DE102004055934A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses Download PDF

Info

Publication number
DE102004055934A1
DE102004055934A1 DE102004055934A DE102004055934A DE102004055934A1 DE 102004055934 A1 DE102004055934 A1 DE 102004055934A1 DE 102004055934 A DE102004055934 A DE 102004055934A DE 102004055934 A DE102004055934 A DE 102004055934A DE 102004055934 A1 DE102004055934 A1 DE 102004055934A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
correction
base
memory
corrected
address
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004055934A
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Dr. Lindstedt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102004055934A priority Critical patent/DE102004055934A1/de
Publication of DE102004055934A1 publication Critical patent/DE102004055934A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B2001/0408Circuits with power amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zur Korrektur von Stützpunkten (112) einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses umfasst eine Eingabeschnittstelle (102) und eine Ausgabeschnittstelle (208). Weiterhin umfasst die Vorrichtung wenigstens einen Korrekturpunkt-Speicher (108), wenigstens einen Stützpunkt-Speicher (106) und einen Logikschaltkreis, der derart ausgebildet ist, dass er anhand eines über die Eingabeschnittstelle (102) eingegebenen Datensatzes (104) wenigstens einen Teil der im Stützpunkt-Speicher (106) hinterlegten Stützpunkte (112) anhand von im Korrekturpunkt-Speicher (108) hinterlegten Korrekturpunkten (172) korrigiert und an einer Ausgabeschnittstelle (208) zur Verfügung stellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung und ein Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 7 gelöst.
  • 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.
  • 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.
  • Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand des im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Hochfrequenz-Sendeanordnung,
  • 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Korrektur von Stützpunkten und
  • 3 ein schematisches Flussdiagramm zur Durchführung des in 2 dargestellten Verfahrens.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (21)

