записи результата в память первого ЗУ 3 блок 7 управления формирует управляющие сигналы, по которым на вход ЦАП 2 выводится информация из памяти второго ЗУ 8. а блок 9 коммутации переключает вход вычитающего усилителя 4 на выход инвертирующего усилителя 10.At each step of sweeping the resonant parameter after performing operations on summing the recorded signal and recording the result in the memory of the first memory unit 3, the control unit 7 generates control signals for which information from the memory of the second memory unit 8 is output to the input of the DAC 2. And the switching unit 9 switches the input of the detracting amplifier 4 to the output of an inverting amplifier 10.

Инвертирующий усилитель 10 изменяет знак сигнала, поступающего из памяти второго ЗУ 8 иа вход вычитающего усилителя 4.Inverting amplifier 10 changes the sign of the signal coming from the memory of the second charger 8 and the input of the subtracting amplifier 4.

В результате на выходе вычитающею усилителя 4 формируется сигнал.As a result, a signal is generated at the output of the subtractive amplifier 4.

ΙΦ+υ ι-ιΙΦ + υ ι-ι

Как и в цикле накопления регистрируемого сигнала магнитного резонанса, сигнал с выхода вычитающего усилителя 4 поступает на управляемый делитель 6 напряжения, осуществляющий его нормирование на весовой коэффициент, обратно пропорциональный числу I выполненных накоплений:As in the accumulation cycle of the recorded magnetic resonance signal, the signal from the output of the subtracting amplifier 4 is fed to the controlled voltage divider 6, which normalizes it to a weighting factor inversely proportional to the number I of the accumulations made:

1one

У (и,+и<, — 1).Y (and, + and <, - 1).

Нормированный сигнал поступает на вход суммирующего усилителя 5, где к нему досуммируется сигнал с выхода инвертирующего усилителя 10 (т. е. фактически вычитается сигнал из памяти второго ЗУ 8):The normalized signal is fed to the input of summing amplifier 5, where the signal from the output of inverting amplifier 10 is added to it (i.e., the signal is actually subtracted from the memory of the second memory device 8):

-ι п2 п2-ι п2 п2

У (и*+1Л-1) -и, - ιAt (and * + 1Л-1) -и, - ι

АЦП 1 преобразует этот сигнал в цифровую форму, после чего он записывается вADC 1 converts this signal to digital form, after which it is recorded in

память второго ЗУ 8second memory 8

Поскольку перед началом работы устройства информация в ЗУ 8 стираетсяSince before the device starts working, the information in the memory 8 is erased

шумовых компонент πι, что и дает в результате увеличение отношения сигнал/шум в накопленном сигнале.noise components πι, which results in an increase in the signal-to-noise ratio in the accumulated signal.

5five

16564231656423

66

(5п2о=0), то после первого прохождения резонансной области спектра в памяти второго ЗУ 8 записывается сигнал(5 п2 о = 0), then after the first passage of the resonant region of the spectrum, the signal is recorded in the memory of the second memory unit 8

ип21=5+щ. после второго - сигналand n2 1 = 5 + y. after the second - signal

иЗ2 + (иг— η 1 ), после третьего - сигналiZ 2 + (ig - η 1), after the third - the signal

и92 = 5 + ^ ( ПЗ-П2 + щ ): после четвертого - сигнали9 2 = 5 + ^ (ПЗ-П2 + щ): after the fourth - the signal

иЗ2 (П4-ПЗ+П2-П1 ) .iZ 2 (P4-PZ + P2-P1).

Таким образом, после выполнения четного числа N накоплений (N=2, 4, 6, 8 ...) в память первого ЗУ 3 записывается сигналThus, after making an even number N of accumulations (N = 2, 4, 6, 8 ...), the signal is recorded in the memory of the first memory unit 3

υΡι1 =5 § η, ,υΡι 1 = 5 § η,,

14 I = 1 14 I = 1

где 5 - сигнал магнитного резонанса;where 5 is the magnetic resonance signal;

1 · 1 ·

т-г Λ πι = сумма шумовых компо Νί = 1tg Λ πι = sum of noise components Ν ί = 1

нент щ регистрируемых сигналов υι.Sign u u recorded signals vι.

