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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Korrektur von Stützpunkten
einer Einhüllenden
eines Hochfrequenzpulses.
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In
der Signalverarbeitung werden Hochfrequenzpulse im Allgemeinen lediglich über eine
Einhüllende
ihrer Pulsform beschrieben. Zur Definition der Einhüllenden
werden so genannte Stützpunkte verwendet,
die jeweils aus einem Wertepaar bestehen, in dem eine Amplitude
und eine Phase des Stützpunktes
angegeben werden. Die Einhüllende besteht
im Allgemeinen aus einer Vielzahl von Stützpunkten. Die Stützpunkte
können
beispielsweise digital berechnet und über einen Digital/Analog-Konverter an einen
Modulator ausgegeben werden. Dieser mischt die Einhüllende mit
der Hochfrequenz und überträgt das modulierte
Hochfrequenzsignal an einen Verstärker. Durch den Verstärker wird
das Hochfrequenzsignal verstärkt.
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Hochfrequenzpulse
werden beispielsweise innerhalb von Sequenzen einer Magnetresonanzuntersuchung
zur Anregung von Magnetresonanz verwendet. Dabei ist es bekannt,
die Stützpunkte
der Einhüllenden
des Pulses durch eine Software berechnen zu lassen. Da innerhalb
eines Hochfrequenzpulses eine Vielzahl verschiedener Spannungswerte
durch den Verstärker
verstärkt
werden müssen,
ist die Verwendung von Verstärker
mit linearer Verstärkerkennlinie,
sowie guter Temperatur und Langzeitstabilität erforderlich. Auf diese Weise
können
für Untersuchungen
reproduzierbare Hochfrequenzpulse erzeugt werden.
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Es
ist jedoch möglich,
kostengünstigere Hochfrequenzverstärker einzusetzen,
wobei jedoch von einer nichtlinearen Verstärkerkennlinie ausgegangen werden
muss. Insofern sind Korrekturen der übergehenden Stützpunkte
notwendig, da diese sonst ungleichmäßig verstärkt würden. Eine bekannte Lösung ist
der Einsatz einer in Software implementierten Korrektur, wobei die
Stützpunkte
durch die Software mit ausgemessenen Korrekturwerten korrigiert
werden. Die korrigierten Stützpunkte
werden über
den Digital/Analog-Konverter und den Modulator an den Hochfrequenzverstärker gesendet,
der dadurch die gewünschte
Pulsform erzeugt. Die Software kann dabei auf einem digitalen Signalprozessor mit
externem Speicher ablaufen. Die Schnittstelle zwischen dem digitalen
Signalprozessor und dem Hochfrequenzverstärker kann beispielsweise als FPGA
realisiert sein.
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Zur
Korrektur der nichtlinearen Verstärkerkennlinie sind folgende
Korrekturen notwendig. Damit der Digital/Analog-Konverter, der beispielsweise eine 16
Bit Schnittstelle umfasst, möglichst
vollständig
ausgenutzt wird, werden Signale kleiner Amplituden zunächst digital
vergrößert und
hinterher auf analogem Wege wieder abgeschwächt. Für jeden der dazu verwendeten
Abschwächer
ist ein einzelner Korrekturfaktor in die Einhüllende der Stützpunkte einzurechnen.
Im Fall eines Magnetresonanzgeräts kann
die Hochfrequenz zusätzlich
auf verschiedenen Kanälen
an ein Untersuchungsobjekt ausgegeben werden. Für jeden Kanal wird ein unterschiedlicher Korrekturfaktor
benötigt.
Außerdem
wird der Hochfrequenzverstärker
im Allgemeinen einen Frequenzgang aufweisen. Dies bedeutet, dass
sowohl die Amplitude als auch die Phase jedes Stützpunkts in Abhängigkeit
der Frequenz korrigiert werden muss, da sich Verschiebungen durch
den Frequenzgang des Verstärkers
ergeben. Wie bereits erwähnt
wurde, weisen kostengünstige
Hochfrequenzverstärker
im Allgemeinen eine nichtlineare Verstärkungskennlinie auf. Dies bedeutet,
dass unterschiedliche Eingangsspannungen durch den Verstärker unterschiedlich stark
verstärkt
werden. Abhängig
von der Amplitude wird zusätzlich
ein Phasenfehler verursacht. Bei bisherigen Lösungen wird bei der Korrektur
der Verstärkerkennlinien
wegen des begrenzten Speicherplatzes, der zur Verfügung steht,
durch Interpolation korrigiert. Alle vier beschriebenen Korrekturmöglichkeiten können durch
entsprechende Ausmessungen der beteiligten Beuteile berechnet werden
und in der entsprechenden Korrektursoftware implementiert werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung
und ein Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden
eines Hochfrequenzpulses anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren
nach Anspruch 7 gelöst.
