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: Belirtilmemiş.
- 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: 100
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
- Yumuşak anahtarlamalı sarmaşık tip DA-DA dönüştürücü tasarımı ve uygulaması
Design and application of soft switched interleaved DC-DC converter
NASIR ÇORUH
Doktora
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SEMRA ÖZTÜRK
- Otonom temizlik aracına ait emiş sisteminin tasarımı ve prototip imalatı
Design and prototype manufacturing of the suction system of the autonomous cleaning vehicle
FURKAN GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM BÜYÜKKAYA
- Farklı ısıl ve ısıl olmayan tekniklerin etin oksidatif stabilitesi ve kalite parametreleri üzerine etkilerinin araştırılması
The effects of alternative thermal and non-thermal applications on oxidative stability and quality parameters of meat
DİLARA AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİROL KILIÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ AZİM ŞİMŞEK
- Ultrases ön işlemiyle sıcak hava ve mikrodalga sistemlerinde kurutulan elma dilimlerinin kalite özelliklerinin belirlenmesi
Determination of quality characteristics of apple slices dried in hot air and microwave systems by ultrasound pre-treatment
ZELİHA GÖZDE KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER KUŞÇU