В память второго ЗУ 8 в то же время записывается сигналIn the memory of the second memory 8 at the same time, the signal is recorded

'м = 1'm = 1

представляющий сумму только шумовых компонент регистрируемых сигналов, отличающуюся от аналогичной суммы в первом ЗУ 3 только знаками, с которыми входят в нее отдельные шумовые компоненты.representing the sum of only the noise components of the recorded signals, which differs from the similar sum in the first memory 3 only by the signs with which the individual noise components belong to it.

Интенсивность шумовой компоненты, записанной вместо с сигналом магнитного резонанса в памяти первого ЗУ 3, при четном числе накоплений равна интенсивности шумовой компоненты, записанной без сигнала магнитного резонанса в памяти второго ЗУ 8.The intensity of the noise component recorded instead of the magnetic resonance signal in the memory of the first memory unit 3, with an even number of accumulations, is equal to the intensity of the noise component recorded without the magnetic resonance signal in the memory of the second memory unit 8.

В предлагаемом устройстве интенсивность шумовой компоненты в накопленном сигнале магнитного резонанса измеряется по интенсивности шумовой компоненты накопленной во втором ЗУ 8.In the proposed device, the intensity of the noise component in the accumulated magnetic resonance signal is measured by the intensity of the noise component accumulated in the second memory device 8.

УВХ II, включенное на выходе ЦАП 2, запоминает на время включения второго ЗУ 8 значение сигнала магнитного резонанса, выводимое из памяти первого ЗУ 3. и формирует на выходе сигнал магнитного резонанса в аналоговом виде.UVH II, turned on at the output of the DAC 2, remembers the value of the magnetic resonance signal that is output from the memory of the first memory 3 at the time of switching on the second charger 8 and generates at the output a magnetic resonance signal in analog form.

Аналогичным образом УВХ 12 запоминает на время включения первого ЗУ 3 значение сигнала шумовой компоненты, выводимое из памяти второго ЗУ 8 и формирует на выходе сигнал шумовой компоненты в аналоговом виде.Similarly, the water chemistry department 12 remembers for the time of switching on the first charger 3 the value of the signal of the noise component output from the memory of the second charger 8 and generates at the output a signal of the noise component in analog form.

Интенсивность шумовой компоненты измеряется в блоке 13 вычисления после каждого прохождения резонансной области, имеющего четный номер: /2 4. 6 и т. д. При снижении интенсивности шумовой компоненты до заданного значения (при достижении заданного отношения сигнал/шум) на выходе этого блока формируется управляющий сигнал, который поступает в блок 7 управления и останавливает накопление.The intensity of the noise component is measured in block 13 of the calculation after each passage of the resonant region having an even number: / 2 4. 6, etc. When the intensity of the noise component decreases to a predetermined value (when the specified signal-to-noise ratio is reached), the output of this block is formed a control signal that enters the control unit 7 and stops the accumulation.

Блок 7 управления также формирует сигнал развертки для прохождения резонансной области спектра.The control unit 7 also generates a sweep signal for passing through the resonant region of the spectrum.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет контролировать отношение сигнал/шум в процессе накопления сигнала и прекращать накопление при достижении заданной точности измерения сигнала магнитного резонанса, что обеспечивает оптимальное время накопления для регистрируемых сигналов с любым отношением сигнал/шум.Thus, the proposed device allows you to control the signal-to-noise ratio in the process of signal accumulation and stop accumulation when the specified measurement accuracy of the magnetic resonance signal is achieved, which ensures the optimal accumulation time for recorded signals with any signal-to-noise ratio.

Кроме того, в устройстве нет необходимости задавать большие амплитуды развертки резонансного параметра для оценки уровня шума.In addition, the device does not need to set large amplitudes of the sweep of the resonance parameter to estimate the noise level.

