A 600W on-coil class-E RF power amplifier array with dynamic phase control for 3T MRI
3T MRG için dinamik faz kontrolü özellikli bobin-üzeri 600W E-sınıfı güç yükselteci dizisi
- Tez No: 756458
- Danışmanlar: PROF. DR. ERGİN ATALAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: E-sınıfı yükselteç, Faz kontrolü yöntemi, Manyetik rezonans görüntüleme, Class-E amplifier, Phase control method, Magnetic resonance imaging
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG), radyo frekansı (RF) yükselteçlerini boyutları ve soğutma kısıtlamaları nedeniyle tarayıcıdan uzağa yerleştirir. Bu RF yükselteçleri lineerdir ve kablolarla iletilmeleri için tipik 50Ω çıkış empedansına göre tasarlandıklarından dolayı nispeten düşük verimliliğe sahiptir. Öte yandan E-Sınıfı yükselteçler doğal olarak güç göndermek için RLC devre ağına ihtiyaç duyar ve bu sayede tipik bobinlerle (anahtar kilit uyumu gibi) doğrudan entegre edilebilir ve bu da güç kayıplarını ve maliyeti önemli ölçüde azaltır. Önceki tezlerin üzerine kümülatif ilerleyen bu tezde güncellenen tasarımın FPGA tarafında artefaktlar, kronik sorunların semptomlarını hafifletmek yerine kök nedenlerine odaklanılarak giderildi. Transistör sürücüsü güncellendi, zamanlama sorunları çözüldü. FPGA tasarımı ayrıca çok kanallı faz kontrolünü destekleyecek şekilde genişletildi. Bobin üstü çift kanallı E-Sınıfı yükselteçler için 3T MRG'de ince ayarlanabilen anlık dijital faz kontrolüne sahip bir tasarım sunulacaktır. Tasarlanan sistem, fazı 2°'den daha hassas ayarlanabilirlik düzeyinde kontrol edebiliyor (bu ayar ayrıca 0.15°'ye kadar hassaslaştırılabilir). Bobin kurulumuna herhangi bir mekanik müdahale olmaksızın, yalnızca faz kontrolü kullanılarak, görüntülenen derinlik, tarama anında taban boyutunun üç katına kadar modüle edildi. B1 manyetik alan haritaları da başka bir deney ile çıkartılmıştır. E-Sınıfı yükselteçlerin periyodik anahtarlamalı lineer (PAL) devre modeli türetilmiş ve bilgisayar ortamında hesaplanmıştır. Hızlı ve yüksek uyarlanabilirlikli optimizasyon yeteneğine sahip bir simülatör elde edilmiştir. PAL modeli ayrıca SPICE ve teorik analiz sonuçlarıyla karşılaştırmalı olarak doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Due to their size and cooling constraints, conventional Magnetic Resonance Imaging (MRI) places radio frequency (RF) amplifiers away from the scanner. These RF amplifiers have relatively low efficiency due to the matching of 50Ω output impedance for means of transmission with cables. Switching Class-E amplifiers on the other hand, by default need a bare RLC network as their load and thus can be directly integrated with the bare unmatched coils and reduce the cost and power losses significantly. This thesis aims to build up on the previous theses' line of work. Instead of mitigating the symptoms, chronic problems of artifacts have been fixed by focusing on their root causes in the FPGA side of the updated design. The driver has been updated, timing problems have been resolved. FPGA design is also extended to support multi-channel phase control. A dual channel imaging configuration of on-coil Class-E amplifiers with on-the-fly digital fine phase control is presented for 3T MRI. The system can control the phase with less than 2$^\circ$ granularity (this setting can be fine-tuned down to 0.15$^\circ$). Without any mechanical intervention with the coil setup, using merely phase control, illuminated slice depth is modulated to three times its base size during scan time. B1 field maps are also extracted for another setup. %Decoupling is achieved using overlap decoupling. Periodically linear switching (PLS) circuit model of the Class-E amplifier is derived and computed, yielding a simulator with fast and customizable optimization capability. The PLS model is also verified by SPICE and theoretical analysis.
Benzer Tezler
- Optimization of coupled class-E RF power amplifiers for a transmit array system in 1.5t MRI
Kuplajlı E-sınıfı RF güç yükselteçlerinin 1.5t MRG verici dizisi sistemi için optimizasyonu
MUHAMMED SAİD ALDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGİN ATALAR
- Ulusal şebekeye bağlı güneş pili sistemlerinin modellenmesi ve gerçeklenmesi
Başlık çevirisi yok
SEZGİN PARMAKSIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN GÖKAŞAN
- Yün yıkama atıksularının asitle emülsiyon kırma metoduyla arıtılması üzerine bir araştırma
An Investigation on the treatment of woolscouring wastewaters by acid cracking method
İSMAİL TORÖZ
- Göynük bitümlü şistinin polipropilen ve katalizör varlığında pirolizi
Pyrolysis of Goynuk oil shale in the presence of polypropylene and catalyst
NAGEHAN MERVE KUTLU