MIT相位測量方法研究與實現(xiàn).pdf

1、磁感應斷層成像（Magnetic Induction Tomography，MIT）是一種新興的醫(yī)學成像技術，因其具有非接觸性和圖像檢測連續(xù)性的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)病情的“早發(fā)現(xiàn)，早治療”，所以在腦部病變檢測等領域具有良好的應用前景。當前 MIT技術仍處于研究階段，MIT系統(tǒng)成像質(zhì)量還不能滿足實用的需求，而影響成像質(zhì)量的主要因素是系統(tǒng)的相位測量精度。本課題源于國家自然科學基金項目，主要針對 MIT的高精度相位測量方法進行研究與實現(xiàn)，主要工作如

2、下：
　　(1)針對IQ（In-phase Quadrature）正交相位解調(diào)算法受信號頻譜泄漏影響的問題，采用了一種基于全相位的IQ正交相位解調(diào)算法。該算法首先通過對采樣數(shù)據(jù)進行全相位處理，解決信號非整周期引起的頻譜泄漏的問題，然后再進行正交變換，得到相位差。仿真結(jié)果表明，相對 IQ正交算法，該算法能夠降低信號頻譜泄漏對相位解調(diào)精度的影響，且計算復雜度低，能對相位差進行更為實時精確的測量。
　　(2)推導了信號源頻率穩(wěn)定度

3、與系統(tǒng)相位漂移的關系，為合理選擇信號源提供依據(jù)；分別設計實現(xiàn)了基于直接數(shù)字合成（Direct Digital Synthesis，DDS）和鎖相環(huán)波形合成（Phase-Locked Loop，PLL）的信號源，并對他們的頻率穩(wěn)定度進行了測量和對比。結(jié)果表明，雖DDS、PLL輸出信號均具有較低的雜散和諧波，但DDS產(chǎn)生的信號頻率穩(wěn)定度較高，且系統(tǒng)采用DDS做信號源時相位漂移也較小，因此基于DDS的信號源更適合MIT系統(tǒng)。
　　(3)

4、實現(xiàn)了一種基于電路優(yōu)化的同步相位測量方法。該方法針對同步相位測量方法中信號非整周期采樣、接收端對微弱信號直接降頻、濾波器截止頻率處相頻特性陡峭等對相位測量精度的影響，通過綜合采用整周期采樣 DDS信號源、有源反饋儀表放大器、濾波優(yōu)化設計、全相位 IQ正交算法等，優(yōu)化電路性能，提高了相位測量精度。實驗結(jié)果表明，本文的相位測量方法能夠?qū)崿F(xiàn)較高精度的測量。
　　在上述相位測量方法研究的基礎上，設計實現(xiàn)了多通道的MIT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，且進行