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Gegenüber der
bekannten Lösung
der Implementierung einer Korrektursoftware in einem digitalen Signalprozessor
wird gemäß dem hier
besprochenen Ausführungsbeispiel
der Erfindung weiterhin ein Teil der Korrektur per Software ausgeführt. Diese Korrektur
kann beispielsweise in einer Magnetresonanzsequenz bzw. in von der
Sequenz aufgerufenen Programmen ausgeführt werden. Die Korrekturen, die
weiterhin per Software ausgeführt
werden sollen, sind die Korrektur des Frequenzgangs und die Korrektur
des Ausgabekanals. Diese beiden Korrekturen sind unabhängig von
den einzelnen Stützpunkten und
werden deswegen lediglich einmal für jede Einhüllende, also für jeden
Puls durchgeführt.
Die Korrektur des Verstärkungsbereichs
und der nichtlinearen Verstärkerkennlinie
wird innerhalb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung implementiert.
Gegenüber
bekannten Lösungen
wird außerdem
die Kennlinienkorrektur dadurch vereinfacht, dass nicht mehr interpoliert
wird und stattdessen mehr Speicher für die Korrektur zur Verfügung gestellt
wird. Der Wegfall der komplexen Interpolation und des digitalen
Signalprozessors stellt eine große Vereinfachung im Vergleich
zum Stand der Technik dar. Die Verstärkungsbereiche werden derart
korrigiert, dass für
jeden Verstärkungsbereich
eine eigene Kennlinienkorrektur mit entsprechenden Korrekturwerten
in der Hardware hinterlegt ist und zur Korrektur verwendet wird.
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Die
verfahrensbezogene Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 7 gelöst.
Dabei wird wenigstens ein Datensatz über die Eingabeschnittstelle
eingegeben und die Daten des Datensatzes in Adress- und/oder Datenregistern
gespeichert. Darauf folgend wird ein Stützpunkts aus dem Stützpunkt-Speicher
ausgelesen und mittels eines Korrekturpunkts aus dem Korrekturpunkt-Speicher
korrigiert. Abschließend
wird der korrigierte Stützpunkt über die
Ausgabeschnittstelle ausgegeben. Mittels dieses Verfahrens können alle
Stützpunkte
einer Einhüllenden
sequenziell korrigiert werden. Der Logikschaltkreis ist dabei in
der Lage die Korrektur in Echtzeit durchzuführen.
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Weitere
Vorteile der Erfindung werden anhand des im Folgenden beschriebenen
Ausführungsbeispiels
im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Hochfrequenz-Sendeanordnung,
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2 ein
schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Korrektur von
Stützpunkten
und
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3 ein
schematisches Flussdiagramm zur Durchführung des in 2 dargestellten
Verfahrens.
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Das
im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel
bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Korrektur
von Stützpunkten
einer Einhüllenden
eines Hochfrequenzpulses, der innerhalb einer Sequenz im Rahmen
einer Magnetresonanzuntersuchung verwendet wird. Die Vorrichtung und
das Verfahren sind allerdings auch für Hochfrequenzpulse anderer
Anwendungen einsetzbar.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine Hochfrequenz-Sendeanordnung zur Aussendung von Hochfrequenzpulsen
für eine
Magnetresonanzuntersuchung, deren Einhüllende korrigierte Stützpunkte
aufweist. Insofern eine gute Reproduzierbarkeit der verschiedenen
im Rahmen der Magnetresonanzuntersuchung benötigten Pulsformen gegeben.