  1. Vorrichtung zur Korrektur von Stützpunkten (112) einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses, mit einer Eingabeschnittstelle (102) und einer Ausgabeschnittstelle (208), mit wenigstens einem Korrekturpunkt-Speicher (108) und wenigstens einem Stützpunkt-Speicher (106) und mit einem Logikschaltkreis, der derart ausgebildet ist, dass er anhand eines über die Eingabeschnittstelle (102) eingegebenen Datensatzes (104) wenigstens einen Teil der im Stützpunkt-Speicher (106) hinterlegten Stützpunkte (112) anhand von im Korrekturpunkt-Speicher (108) hinterlegten Korrekturpunkten (172) korrigiert und an einer Ausgabeschnittstelle (208) zur Verfügung stellt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Logikschaltkreis eine erste Anzahl von Adressregistern (144152) zum Speichern von Speicheradressen und eine zweite Anzahl von Datenregistern (114142) zum Speichern von Daten umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Eingabeschnittstelle (102) zum Speichern mehrerer Datensätze (104) ausgebildet ist und die Datensätze (104) sequenziell von der Vorrichtung verarbeitet werden.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Logikschaltkreis derart ausgebildet ist, dass die zu korrigierenden Stützpunkte (112) sequenziell korrigiert und ausgegeben werden.
  5. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei der Logikschaltkreis eine Triggersteuerung (168) umfasst, die derart ausgebildet ist, dass die zu korrigierenden Stützpunkte (112) gemäß einem im Datensatz (104) enthaltenen Triggerraster (158) korrigiert werden.
  6. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei der Logikschaltkreis als Field Programmable Gate Array (6a) ausgeführt ist.
  7. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend folgende Verfahrensschritte: – Eingabe wenigstens eines Datensatzes (104) über die Eingabeschnittstelle (102), – Speichern der Daten des Datensatzes (104) in Adressregistern (144152) und/oder Datenregistern (114142), – Auslesen eines Stützpunkts (112) aus dem Stützpunkt-Speicher (106), – Auslesen eines Korrekturpunkts (172) aus dem Korrekturpunkt-Speicher (108), – Korrigieren des Stützpunkt (112) anhand des Korrekturpunkts (172) und – Ausgabe des korrigierten Stützpunkts (112) über die Ausgabeschnittstelle (208).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem bei der Abarbeitung eines Datensatzes (104) mehrere Stützpunkte (112) sequenziell korrigiert und die korrigierten Stützpunkte (112) ausgegeben werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Datensatz (104) eine Einhüllenden-Basisadresse (154) enthält, anhand derer der Stützpunkt (112) ausgelesen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, bei dem der Datensatz (104) eine Einhüllendenlänge (156) enthält, mittels der nach jeder Ausgabe eines der korrigierten Stützpunkte (112) überprüft wird, ob weitere Stützpunkte (112) aus dem Stützpunkt-Speicher (106) zu korrigieren sind.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem der Datensatz (104) ein Triggerraster (158) enthält, das innerhalb der Triggersteuerung (168) verwendet wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem zwischen der Ausgabe des korrigierten Stützpunkts und dem Auslesen eines weiteren Stützpunkts (112) ein Triggersignal abgewartet wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem jeder Stützpunkt (112) aus zwei Zahlenwerten besteht, wobei ein erster der Zahlenwerte eine Basisamplitude (112a) der Einhüllenden angibt und der andere der Zahlenwerte eine Basisphase (112b) der Einhüllenden angibt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei dem der Datensatz (104) eine Korrektur-Basisadresse (160) enthält und der Korrekturpunkt (172) anhand der Korrektur-Basisadresse (160) und der Basisamplitude (112a) ausgelesen wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, bei dem jeder Korrekturpunkt (172) aus zwei weiteren Zahlenwerten besteht, wobei ein erster der weiteren Zahlenwerte eine Korrekturamplitude (172a) angibt und der andere der weiteren Zahlenwerte eine Korrekturphase (172b) angibt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem wenigstens ein Korrekturfaktor (162, 164) im Datensatz (104) enthalten ist und die Korrekturamplitude (172a) mit dem wenigstens einem Korrekturfaktor (162, 164) zu einem Amplitudenwert (182) multipliziert wird.
  17. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 16, bei dem – die Basisphase (112b) und die Korrekturphase (172b) zu einer Phasensumme (186) addiert werden, – die Phasensumme (186) mit einer Sinus-Basisadresse (188) zu einer Sinus-Adresse (192) addiert wird und – mittels der Sinus-Adresse (192) aus einer Sinus-Tabelle (110) ein einem Sinus der Phasensumme (186) entsprechender Sinus-Wert (194) ausgelesen wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem – die Sinus-Basisadresse (188) mit einem Offset-Wert (198) zu einer Kosinus-Adresse (200) addiert wird und – mittels der Kosinus-Adresse (200) aus der Sinus-Tabelle (110) ein einem Kosinus der Phasensumme (186) entsprechender Kosinus-Wert (202) ausgelesen wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 16, 17 und 18, bei dem – der Amplitudenwert (182) mit dem Sinus-Wert (194) zu einem ersten Ausgabewert multipliziert werden, – der Amplitudenwert (182) mit dem Kosinus-Wert (202) zu einem zweiten Ausgabewert multipliziert werden und – die beiden Ausgabewerte über die Ausgabeschnittstelle (208) ausgegeben werden.
  20. Hochfrequenz-Sendeanordnung, umfassend eine Korrektureinheit (6), wobei die Korrektureinheit (6) eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst, – wobei die Korrektureinheit (6) mit einer Steuereinheit (2) verbunden ist, so dass die Korrektureinheit (6) durch die Steuereinheit (2) ansteuerbar ist, – wobei die Korrektureinheit (6) mit einem digitalen Einseitenband-Modulator (8) verbunden ist, so dass korrigierte Stützpunkte an den Einseitenband-Modulator (8) übertragbar sind, – wobei der Einseitenband-Modulator (8) mit einem Hochfrequenzgenerator (10) verbunden ist, so dass ein Hochfrequenzsignal an den Einseitenband-Modulator (8) übertragbar ist, – wobei der Einseitenband-Modulator (8) mit einem Digital/Analog-Konverter (12) verbunden ist, so dass ein Modulationssignal an den Digital/Analog-Konverter (12) übertragbar ist, – wobei der Digital/Analog-Konverter (16) mit einem Verstärker (14) verbunden ist, so dass ein moduliertes Hochfrequenzsignal an der Verstärker (14) übertragbar ist und – wobei der Verstärker (14) mit einer Antennenanordnung (16) verbunden ist, so dass das modulierte Hochfrequenzsignal in ein Untersuchungsobjekt (4) einkoppelbar ist.
  21. Hochfrequenz-Sendeanordnung nach Anspruch 20, wobei der Verstärker (14) mehrere Verstärkungsbereiche aufweist und der Korrekturpunkt-Speicher (108) der Vorrichtung für jede der Verstärkungsbereiche entsprechende Korrekturpunkte (172) vorhält.
DE102004055934A 2004-11-19 2004-11-19 Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses Withdrawn DE102004055934A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004055934A DE102004055934A1 (de) 2004-11-19 2004-11-19 Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004055934A DE102004055934A1 (de) 2004-11-19 2004-11-19 Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004055934A1 true DE102004055934A1 (de) 2006-06-08