Эксплуатация разработанного накопителя показала, что в зависимости от сложности спектра и начального отношения сигнал/шум достижение той же точности измерения сигнала магнитного резонанса обеспечивается при в 1 5 2 раза меньше времени накопления, чем в прототипеOperation of the developed accumulator showed that, depending on the complexity of the spectrum and the initial signal-to-noise ratio, the achievement of the same measurement accuracy of the magnetic resonance signal is provided with 1 5 2 times less accumulation time than in the prototype

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для выделения сигналов магнитного резонанса, содержащее аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователь, запоминающее устройство, вычитающий и суммирующий усилители управляемый делитель напряжения и блок управления, причем вычитающий усилитель, управляемый делитель напряжения, суммирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь. запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь включены последовательно, второй вход суммиру ющего усилителя соединен с вторым входом вычитающего усилителя, а выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами управляемого делителя напряжения и запоминающего устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения экспрессное™ измерений, в него дополнительно введены второе запоминающее устройство, соединенное параллельно первому запоминающему устройству. блок коммутации, включенный между выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом вычитающего усилителя, инвертирующий усилитель и два устройства выборки-хранения, подсоеди7A device for extracting magnetic resonance signals, containing an analog-digital and digital-analog converter, a memory device, subtracting and summing amplifiers, a controlled voltage divider and a control unit, the subtracting amplifier, a controlled voltage divider, a summing amplifier, and an analog-digital converter. the storage device and the digital-to-analog converter are connected in series, the second input of the summing amplifier is connected to the second input of the subtracting amplifier, and the outputs of the control unit are connected respectively to the control inputs of the controlled voltage divider and storage device, characterized in that additionally introduced a second storage device connected in parallel to the first storage device. switching unit connected between the output of the digital-to-analog converter and the second input of the detracting amplifier, an inverting amplifier and two sampling-storage devices, connecting7 16564231656423 8eight ненные к выходу цифроаналогового преобразователя, и блок вычисления, вход которого соединен с выходом второго устройства выборки-хранения, причем инвертирующий усилитель соединен с вторым 5 входом блока коммутации, а управляющие входы блока коммутации и первого устройства выборки-хранения соединены с вторым выходом блока управления, который снабжен третьим выходом, соединенным с управляющими входами второго запоминающего устройства и второго устройства выборки-хранения, и входом, соединенным с выходом блока вычисления.not connected to the output of the D / A converter, and a computing unit whose input is connected to the output of the second sampling-storage device, the inverting amplifier being connected to the second 5 input of the switching unit, and the control inputs of the switching unit and the first sampling-storage device are connected to the second output of the control unit, which is provided with a third output connected to the control inputs of the second storage device and the second sampling-storage device, and an input connected to the output of the computing unit.
SU894667174A 1989-01-09 1989-01-09 Device for magnetic resonance signal detection SU1656423A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894667174A SU1656423A1 (en) 1989-01-09 1989-01-09 Device for magnetic resonance signal detection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894667174A SU1656423A1 (en) 1989-01-09 1989-01-09 Device for magnetic resonance signal detection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1656423A1 true SU1656423A1 (en) 1991-06-15

Family

ID=21436399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894667174A SU1656423A1 (en) 1989-01-09 1989-01-09 Device for magnetic resonance signal detection

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1656423A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1656423A1 (en) Device for magnetic resonance signal detection
RU2153682C1 (en) Ferroprobe magnetometer
RU2276833C1 (en) Analog-to-digital converter unit
SU834892A1 (en) Analogue-digital converter
SU599351A1 (en) Analogue-digital converter
SU752170A1 (en) Digital meter of signal effective value
SU725223A1 (en) Device for testing analogue-digit converters
SU1758573A1 (en) Device for measuring electric power
SU1323866A1 (en) Method and device for registering spectral lens
SU918798A1 (en) Device for measuring optical radiation pulse power
SU869025A1 (en) Analogue-digital converter
SU879758A1 (en) Discrete-analogue delay device
SU834593A2 (en) Phase shift meter
SU974570A1 (en) Analogue-digital converter
SU765767A1 (en) Ultrasonic device for measuring distances
SU1100547A1 (en) Method and device for extracting weak signals of magnetic resonance
SU972658A1 (en) Series-parallel analogue-digital converter
SU915255A1 (en) Device for converting analogue information
SU920735A2 (en) Digital function generator
SU693229A1 (en) Device for discriminating and storing paramagnetic resonance signal
SU706925A1 (en) Analogue-digital converter
SU421011A1 (en) DIGITAL SIGN CORRELATOR
SU1500827A2 (en) Sensing device having automatic calibration function
SU468590A1 (en) Beam position transformer
SU1332334A1 (en) Device for estimating probability density of a random signal