一种用于频域近红外成像系统的信号收发模块技术方案

本公开提供了一种用于频域近红外成像系统的信号收发模块，包括控制单元、第一信号源单元、第二信号源单元、模数转换单元，控制单元被设置为控制第一信号源单元向光发射装置输出第一射频信号，并向光发射装置输出对应于每个红外光源的控制信号，以使光发射装置通过至少一个红外光源依次发出设定波长的红外光；控制单元还被设置为控制第二信号源单元向光接收装置输出第二射频信号，以供光接收装置对光电探测器接收的反射光和第二射频信号进行外差检测，得到差频电压信号；模数转换单元被设置为对差频电压信号进行模数转换处理，得到待测对象的近红外检测数据，并将近红外检测数据传输至主控装置，以用于检测待测对象的神经活动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
一种用于频域近红外成像系统的信号收发模块


[0001]本公开涉及红外成像
，更具体地，涉及一种用于频域近红外成像系统的信号收发模块。

技术介绍

[0002]在现有技术中，近红外成像装置中的光发射模块和光接收模块，是分别由单独的控制器进行控制，这种源
‑
末端分离控制的方案适用于远距离传输的系统。
[0003]但对于近距离传输系统，尤其是基于近红外光谱(fNIRS)的成像系统来说，这种源
‑
末端分离控制的方案并不适用。
[0004]而且，在现有技术中的信号收发模块的功能较为单一，主要是为了实现信号产生这一种功能。这种具有单一信号产生功能的信号源还具有不利于系统的集成的缺点。

