小型化核磁共振波譜儀—通信和發(fā)射模塊的設(shè)計.pdf

1、核磁共振波譜儀能夠迅速、準確、清晰的獲取物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息,并且不破壞樣品。因此,廣泛應(yīng)用于物理、化學、生物、地質(zhì)、醫(yī)療等學科,在科研和生產(chǎn)中都發(fā)揮著巨大的作用。但是龐大的體積、昂貴的價格限制了其在移動場合以及一些小項目中的應(yīng)用。由于當今芯片集成度越來也高,儀器設(shè)備也朝著小型化發(fā)展,市場對小型化NMR譜儀的需求也越來越大。
　　 本文以國家自然科學基金“基于電化學——核磁共振聯(lián)用系統(tǒng)的研制及其應(yīng)用”為課題背景,以小型化譜儀為目標,

2、提出了一種小型化NMR波譜儀的設(shè)計方案,并設(shè)計了通信和脈沖發(fā)射兩個模塊。
　　 通信模塊采用ColdFire MCF5282作為微處理器、AX88180作為MAC芯片、DP83865作為PHY芯片來構(gòu)建千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)。千兆以太網(wǎng)提供了高達1000Mb/s的數(shù)據(jù)率和更低的延遲。文中詳細論述了MCF5282最小系統(tǒng)的硬件電路實現(xiàn),包括電源、時鐘、復(fù)位、存儲器和調(diào)試模塊,以及各主芯片之間的接口連接的設(shè)計。
　　 發(fā)射模塊包含兩

3、個發(fā)射通道,發(fā)射通道1(H通道)產(chǎn)生200 Mnz至500 Mnz之間的射頻脈沖,另一個發(fā)射通道(雜核通道)產(chǎn)生10 MHz至800 MHz之間的射頻脈沖。文中重點論述了發(fā)射通道1數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、正交調(diào)制模塊、射頻放大模塊、射頻衰減模塊、射頻信號選擇模塊和電源模塊的硬件電路連接,以及發(fā)射通道2僅與發(fā)射通道1不同的正交調(diào)制模塊的硬件電路連接。還詳細給出了發(fā)射通道主要處理芯片的硬件參數(shù)配置。最后通過對發(fā)射通道輸出結(jié)果的測試,驗證其能根據(jù)控制臺