Die Hochfrequenz-Sendeanordnung
umfasst eine Steuereinheit 2, in der verschiedene Pulssequenzen
für die
Magnetresonanzuntersuchung auswählbar
oder zusammenstellbar sind. Darin enthalten ist jeweils eine Abfolge
verschiedener Hochfrequenzpulse, die zur Anregung von Magnetresonanz
in einem Untersuchungsobjekt 4 dienen. Jeder Hochfrequenzpuls
hat eine spezifische Pulsform, die durch eine Einhüllende charakterisiert
ist. Die Hochfrequenz wird entsprechend der Einhüllenden moduliert und in das
Untersuchungsobjekt 4 eingestrahlt. In der Steuereinheit 2 wird
lediglich die Einhüllende verarbeitet,
da die Hochfrequenz im Allgemeinen konstant gehalten wird. Die Korrektur
eines Frequenzgangs des Verstärkers
und eines Ausgabekanals des Magnetresonanzgeräts erfolgt wie bei bekannten
Korrekturverfahren in der Steuereinheit.
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Um
die Einhüllende
digital verarbeiten zu können,
wird sie über
eine Vielzahl von Stützpunkten beschrieben,
die jeweils aus einer Amplitude und einer Phase bestehen. Mit der
Steuereinheit 2 ist eine Korrektureinheit 6 verbunden,
mittels der die vorgegebenen Stützpunkte
einem Korrekturprozess unterzogen werden. Die Korrektureinheit 6 umfasst
einen Logikschaltkreis zur Durchführung des Korrekturprozesses.
Der Logikschaltkreis ist als Field Programmable Gate Array (FPGA) 6a ausgeführt. Der
Korrekturprozess wird anhand von 2 und 3 detailliert
erläutert.
Die korrigierten Stützpunkte
werden an einen digitalen Einseitenband-Modulator 8 übergeben.
Der Einseitenband-Modulator 8 mischt die Einhüllende mit
der Hochfrequenz, die in einem Hochfrequenzgenerator 10 erzeugt
wird. Die modulierte Hochfrequenz wird an einen Digital/Analog-Konverter 12 übertragen,
der daraus einen entsprechenden analogen Spannungspuls generiert.
Der analoge Hochfrequenzpuls wird mittels eines Verstärkers 14 verstärkt und über eine
Antennenanordnung 16 ausgestrahlt. Dadurch wird im Untersuchungsobjekt 4 Magnetresonanz
ausgelöst.
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2 zeigt
ein schematisches Ablaufdiagramm zur Korrektur von Stützpunkten
der Einhüllenden
des Hochfrequenzpulses. Dieses Verfahren wird von der in 1 gezeigten
Korrektureinheit 6 ausgeführt. Dabei werden zunächst in
einem ersten Verfahrensschritt die zu korrigierenden Stützpunkte
von der Steuereinheit 2 an die Korrektureinheit 6 übergeben. In
einem zweiten Verfahrensschritt werden der Vorrichtung Datensätze zum
Korrigieren der Stützpunkte übergeben.
Der innere Aufbau der Datensätze
ist weiter unten im Detail erläutert.
In einem dritten Verfahrensschritt werden die Daten des ersten Datensatzes
in entsprechende Register eines in der Korrektureinheit vorhandenen
Logikschaltkreises geschrieben. In einem vierten Verfahrensschritt
wird aus einem Stützpunkt-Speicher
der Korrektureinheit ein erster Stützpunkt ausgelesen. In einem
fünften Verfahrensschritt
wird ein zu dem ausgelesenen Stützpunkt
korrespondierender Korrekturpunkt aus einem Korrekturpunkt-Speicher
der Korrektureinheit ausgelesen. In einem sechsten Verfahrensschritt wird
der ausgelesene Stützpunkt
anhand des Korrekturpunktes korrigiert. In einem siebten Verfahrensschritt
wird der korrigierte Stützpunkt
an den Einseitenband-Modulator 8 ausgegeben. In einem achten Verfahrensschritt
wird überprüft, ob alle
zum Datensatz korrespondierenden Stützpunkte korrigiert worden
sind. Ist dies nicht der Fall, so wird mit dem vierten Verfahrensschritt
fortgefahren und der nächste Stützpunkt
ausgelesen. Sind bereits alle Stützpunkte korrigiert
worden, so wird in einem neunten Verfahrensschritt überprüft, ob ein
weiterer Datensatz vorhanden ist. Ist dies der Fall, so werden wieder
im dritten Verfahrensschritt die entsprechenden Daten in die Register
geschrieben und das Verfahren entsprechend fortgeführt. Sind
keine Datensätze
mehr vorhanden, wird das Verfahren beendet.
