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核磁共振信号检测与去噪算法的研究

更新时间：2020-03-28 15:39:33 大小：6M 上传用户：守着阳光1985查看TA发布的资源 标签：核磁共振 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

在众多测量磁场的方法中，核磁共振(NMR)方法以其测量范围大、精度高等优点得到了广泛的应用。在传统的NMR信号检测方法中，边限振荡器是检测NMR信号的核心装置，它用变容二极管和探头线圈组成振荡回路，产生射频信号，同时也作为NMR信号的检波装置。当用示波器观察检测到的NMR信号对称时，通过射频信号的频率值即可推算出磁场值。在这种检测NMR信号的方法中，变容二极管受环境因素影响较大，产生的射频信号不稳，示波器只是粗略的判断NMR信号是否对称，此外检测到的NMR信号有很大的噪声，这些因素致使磁场的测量结果有很大的误差。因此，本文主要针对NMR信号的精确检测方法和信号的去噪算法进行深入研究。

  针对现有NMR信号检测方法的不足，提出了改进的检测方法。采用直接数字频率合成技术(DDS)和锁相环技术(PLL)来产生射频信号，射频信号源的输出通过线圈放在边限振荡器的探头内，该线圈作为射频信号的发射线圈，而探头线圈作为射频信号的接收线圈，这里边限振荡器只作为NMR信号的检波装置。通过实验观察，用该方法能够产生稳定的NMR信号，这使得PC机控制信号源实现扫频成为可能。此外，用单片机的AD对NMR信号进行采样，将采集的数据上传至PC机进行处理和运算，进而调整NMR信号的峰间距，直至NMR信号对称，进而推算磁场值。测试结果表明，此方法测量磁场的精度可达10-7量级。

  在检测NMR信号时，采集到的NMR信号比较微弱，容易受到来自电子器件、电磁场和外部环境的干扰，如何有效抑制噪声，增强信噪比成为核磁共振测量磁场技术的关键问题之一。本文采用小波阈值去噪方法对实际检测到的NMR信号作去噪处理，并针对该方法的阈值函数进行了改进，构造了一种新的阈值函数。该阈值函数采用加权平均将软、硬阈值函数结合起来，通过调整加权因子获得较优的小波系数阈值估计。实验结果表明，小波去噪后的NMR信号的质量得到了明显的改善，波形的细节更加清晰，为后续的峰间距准确计算带来便利。最后，对本文的研究工作进行了总结，并对改进的核磁共振磁强计的前景进行了展望。

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