基于FPGA控制的TFT平板探測器信號采集電路的設計與研究
發(fā)布時間:2021-02-15 09:46
癌癥的發(fā)病率在不斷提高,發(fā)病群體越來越年輕化。在青年人中癌癥造成的死亡率占有較大比重。近年來,我國數(shù)字醫(yī)療設備數(shù)量的平均增速在20%。但是由于創(chuàng)新能力不足,政府相應的配套措施和應用環(huán)境不完善等問題,高端數(shù)字醫(yī)療方面的應用仍然對國外有很強的依賴,不管是在技術還是在產量上都不能滿足國內市場的需求。針對我國數(shù)字醫(yī)療影像需求量大,對國外依賴性強的現(xiàn)狀,本文研究了用于數(shù)字醫(yī)療影像的信號采集和處理電路系統(tǒng)。通過對采集的模擬信號進行放大、濾波和數(shù)模轉換,得到噪聲低、精度高的數(shù)字信號和高清晰度、高信噪比的醫(yī)學圖像。該系統(tǒng)可用于胸透的臨床應用,實現(xiàn)對人體心、肝和肺部的檢查;可應用于乳腺機,對乳腺進行篩查與診斷;還可應用于機場安檢。論文的主要工作包括:采用ADAS1256芯片,設計信號采集和獲取電路,該芯片具有16bit高轉換精度以及低噪聲特點;使用Verilog HDL硬件描述語言完成對芯片各個模塊控制代碼以及芯片與外部通信代碼的編寫,通過ISE軟件和Modelsim軟件進行編譯、綜合和仿真,使用Chipscope在線邏輯分析儀進行信號觀察,最后設計原理圖并制作PCB板,成功完成整個系統(tǒng)的硬件組成部分。...
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 平板探測器工作原理
1.2.2 國內外FPD對比
1.3 X光成像原理
1.3.1 X光的分類
1.3.2 X光的特點
1.3.3 X光成像原理
1.3.4 X線圖像應用
1.4 課題主要研究內容
第2章 醫(yī)療影像系統(tǒng)總體設計
2.1 常見醫(yī)療影像系統(tǒng)的組成
2.2 ADAS1256 芯片選型
2.3 面板陣列探測器
2.4 信號采集與轉換
2.4.1 前端信號采集與放大
2.4.2 模數(shù)轉換器
2.5 本章小結
第3章 X射線信號采集系統(tǒng)硬件設計
3.1 FPGA外圍電路
3.1.1 基準電壓
3.1.2 穩(wěn)壓電路
3.1.3 驅動電路
3.1.4 參考電壓
3.2 ADAS1256 芯片工作時序
3.3 硬件電路PCB設計
3.3.1 原理圖設計
3.3.2 PCB板設計
3.4 本章小結
第4章 信號采集系統(tǒng)邏輯實現(xiàn)
4.1 開發(fā)流程
4.2 時鐘模塊
4.3 信號采集模塊
4.3.1 數(shù)據(jù)捕獲模塊
4.3.2 數(shù)據(jù)捕獲輸出模塊
4.4 模數(shù)轉換控制模塊
4.5 寄存器配置模塊
4.6 通信模塊
4.7 頂層模塊
4.8 本章小結
第5章 硬件電路測試與調試
5.1 Chipscope在線測試
5.2 電路性能分析
5.3 本章小結
第6章 總結與展望
6.1 項目總結與創(chuàng)新
6.2 項目研究與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種超低功耗模數(shù)轉換器的設計與仿真[J]. 胡云峰,易子川,李琛,周國富. 華南師范大學學報(自然科學版). 2017(04)
[2]X射線的醫(yī)學應用進展[J]. 張曄. 世界最新醫(yī)學信息文摘. 2017(42)
[3]淺析數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中典型的模數(shù)轉換原理[J]. 劉奇. 科技資訊. 2017(03)
[4]醫(yī)學影像專業(yè)就業(yè)現(xiàn)狀分析與前景研究[J]. 趙宇,施海彬,陳文,鐘珊,鄒伶俐. 教育教學論壇. 2016(06)
[5]導彈發(fā)控監(jiān)測儀設計與實現(xiàn)[J]. 劉維京,馮楠. 電子設計工程. 2013(21)
[6]基于Xilinx ISE平臺的FPGA電路設計[J]. 于東陽,蘇彬. 微處理機. 2012(02)
[7]手機RF設計中的PCB板可靠性設計[J]. 馮翠芝. 微計算機信息. 2012(02)
[8]基于Verilog HDL的ADS8322轉換控制器設計[J]. 李文桐,黃金,孫先松. 電子質量. 2011(12)
[9]基于Verilog HDL的UART模塊設計與仿真[J]. 魏巍,趙紅東. 電子設計工程. 2010(05)
[10]DR未來的發(fā)展方向[J]. 毛翠平. 中國醫(yī)療設備. 2008(07)
博士論文
[1]高速高精度ADC集成電路的研究與設計[D]. 王繼安.電子科技大學 2009
碩士論文
[1]高鋼級埋弧焊管焊縫數(shù)字射線檢測方法研究[D]. 蔣中印.西安石油大學 2015
[2]基于HRCA組件的ZIP文檔口令恢復研究與實現(xiàn)[D]. 李龍譜.鄭州大學 2014
[3]一拖N個CMOS成像器同步影像傳感系統(tǒng)研究[D]. 林琳.天津大學 2014
[4]基于FPGA的線陣CCD測量系統(tǒng)的設計[D]. 徐正安.重慶大學 2012
[5]動設備狀態(tài)監(jiān)測與診斷信號采集系統(tǒng)研發(fā)與應用[D]. 徐水軍.北京化工大學 2011