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3 zeigt
in einem schematischen Ablaufdiagramm das auf dem in 1 dargestellten
FPGA 6a abgewickelte Verfahren zur Korrektur der Stützpunkte. Über eine
Eingabeschnittstelle 102 können Datensätze 104 zur Korrektur
von Einhüllenden
an den FPGA 6a übergeben
werden. Das FPGA 6a umfasst einen Speicher zum Vorhalten
von Daten. Der Speicher ist in die Bereiche zur Speicherung verschiedener
Datentypen unterteilt. Dabei sind ein Stützpunkt-Speicher 106 zur
Aufnahme von Stützpunkten,
ein Korrekturpunkt-Speicher 108 zur Aufnahme von Korrekturpunkten
und eine Sinus-Tabelle 110 zur Aufnahme von Sinus-Werten
vorgesehen. In 3 sind die Speicherbereiche
als logische Blöcke voneinander
getrennt dargestellt werden. In der reellen Implementierung ist
der Speicher im Allgemeinen zusammenhängend ausgeführt. Dies
ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Im Folgenden wird zum leichteren
Verständnis
von getrennten Speichereinheiten gesprochen.
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In
einer alternativen Ausführung
kann der Speicher auch außerhalb
des FPGA 6a in der Korrektureinheit 6 liegen.
Zwischen dem FPGA und dem Speicher besteht dann eine Datenverbindung, über die
der FPGA auf den Speicher zugreifen kann.
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Im
Stützpunkt-Speicher 106 werden
die Stützpunkte 112 der
zu korrigierenden Einhüllenden hinterlegt.
Jeder Stützpunkt 112 besteht
dabei aus einem Paar von Zahlenwerten, von denen ein erster Zahlenwert
eine Basisamplitude 112a und der zweite Zahlenwert eine
Basisphase 112b des jeweiligen Stützpunkts 112 angibt.
Die Basisamplituden 112a sind mit BA abgekürzt und
haben einen Index [i], wobei i von 0 bis zu einer ganzen Zahl n.
Entsprechendes gilt für
die mit BP abgekürzten
Basisphasen. Die zu korrigierende Einhüllende besteht demnach aus n+1
Stützpunkten.
Dabei werden für
die Basisamplitude 112a zweiunddreißig Bit und für die Basisphase 112b sechzehn
Bit des Stützpunkt-Speichers 106 verwendet.
Somit sind für
jeden Stützpunkt 112 achtundvierzig
Bit an Speicherplatz erforderlich. Der Stützpunkt-Speicher 106 ist
entsprechend den Anforderungen der Anzahl von notwendigen Stützpunkten 112 dimensioniert.
Für Einhüllende mit
1.024 Stützpunkten 112 sind
folglich achtundvierzig kBit Speicherplatz erforderlich. Zu jedem über die
Eingangsschnittstelle 102 übergebenen Datensatz 104 gehört eine
bestimmte Anzahl von Stützpunkten 112 im Stütz punkt-Speicher 106.
Die Eingabeschnittstelle 102 ist als Fifo-Speicher realisiert.
Dies bedeutet, dass mehrere Datensätze 104 gespeichert
werden können
und danach sequenziell vom FPGA 6a abgearbeitet werden
können.
Dabei wird derjenige Datensatz 104, der zuerst in die Eingabeschnittstelle 102 übergeben
wurde, auch als erstes abgearbeitet (First in-First out). Der Stützpunkt-Speicher 106 wird
jeweils nach Beendigung eines Datensatzes 104 und vor Beginn
eines neuen Datensatzes 104 mit neuen Stützpunkten 112 befüllt. Jeder
Datensatz 104 besteht aus einer Anzahl definierter Steuerdaten.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist es möglich,
den Stützpunkt-Speicher 106 derart
groß zu wählen, dass
die Stützpunkte 112 mehrerer
Einhüllender
gespeichert werden können.
