血管内光声成像采集系统的设计与实现

摘要

血管内光声成像是一种新型的介入血管成像方法，它利用光声效应的原理，结合了纯光学和纯声学成像的优点，是血管内超声成像的有力补充，具有广阔的应用前景。高效稳定的数据采集系统是血管内光声成像系统的重要组成部分，其主要功能是将超声换能器采集到的光声信号完整准确地传输到上位机。
　　本文在参考相关文献的基础上，根据血管内光声信号的特性，设计了一个血管内光声成像的信号采集系统，主要包括模拟信号处理电路和数字信号处理电路两大模块。模拟信号处理电路包括选频放大电路、运算放大电路以及TGC放大电路，实现信号的放大和可调放大。以AVR单片机作为TGC电路的主控单元，串口电路用来修改数据参数。另外，利用C语言在ICCAVR开发环境下编写单片机的程序，实现信号可调放大和串口修改数据参数。数字信号处理电路实现模拟信号的数字化、数据缓存、数字滤波以及数据传输等功能。它以FPGA芯片作为主控部分，此外还包括高速AD芯片、两片SRAM以及USB接口。利用硬件编程语言在Quartus Ⅱ软件中编写采样程序和乒乓缓存程序以及USB控制程序。通过模块调试和整体调试，该系统的性能达到了预期的要求。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 IVPA成像的研究进展

1.3 本文的研究内容

第2章 采集系统的总体设计方案

2.1 IVPA信号的特性

2.2 采集系统设计方案

2.3系统工作原理

2.4本章小结

第3章 模拟信号处理电路的设计

3.1 供电电路

3.2 放大电路

3.3 TGC放大电路

3.4 串口电路

3.5 本章小结

第4章 数字信号处理电路设计

4.1 主控芯片EP4CE10E22C8N

4.2 数字化采样

4.3 乒乓缓存

4.4 数字滤波器

4.5 数据传输

4.6 本章小结

第5章 程序设计

5.1 模拟板程序设计

5.2 数字板程序设计

5.3 本章小结

第6章 电路调试与实验结果

6.1 软件平台简介

6.2调试

6.3 实验结果与分析

第7章 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 展望

参考文献

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