[6]基于小間隔X射線陣列探測器信號采集系統(tǒng)的研制[D]. 陳聃青.重慶大學 2011
[7]基于FPGA和USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計[D]. 程旭.西安科技大學 2010
[8]用于智能建筑的CAN與BACnet交互網關設計[D]. 謝志泉.山東大學 2009
[9]便攜式數(shù)字X線診斷儀系統(tǒng)設計[D]. 胡杰勛.浙江大學 2006
[10]基于FPGA的系統(tǒng)設計和應用研究[D]. 劉凱.國防科學技術大學 2005
本文編號:3034612
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 平板探測器工作原理
1.2.2 國內外FPD對比
1.3 X光成像原理
1.3.1 X光的分類
1.3.2 X光的特點
1.3.3 X光成像原理
1.3.4 X線圖像應用
1.4 課題主要研究內容
第2章 醫(yī)療影像系統(tǒng)總體設計
2.1 常見醫(yī)療影像系統(tǒng)的組成
2.2 ADAS1256 芯片選型
2.3 面板陣列探測器
2.4 信號采集與轉換
2.4.1 前端信號采集與放大
2.4.2 模數(shù)轉換器
2.5 本章小結
第3章 X射線信號采集系統(tǒng)硬件設計
3.1 FPGA外圍電路
3.1.1 基準電壓
3.1.2 穩(wěn)壓電路
3.1.3 驅動電路
3.1.4 參考電壓
3.2 ADAS1256 芯片工作時序
3.3 硬件電路PCB設計
3.3.1 原理圖設計
3.3.2 PCB板設計
3.4 本章小結
第4章 信號采集系統(tǒng)邏輯實現(xiàn)
4.1 開發(fā)流程
4.2 時鐘模塊
4.3 信號采集模塊
4.3.1 數(shù)據(jù)捕獲模塊
4.3.2 數(shù)據(jù)捕獲輸出模塊
4.4 模數(shù)轉換控制模塊
4.5 寄存器配置模塊
4.6 通信模塊
4.7 頂層模塊
4.8 本章小結
第5章 硬件電路測試與調試
5.1 Chipscope在線測試
5.2 電路性能分析
5.3 本章小結
第6章 總結與展望
6.1 項目總結與創(chuàng)新
6.2 項目研究與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種超低功耗模數(shù)轉換器的設計與仿真[J]. 胡云峰,易子川,李琛,周國富. 華南師范大學學報(自然科學版). 2017(04)
[2]X射線的醫(yī)學應用進展[J]. 張曄. 世界最新醫(yī)學信息文摘. 2017(42)
[3]淺析數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中典型的模數(shù)轉換原理[J]. 劉奇. 科技資訊. 2017(03)
[4]醫(yī)學影像專業(yè)就業(yè)現(xiàn)狀分析與前景研究[J]. 趙宇,施海彬,陳文,鐘珊,鄒伶俐. 教育教學論壇. 2016(06)
[5]導彈發(fā)控監(jiān)測儀設計與實現(xiàn)[J]. 劉維京,馮楠. 電子設計工程. 2013(21)
[6]基于Xilinx ISE平臺的FPGA電路設計[J]. 于東陽,蘇彬. 微處理機. 2012(02)
[7]手機RF設計中的PCB板可靠性設計[J]. 馮翠芝. 微計算機信息. 2012(02)
[8]基于Verilog HDL的ADS8322轉換控制器設計[J]. 李文桐,黃金,孫先松. 電子質量. 2011(12)
[9]基于Verilog HDL的UART模塊設計與仿真[J]. 魏巍,趙紅東. 電子設計工程. 2010(05)
[10]DR未來的發(fā)展方向[J]. 毛翠平. 中國醫(yī)療設備. 2008(07)
博士論文
[1]高速高精度ADC集成電路的研究與設計[D]. 王繼安.電子科技大學 2009
碩士論文
[1]高鋼級埋弧焊管焊縫數(shù)字射線檢測方法研究[D]. 蔣中印.西安石油大學 2015
[2]基于HRCA組件的ZIP文檔口令恢復研究與實現(xiàn)[D]. 李龍譜.鄭州大學 2014
[3]一拖N個CMOS成像器同步影像傳感系統(tǒng)研究[D]. 林琳.天津大學 2014
[4]基于FPGA的線陣CCD測量系統(tǒng)的設計[D]. 徐正安.重慶大學 2012
[5]動設備狀態(tài)監(jiān)測與診斷信號采集系統(tǒng)研發(fā)與應用[D]. 徐水軍.北京化工大學 2011
[6]基于小間隔X射線陣列探測器信號采集系統(tǒng)的研制[D]. 陳聃青.重慶大學 2011
[7]基于FPGA和USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計[D]. 程旭.西安科技大學 2010
[8]用于智能建筑的CAN與BACnet交互網關設計[D]. 謝志泉.山東大學 2009
[9]便攜式數(shù)字X線診斷儀系統(tǒng)設計[D]. 胡杰勛.浙江大學 2006
[10]基于FPGA的系統(tǒng)設計和應用研究[D]. 劉凱.國防科學技術大學 2005
本文編號:3034612
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3034612.html
教材專著