技术实现思路

[0005]本公开的一个目的是提供一种用于频域近红外成像系统的信号收发模块的新技术方案。
[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种用于频域近红外成像系统的信号收发模块，所述频域近红外成像系统包括频域近红外检测装置和主控装置，所述频域近红外检测装置包括光发射模块、光接收模块、所述信号收发模块；所述光发射模块包括至少一个红外光源，所述光接收模块包括用于接收反射光的光电探测器；其中，所述反射光为被待测对象所反射至所述光电探测器的红外光；
[0007]所述信号收发模块包括控制单元、第一信号源单元、第二信号源单元、模数转换单元，
[0008]所述控制单元被设置为控制所述第一信号源单元向所述光发射模块输出第一射频信号，并向所述光发射模块输出对应于每个所述红外光源的控制信号，以使所述光发射模块根据所述第一射频信号和所述控制信号，通过所述至少一个红外光源依次发出设定波长的红外光；
[0009]所述控制单元还被设置为控制所述第二信号源单元向所述光接收模块输出第二射频信号，以供所述光接收模块对所述光电探测器接收的所述反射光和所述第二射频信号进行外差检测，得到差频电压信号；其中，所述第一射频信号和所述第二射频信号的相位相同；
[0010]所述模数转换单元被设置为对所述差频电压信号进行模数转换处理，得到所述待测对象的近红外检测数据，并将所述近红外检测数据传输至所述主控装置，以供所述主控装置根据所述近红外检测数据检测所述待测对象的神经活动。
[0011]可选的，所述信号收发模块还包括时钟单元，所述时钟单元被设置为向所述信号收发模块的各功能单元提供时钟信号。
[0012]可选的，所述时钟单元包括晶振、开关子单元、时钟缓冲器和用于输入外部时钟信
号的外部时钟输入端，
[0013]所述晶振被设置为产生内部时钟信号；
[0014]所述晶振和所述外部时钟输入端均通过所述开关子单元与所述时钟缓冲器的输入端连接，
[0015]所述时钟缓冲器被设置为将输入的所述内部时钟信号或所述外部时钟信号，通过与所述功能单元对应的输出端输出，以向所述功能单元提供时钟信号。
[0016]可选的，任一信号源单元包括信号生成电路和可编程增益放大电路，
[0017]所述信号生成电路被设置为根据所述时钟信号生成对应的射频信号；
[0018]所述可编程增益放大电路被设置为对对应的射频信号进行放大处理；
[0019]其中，所述任一信号源单元为所述第一信号源单元或所述第二信号源单元。
[0020]可选的，所述信号生成电路包括锁相环芯片和第二滤波器，
[0021]所述锁相环芯片被设置为根据所述时钟信号生成对应的射频信号；
[0022]所述第二滤波器被设置为对对应的射频信号进行滤波处理。
[0023]可选的，所述可编程增益放大电路包括温度传感器，所述可编程增益放大子单元被设置为对所述第一射频信号进行放大处理，
[0024]所述温度传感器被设置为采集所述可编程增益放大子单元的温度，并将所述温度传输至所述控制单元，以供所述控制单元根据所述温度对所述可编程增益放大子单元进行监控保护。
[0025]可选的，所述信号收发模块还包括可编程运算放大电路，所述可编程运算放大电路连接在所述信号接收模块和所述模数转换单元之间，所述可编程运算放大电路被设置为对所述差频电压信号进行放大处理。
[0026]可选的，所述信号收发模块还包括电压调节单元，所述电压调节单元被设置为对所述频域近红外检测装置提供至所述信号收发模块的供电电压进行电压调节处理后，为所述信号收发模块的各功能单元进行供电。
[0027]可选的，所述信号收发模块的电路板表面设置有裸铜，所述裸铜与所述信号收发模块的接地端连接。
[0028]可选的，所述信号收发模块的电路板设置在金属外壳内。
[0029]通过本公开的实施例的信号收发装置，为近红外检测系统提供了两个可以输出相同相位、输出功率可调且稳定的射频信号源，具有高采样精度和采样率的模数转换单元，可以减少近红外检测系统中多余设备的使用，减少了近红外检测系统的体积。
[0030]通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0031]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。
[0032]图1示出了本公开的实施例的近红外检测系统的框图；
[0033]图2示出了本公开的实施例的信号收发模块的一个例子的框图；
[0034]图3示出了本公开的一个实施例的近红外探头的示意图；
[0035]图4示出了本公开的另一个实施例的近红外探头的示意图；
[0036]图5示出了本公开的实施例的近红外检测设备的示意图。
具体实施方式
[0037]现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
[0038]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
[0039]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0040]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0041]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0042]本公开的实施例提供了一种用于频域近红外成像系统的信号收发模块。
[0043]图1示出了本公开的实施例的频域近红外成像系统的框图。
[0044]如图1所示，该频域近红外成像系统1000可以包括频域近红外检测装置1300和主控装置1400，频域近红外检测装置可以包括信号收发模块1310、光发射模块1320、光接收模块1330。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于频域近红外成像系统的信号收发模块，其特征在于，所述频域近红外成像系统包括频域近红外检测装置和主控装置，所述频域近红外检测装置包括光发射模块、光接收模块、所述信号收发模块；所述光发射模块包括至少一个红外光源，所述光接收模块包括用于接收反射光的光电探测器；其中，所述反射光为被待测对象所反射至所述光电探测器的红外光；所述信号收发模块包括控制单元、第一信号源单元、第二信号源单元、模数转换单元，所述控制单元被设置为控制所述第一信号源单元向所述光发射模块输出第一射频信号，并向所述光发射模块输出对应于每个所述红外光源的控制信号，以使所述光发射模块根据所述第一射频信号和所述控制信号，通过所述至少一个红外光源依次发出设定波长的红外光；所述控制单元还被设置为控制所述第二信号源单元向所述光接收模块输出第二射频信号，以供所述光接收模块对所述光电探测器接收的所述反射光和所述第二射频信号进行外差检测，得到差频电压信号；其中，所述第一射频信号和所述第二射频信号的相位相同；所述模数转换单元被设置为对所述差频电压信号进行模数转换处理，得到所述待测对象的近红外检测数据，并将所述近红外检测数据传输至所述主控装置，以供所述主控装置根据所述近红外检测数据检测所述待测对象的神经活动。2.根据权利要求1所述的信号收发模块，所述信号收发模块还包括时钟单元，所述时钟单元被设置为向所述信号收发模块的各功能单元提供时钟信号。3.根据权利要求2所述的信号收发模块，所述时钟单元包括晶振、开关子单元、时钟缓冲器和用于输入外部时钟信号的外部时钟输入端，所述晶振被设置为产生内部时钟信号；所述晶振和所述外部时钟输入端均通过所述开关子单元与所述时钟缓冲器的输入端连接，所述时钟缓冲器被设置为将输入的所述内部时钟信号或所述外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小俚，李英伟，周政璇，陈子锐，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：