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基础:mr [2025/08/25 20:45] – admin | 基础:mr [2025/08/25 20:48] (当前版本) – [MIXER 的工作原理(数学与物理)] admin | ||
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类比:就像在黑暗中用望远镜观察一颗极其微弱的星星,PREAMP 就像是一个超灵敏的光电放大器,在光子进入望远镜的第一时间就将其放大,避免被背景光(噪声)淹没。 | 类比:就像在黑暗中用望远镜观察一颗极其微弱的星星,PREAMP 就像是一个超灵敏的光电放大器,在光子进入望远镜的第一时间就将其放大,避免被背景光(噪声)淹没。 | ||
+ | ==== MIXER 在 MRI 中的核心功能:下变频(Down-conversion) ==== | ||
+ | * **问题**:人体发出的磁共振(MR)信号是一个**高频射频信号**(RF Signal),其频率与主磁场强度(B0)直接相关。 | ||
+ | * 例如,在1.5T MRI中,氢质子的共振频率约为 **63.87 MHz**。 | ||
+ | * 在3.0T MRI中,约为 **127.74 MHz**。 | ||
+ | * 这个频率非常高,直接对其进行**模数转换**(ADC)需要极高速、高成本的ADC芯片,且信号处理难度大。 | ||
+ | * **解决方案 - MIXER**: | ||
+ | * MIXER 的任务是将这个**高频的MR信号**(如63.87 MHz)与一个**本地振荡器**(Local Oscillator, LO)产生的**参考频率信号**(通常非常接近MR信号频率)进行**混频**(相乘)。 | ||
+ | * 通过混频,产生两个新的频率分量:**和频**(RF + LO)与 **差频**(|RF - LO|)。 | ||
+ | * 系统通过**滤波器**滤除高频的**和频**分量,只保留低频的**差频**信号。 | ||
+ | * 这个**差频信号**的频率很低(通常在kHz到几MHz范围),被称为**中频**(IF)或更常见的是**基带信号**(Baseband Signal),具体是**I/ | ||
+ | * **结果**:将**MHz级的高频信号**转换成了**kHz级的低频信号**,使得后续的**模数转换**(ADC)和**数字信号处理**(DSP)变得可行、高效且成本可控。 | ||
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+ | ==== MIXER 的工作原理(数学与物理) ==== | ||
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+ | 混频本质上是**非线性过程**,利用了三角函数的积化和差公式: | ||
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+ | cos(A) * cos(B) = [cos(A+B) + cos(A-B)] / 2 |