【摘 要】
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在磁共振射频前端中,发射/接收（Transmit-Receive,T/R）开关用于切换射频发射和射频接收通路。磁共振系统中,发射通路的T/R开关一般位于射频功放与发射线圈之间;接收通路的T/R开关则位于接收线圈与前置放大器之间。在发射期间,接收通路上的T/R开关需要隔离大功率射频信号,避免前置放大器损坏;接收期间,T/R开关则需具有足够低的插入损耗,避免对探头采集的磁共振信号造成衰减。常规的磁共振
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在磁共振射频前端中,发射/接收（Transmit-Receive,T/R）开关用于切换射频发射和射频接收通路。磁共振系统中,发射通路的T/R开关一般位于射频功放与发射线圈之间;接收通路的T/R开关则位于接收线圈与前置放大器之间。在发射期间,接收通路上的T/R开关需要隔离大功率射频信号,避免前置放大器损坏;接收期间,T/R开关则需具有足够低的插入损耗,避免对探头采集的磁共振信号造成衰减。常规的磁共振仪器为窄带系统,其磁共振T/R开关只工作在很窄的一个频段内,所以无法应用在宽带磁共振仪器中。本文基于不同的驱动方式,使用PIN（Positive-Intrinsic-Negative）二极管设计了两种工作频率为10 MHz～100 MHz的宽带磁共振T/R开关。第一种为单端驱动的T/R开关,通过减小电平跳变、优化开关振荡和解决二极管被动导通等问题,实现了插入损耗小于1 d B、大功率信号隔离度优于75 dB、开关时间小于1μs的整体性能。第二种为差分驱动的T/R开关,通过对称布局力求彻底消除开关切换时的电平跳变、通过共模电感耦合消除开关振荡,实现了插入损耗小于0.3d B,开关时间小于600 ns、开关振荡小于20 m V的整体性能。本文使用一台具有氟锁功能的磁共振波谱仪,通过探测氢和氟两个原子核的FID信号验证T/R开关的宽带性能。实验时,将磁共振探头中的窄带T/R开关替换为本文的宽带T/R开关,其余部分保持原样。实验结果表明,本文的两种宽带T/R开关在不需要调谐的情况下即可工作在不同频率的磁共振探测中,从而验证了T/R开关的宽带性能。
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