In diesem Fall wird der Stützpunkt-Speicher 106 nicht
bei Wechsel des Datensatzes 104 neu mit Stützpunkten 112 gefüllt. So
könnten
beispielsweise alle möglichen
Stützpunkte 112 aller
Pulsformen bereits im Stützpunkt-Speicher 106 hinterlegt
sein, so dass lediglich die Datensätze 104 an das FPGA 6a übergeben
werden müssen.
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Das
FPGA 6a bearbeitet die einzelnen Stützpunkte 112 der zu
korrigierenden Einhüllenden
sequenziell. Das heißt,
zunächst
wird ein Stützpunkt 112 aus
dem Stützpunkt-Speicher 106 ausgelesen und
entsprechend dem weiter unten beschriebenen Verfahren korrigiert
und letztlich an den Einseitenband-Modulator 8 ausgegeben. Daraufhin
wird der nächste
Stützpunkt 112 korrigiert
und ausgegeben.
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Zur
Ausführung
der Korrektur umfasst das FPGA 6a eine Anzahl von Datenregistern 114 bis 142 und
eine Anzahl von Adressregistern 144 bis 152. Während die
Adressregister 144 bis 152 zum Zwischenspeichern
von Speicheradressen vorgesehen sind, werden in den Datenregistern 114 bis 142 Operanden
des Verfahrens zwischengespeichert. Die Register sind durch Rechtecke
symbolisiert. Jeder Datensatz 104 besteht aus einer Reihe
von Vorgaben für
die Datenregister 114, 115, 116, 118, 130 und 132, die
zur Steuerung der Korrektur der jeweiligen Einhüllenden erforderlich sind.
Diese werden zu Beginn der Abarbeitung des Datensatzes 104 in
die entsprechenden Datenregister 114, 115, 116, 118, 130 und 132 geschrieben.
Dabei wird eine Einhüllenden-Basisadresse 154 in
das Datenregister 114 geschrieben, ein Skalierungsfaktor 155 in
das Datenregister 115, eine Einhüllendenlänge 156 in das Datenregister 116,
ein Triggerraster 158 in das Datenregister 118, eine
Korrektur-Basisadresse 160 in
das Datenregister 120 und zwei Korrekturfaktoren 162 und 164 in
die Datenregister 130 und 132.
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Das
Datenregister 114 enthält
nach Einlesen des Datensatzes 104 die Startadresse, ab
der die Einhüllende
im Stützpunkt-Speicher 106 beginnt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
wird die Einhüllenden-Basisadresse 154 konstant
auf den Wert Null gesetzt, da der Stützpunkt-Speicher 106 für jeden
Datensatz neu mit Stützpunkten 112 gefüllt wird
und bei der ersten Speicheradresse im Stützpunkt-Speicher 106 mit
der Abarbeitung begonnen werden kann. Enthält der Stützpunkt-Speicher 106 wie
im alternativen Ausführungsbeispiel
jedoch die Stützpunkte 112 einer
Vielzahl von Einhüllenden,
so zeigt die Einhüllenden-Basisadresse 154 auf
den jeweils ersten Stützpunkt 112 der
zu korrigierenden Einhüllenden. Die
Einhüllenden-Basisadresse 154 wird
als entsprechende Stützpunktadresse 165 in
das Adressregister 144 geschrieben. Damit wird der entsprechende
Zugriff auf den Stützpunkt-Speicher 106 ausgeführt und der
entsprechende Stützpunkt 112 ausgelesen.
Sobald der Stützpunkt 112 gemäß dem weiter
unten beschriebenen Verfahren korrigiert wurde, wird der Wert der
Stützpunktadresse 165 im
Adressregister 144 von einer Imkrementiereinheit 166 ausgelesen und
um den Wert Eins erhöht.
Die Inkrementiereinheit 166 übergibt die neue Stützpunktadresse 165 an eine
Triggersteuerung 168. Die Triggersteuerung 168 liest
aus dem Datenregister 118 das Triggerraster 158 aus
und wartet einen darin vorgegebenen Zeitraum ab. Danach wird die
neue Stützpunktadresse 165 in
das Adressregister 144 geschrieben, woraufhin ein weiterer
Stützpunkt 112 aus
dem Stützpunkt-Speicher 106 dem
Kor rekturverfahren unterzogen wird. Durch das vorgegebene Triggerraster 158 und
die entsprechende Triggersteuerung 168 wird sichergestellt,
dass die Stützpunkte 112 zur
korrekten Zeit korrigiert und an den Einseitenband-Modulator 8 weitergegeben
werden und der gewünschte
Hochfrequenzpuls gebildet wird.