Family

ID=36441498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004055934A Withdrawn DE102004055934A1 (de) 2004-11-19 2004-11-19 Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004055934A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009038784A1 (de) * 2009-08-25 2011-03-10 Siemens Aktiengesellschaft Vorbelegbares Sendedatenspeicherelement einer MR-Sendeeinheit in Array-Anwendungen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246286B1 (en) * 1999-10-26 2001-06-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Adaptive linearization of power amplifiers
US20040105510A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-03 Motorola, Inc. Digital predistortion system for linearizing a power amplifier

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246286B1 (en) * 1999-10-26 2001-06-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Adaptive linearization of power amplifiers
US20040105510A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-03 Motorola, Inc. Digital predistortion system for linearizing a power amplifier

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009038784A1 (de) * 2009-08-25 2011-03-10 Siemens Aktiengesellschaft Vorbelegbares Sendedatenspeicherelement einer MR-Sendeeinheit in Array-Anwendungen
US8324896B2 (en) 2009-08-25 2012-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Preallocatable transmission data memory element of an MR transmission unit in array applications
DE102009038784B4 (de) 2009-08-25 2019-03-28 Siemens Healthcare Gmbh Vorbelegbares Sendedatenspeicherelement einer MR-Sendeeinheit in Array-Anwendungen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2246029C2 (de) Anordnung zum Speichern und Anzeigen von Daten
DE2522247C3 (de) Kanalwähler
EP2101182B1 (de) Anordnung zum Kalibrieren eines Vektornetzwerkanalysators
DE3918866A1 (de) Anordnung zur umsetzung eines signals mit einer ersten abtastrate in ein signal mit einer zweiten abtastrate
WO2007012572A1 (de) Verfahren zur bearbeitung eines mit einer magnetresonanzeinrichtung aufgenommenen, verzeichnungskorrigierten 2d- oder 3d-rekonstruktionsbilds
DE2805601C2 (de) Schaltungsanordnung zur digitalen Korrektur von Zeitbasisfehlern eines Fernsehsignals
DE2723523A1 (de) Kompression und dekompression von gespeicherten digitaldaten
DE2340547A1 (de) Digitaler wortgenerator-empfaenger
WO2000010060A2 (de) Verfahren zum applizieren von steuerdaten eines elektronischen kraftfahrzeug-steuergeräts
DE1928454B2 (de) Hochfrequenz-resonanzspektrometer
DE102014214844A1 (de) Verfahren und Magnetresonanzanlage zum Erfassen von MR-Daten
DE19722221A1 (de) Elektrische Anlage, insbesondere diagnostisches Magnetresonanzgerät
DE2357167A1 (de) Elektronisches musikinstrument
EP0378719B1 (de) Digitaler Verzerrer
DE60015271T2 (de) Schaltungsanordnung zur parallel/seriell-wandlung
DE10306017A1 (de) Verfahren zum Ermitteln einer Kompensationseinstellung für ein Wirbelstromfeld
DE102005020318B4 (de) Verfahren zum Ermitteln eines Modells für ein elektrisches Netzwerk und Verwendung des Verfahrens
DE102004055934A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur von Stützpunkten einer Einhüllenden eines Hochfrequenzpulses
EP0066843A1 (de) Digitales Messgerät mit Flüssigkristall-Bildschirm
DE3221911C1 (de) Hochfrequenzleistungsverstaerker mit einer Modulationseinrichtung
DE3820728A1 (de) Verfahren zum pruefen eines festwertspeichers und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE10345497B4 (de) Oszillatorschaltung, insbesondere für den Mobilfunk
DE102018103088A1 (de) Halbleiterchip sowie vorrichtung und verfahren zum ansteuern zumindest eines kanals für ein radarsignal
DE2214053A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine entlang einer Kreisbahn
DE3829374A1 (de) Hochfrequenzerzeuger fuer kernspinuntersuchungsgeraete

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal