核磁共振谱仪技术中的高速数据采集new

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1、波谱学杂志第!"卷第#期9.2:!";.:#$%%!年&月’()*+,+-./0*12.3415*+6)78+,.*1*7+<+=:$%%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：!%%%>?@@（A$%%!）%#>%$A&>A核磁共振谱仪技术中的高速数据采集蒋瑜，蒋斌贝，肖鹏飞，晏小龙，李鲠颖（华东师范大学光谱学与波谱学教育部重点实验室华东师范大学物理系，上海$%%%A$）摘要：采用B/00>B0.C*公司的!%4DE、!$B)6FGH采样器件设计了一块基于I’总线的高速FGH采集卡，给出了核磁

2、共振实验结果，并讨论了高速FH’在谱仪简化设计中的应用:关键词：JIKF；高速数据采集；简化设计中图分类号：L?"$:@#M$文献标识码：F!引言核磁共振（;48）是分析和测量中十分重要的技术之一，其发展得益于实验技术与仪器性能的不断提高:最近作者提出数字化正交检测技术［!］，可以大大简化核磁共振谱仪的电路设计:其基本思想是仅采用一路模拟相敏检波和一路音频放大电路，经模数变换（FH’）后再进行数字正交检测:因此，数字正交检测即使在单次扫描情况下亦没有象传统模拟正交检波所存在的因两路不平衡而引起的镜像折叠峰:当然，数字正交检测技术也要付出一定的代价，在软件上要增加一些计算

3、量，而在硬件上则需更高的采样速率:设计高速的FH’在;48实验中是十分重要的:近年来，高速FH’技术发展十分迅速，并在视频系统、超声及医学成像等方面得到了广泛的应用:目前虽然基于I’机N

4、!>%@>$@；收修改稿日期：$%%!>%A>!@基金项目：霍英东基金和高等学校骨干教师资助计划项目万方数据作者简介：蒋瑜（!&AO>），男，博士研究生0S/波谱学杂志第0-卷!电路设计思路与实现此数据采集卡的"#$芯片选用%&’’(%’)*+公司的"#,-.（/0.123、0!%45）6为了简化高速"#$卡的电路设计，采用789"大规模可编程电路实现所有逻辑控制6下面给出了高速数据采集卡设计的具体过程6!6"高速"#$卡设计方案图0为高速"#$卡的硬件设计框图6在设计中采用了:4;4+<公司的789":$,!.产生数据采集卡所需的所有逻辑控制信号，通过8$机=>?操作

5、设置控制字和读取状态6在8$机完成对采集卡的初始化并启动采样后，采集卡会自动将采集到的数据存入卡上的,@"16采样结束后，789"向8$机发送结束中断标志和设置状态标志，然后8$机读取数据68$机与采集卡之间的采样数据传输则是采用存储器映像方式，进行0A位的数据操作6图0高速数据采集卡的结构框图74B60%;)CDE4FB’FG)HI4BIJKLLEJFGK;4+BCF’E!6!"#位=,"总线接口8$"M总线周期共有四种：-位总线周期、0A位总线周期、#1"总线周期和刷新总线周期6设计中采用了0A位存储器数据读写和0A位=>?数据读写方式［!］68$机要完成0A位的存

6、储器操作，须使输入信号1N1$,0A有效（低电平），通过总线上的地址线译码产生6如果操作地址在所选择的地址范围内，则产生有效的1N1$,0A信号6如果地址范围在01以上，则需在%"ON信号的下降沿锁存O"0PQO"!R，并译码产生1N1$,0A；如果地址范围在01以内，由,".Q,"0S译码即可6同样，进行0A位的=>?操作，由,".Q,"S译码产生低电平有效的=?$,0A信号6对于1N1$,0A和=?$,0A都必须采用能吸收!.G"电流的集电极开路门或三态的驱动器来驱动6设计中此两个信号的产生是由789"来实现，采用了三态驱动的方式6采样结果的读取，采用了存储器映像方

7、式，使用的8$机段地址为#...2或N...2，通过采集卡上跳线进行选择68$机每次读取数据为A/D%，而采集卡上总的存储深度为!1%，因此必须采用分页技术6万方数据第C期蒋瑜等：核磁共振谱仪技术中的高速数据采集.V:!!""#$!#逻辑控制在整个采集卡的电路设计中，所有的逻辑控制均由"#$%&来完成!由于’()*具有灵活的重可编程性能、速度快、性能价格比高、开发周期短等特点，广泛地应用于硬件电路设计中!由于’()*的引脚功能可以预先定义以及同系列、不同型号器件大都有相同的封装形式，为产品的升级和开发提供了极大的方便性!"#$%&有+&&