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Zur Überprüfung, ob
bereits alle Stützpunkte 112 der
zu korrigierenden Einhüllenden
abgearbeitet sind, umfasst das FPGA 6a eine Kontrolleinheit 170. Diese
liest die Einhüllendenlänge 156 aus
dem Datenregister 116, die Einhüllenden-Basisadresse 154 aus dem Datenregister 114 und
die jeweilige Stützpunktadresse 165 aus
dem Adressregister 144 aus. Aus den Werten der Einhüllenden-Basisadresse 154 und
der Einhüllendenlänge 156 wird
eine Summe gebildet, die mit der Stützpunktadresse 165 verglichen wird.
Sobald die beiden Werte identisch sind, ist die Korrektur der Einhüllenden
abgeschlossen. Es wird überprüft, ob ein
weiterer Datensatz 104 vorliegt und folglich eine weitere
Einhüllende
zu korrigieren ist. Ist dies der Fall werden die entsprechenden
Vorgabewerte in die entsprechenden Register geschrieben und die
jeweiligen Stützpunkte 112 korrigiert.
Liegt kein weiterer Datensatz 104 vor, wartet das FPGA 6a bis
zur Eingabe neuer Datensätze 104.
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Zur
Korrektur der nichtlinearen Verstärkerkennlinien umfasst der
Korrekturpunkt-Speicher 108 eine Vielzahl von Korrekturpunkten 172.
Jeder Korrekturpunkt 172 enthält eine Korrekturamplitude 172a und
eine Korrekturphase 172b. Die Korrekturamplitude ist hier
mit KA abgekürzt
und analog zu Basisamplitude und -phase indiziert. Im gezeigten Beispiel
sind 4(m+1) Korrekturpunkte 172 im Korrekturpunkt-Speicher 108 hinterlegt.
Dabei ist jeder Korrekturpunkt 172 für eine bestimmte Ausgabespannung
des Verstärkers 14 vorgesehen.
Soll der Verstärker
beispielsweise eine Spannung von 2 mV ausgeben, so ist bei einem
angenommenen Verstärkungsfaktor
von zwei dem Verstärker
wegen der Nichtlinearität
der Kennlinie nicht eine Spannung von 1 mV zuzuführen, sondern beispielsweise
von 0,9 mV. Zur Basisamplitude 112a der Einhüllenden,
die 1 mV beträgt,
gehört
im entsprechenden Korrekturpunkt 172 eine Korrekturamplitude 172a von
0,9 mV. Der Verstärker 14 verfügt im vorliegenden
Beispiel über
vier Verstärkungsbereiche,
wovon jeder eine eigene Verstärkerkennlinie
aufweist. Der Korrekturpunkt-Speicher 108 ist dementsprechend
in vier verschiedene Korrekturpunkt-Speicherbereiche 108a, 108b, 108c und 108d aufgeteilt.
Jeder der Korrekturpunkt-Speicherbereiche 108a, 108b, 108c und 108d enthält die Korrekturpunkte 172 für einen
Verstärkungsbereich
des Verstärkers 14.
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Zum
Auslesen des zum jeweiligen Stützpunkt 112 gehörenden Korrekturpunkts 172 enthält der Datensatz 104 die
Korrektur-Basisadresse 160. Mittels
der Korrektur-Basisadresse 160 wird derjenige der Korrekturpunkt-Speicherbereiche 108a, 108b, 108c und 108d adressiert,
der zum vorgesehenen Verstärkungsbereich
passt. Die zum ausgelesenen Stützpunkt 112 gehörende Basisamplitude 112a wird in
das Datenregister 122 geschrieben. Die Basisamplitude 112a wird
durch eine Multiplikation 173 mit dem Skalierungsfaktor 155 multipliziert.
Dadurch lassen sich Stützpunkte 112 für verschiedene
Hochfrequenzpulse verwenden, die sich lediglich in ihrer Amplitude
unterscheiden, nicht jedoch in ihrer Pulsform. Dadurch kann in diesem
Fall das erneute Befüllen
des Stützpunkt-Speichers 106 entfallen.
Das Produkt aus Basisamplitude 122 und Skalierungsfaktor 155 wird
durch eine Addition 174 mit der Korrektur-Basisadresse 160 aufsummiert
und die resultierende Korrekturadresse 176 in das Adressregister 146 geschrieben. Über das
Adressregister 146 wird dann der korrespondierende Korrekturpunkt 172 aus dem
Korrekturpunkt-Speicher 108 ausgelesen.
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Um
das Verfahren möglichst
flexibel zu gestalten und beispielsweise ein Driftverhalten des
Verstärkers 14 in
einer Aufwärmphase
ausgleichen zu können,
enthält
der Datensatz 104 die beiden Korrekturfaktoren 162 und 164.
Standardmäßig sind
diese auf den Faktor auf den Wert „Eins" gesetzt und können bei Bedarf angepasst werden.
Die aus dem Korrekturpunkt- Speicher 108 ausgelesene
Korrekturamplitude 172a wird in zwei Multiplikationen 178 und 180 mit
den beiden im Datensatz 104 angegebenen Korrekturfaktoren 162 und 164 multipliziert.
Die Korrekturwerte 162 und 164 werden dazu in
den Datenregistern 130 bzw. 132 vorgehalten und
zur Multiplikation 178 bzw. 180 ausgelesen. Aus
den Multiplikationen 178 und 180 ergibt sich ein
Amplitudenwert 182, der in das Datenregister 134 geschrieben
wird.
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Die
zum Korrekturpunkt 172 gehörende Korrekturphase 172b wird
mit der Basisphase 112b des entsprechenden Stützpunkts 112 in
einer Addition 184 zu einer Phasensumme 186 summiert
und in das Datenregister 136 geschrieben. Zur Ausgabe auf
den Einseitenband-Modulator 8 müssen der Sinus und der Kosinus
dieser Phasensumme 186 berechnet werden. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist dies über
eine gespeicherte Sinus-Tabelle 110 realisiert. Zur Adressierung
der Sinus-Tabelle 110 wird die Phasensumme 186 mit
einer im Datenregister 148 hinterlegten Sinus-Basisadresse 188 in
einer Addition 190 summiert und eine resultierende Sinus-Adresse 192 in
das Adressregister 150 geschrieben. Innerhalb der Sinus-Tabelle 110 sind
die Sinus-Werte zu allen möglichen
Phasensummen 186 gespeichert und werden über die
Sinus-Adresse 192 adressiert. Ein entsprechender Sinus-Wert 194 der Phasensumme 186 wird
in das Datenregister 140 geschrieben.
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Zur
Bildung des Kosinus der Phasensumme 186 wird die Summe
aus der Sinus-Basisadresse 188 und der Phasensumme 186 in
einer Addition 196 mit einem Offset-Wert 198 von
90° zu einer
Kosinus-Adresse 200 summiert. Die Kosinus-Adresse 200 wird
im Adressregister 152 gespeichert. Der Offset-Wert 198 ist
im Datenregister 138 gespeichert. Die korrespondierende
Adresse in der Sinus-Tabelle 110 entspricht einem Kosinus-Wert 202 der
Phasensumme 186. Die Sinus-Tabelle 110 enthält nicht
nur die Sinus-Werte 194 der möglichen Phasensummen 186 zwischen
0 und 360° sondern
noch die Sinus-Werte 194 für weitere 90° zur Bildung
des Kosinus-Werts 202. Somit sind alle möglichen
Si nus-Werte 194 und Kosinus-Werte 202 in der Sinus-Tabelle gespeichert.
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Sowohl
der Sinus-Wert 194 als auch der Kosinus-Wert 202 der
Phasensumme 186 werden mit dem Amplitudenwert 182 in
zwei Multiplikationen 204 und 206 zu zwei Ausgabewerten
multipliziert und an einer Ausgabeschnittstelle 208 des
FPGA 6a bereitgestellt. Von der Ausgabeschnittstelle 208 werden die
Ausgabewerte an den Einseitenband-Modulator 8 weitergegeben.
Die entsprechenden Stützpunkte 112 sind
korrigiert und der nichtlinearen Verstärkerkennlinie des jeweiligen
Verstärkerbereichs
angepasst. Die resultierende Pulsform des Hochfrequenzpulses entspricht
so der gewünschten
Pulsform.