Mr主动跟踪系统的制作方法_2

文档序号:9475230阅读:来源:国知局
[0030]图6A和6B示出了 MR主动跟踪系统的另一可选方面,其中在线圈处的IC处供应电源。
[0031]图7示出了 MR主动跟踪系统的另一方面,其中无线模块可被包括在被跟踪的设备中。
[0032]图8是示出了 MR可兼容感应式线缆的图,其中非谐振滤波器以与邻近线圈处的IC的可选的谐振LC滤波器相分隔开的关系沿线缆分布。
[0033]图9是示例性MR可兼容传导线缆的截面图,该示例性MR可兼容传导线缆形成了沿线缆的长度方向分布的非谐振滤波器并且每个线缆形成了邻近线圈处的IC的可选谐振LC滤波器。
[0034]图10示出了图9A的非谐振滤波器和可选谐振LC滤波器的详细视图。
[0035]图11示出了感应线,其中形成自单个导线的多个非谐振电感器被成组到一起并且沿该导线分布且还形成邻近线圈处的IC的可选谐振LC滤波器。
[0036]图12是被置于示例性感应线缆内侧的共径绕线以及邻近线圈处的IC的可选的谐振LC滤波器的示意图。
【具体实施方式】
[0037]参考图2,根据本发明的MR主动跟踪系统10包括线圈处的IC电路,该IC电路包括主动跟踪线圈12 ;位于邻近主动跟踪线圈处的集成电路14 ;用于将接收的并下变频的MR信号安全地传送至跟踪接收器20的装置16 ;以及用于将基准频率、电力、和地电位(ground)从跟踪接收器传送至IC的装置。
[0038]根据本发明的一个方面,跟踪线圈12可包括电路板上的走线,盘绕导线(coiledwire),和/或偶极子(dipole)。位于与主动跟踪线圈相邻的集成电路14可包括低噪声放大器22、下变频器24、信号发送级、和/或支持硬件。用于在跟踪接收器和线圈处的IC之间进行传送的装置包括线缆构架16,该线缆构架16包括形成了如下文所述的至少一个非谐振滤波器的导线、一个或多个高阻抗导线、光纤线缆和/或上述的任何组合,这取决于要传输的信号的数目。例如,在图2中所述的示例性实施例中,用线缆16接收两条导线。形成了至少一个非谐振滤波器的导线或传导路径可以可选地包括至少一个谐振LC滤波器。谐振LC滤波器最常放置在邻近线圈处的IC处;然而,谐振LC滤波器可被放置在邻近跟踪接收器处。另外,谐振LC滤波器可包括放置在邻近线圈处的IC的多个谐振LC滤波器,或放置在邻近跟踪接收器处的多个谐振LC滤波器,或者既包括放置在邻近线圈处的IC的多个谐振LC滤波器又包括放置在邻近跟踪接收器处的多个谐振LC滤波器。
[0039]用于将接收并下变频的MR信号传送至跟踪接收器的导线可包括一个或多个高阻抗导线或者一个或多个光纤线缆。如果用于进行传送的装置包括一个或多个光纤线缆,那么线圈处的IC 11可包括光纤驱动电路和任何所需的支持硬件(例如,调制器)。此外,如果使用了光纤线缆,那么光-电换能器(light-to-power transducer)电路被用于线圈处的IC中。用于将基准频率从跟踪接收器20传送至线圈处的IC 11的装置也可以包括上文针对用于将接收并下变频的MR信号安全地传送至跟踪接收器的装置所述的元件。
[0040]现在参考图3,本发明的另一方面包括:将频率估计器电路26放置到线圈处的IC11上,使得频率信息通过MR安全装置16被从线圈处的IC 11传递到跟踪接收器20,通过示例而非限制的方式,该MR安全装置16包括高阻抗导线;光纤线缆(包括光纤驱动电路和任何需要的支持硬件);或者形成了至少一个非谐振滤波器的导线。可选地,形成了至少一个非谐振滤波器的导线或传导路径可包括至少一个谐振LC滤波器,如下文所述。
[0041]再次参考图3,线圈处的IC上的下变频器24被示出但可被可选地包括。如果下变频器24被可选地消去,那么用于发送基准频率信号的装置18也可被消去。频率信息信号可以是电压、光代码、其速率表示频率的脉冲信号等等。估计频率的一种方式可以是实现零点交叉(zero-crossing)电路,该零点交叉电路在每次零点交叉时通过光纤线缆向跟踪接收器20发送光脉冲。通过测量脉冲之间的时间,可以进行频率估计。本领域技术人员将认识到:取决于频率信息信号,模拟至数字转换器也可被可选地消去。例如,上文的零点交叉电路不需要模拟至数字转换器。
[0042]主动跟踪系统10的另一方面在图4中示出并且其包括将模拟至数字转换器(ADC) 28放置到线圈处的IC 11上,使得数字信号通过MR安全装置16被从线圈处的IC 11传送至跟踪接收器20。MR安全装置16可包括高阻抗导线;一个或多个光纤线缆(包括光纤驱动电路和任何需要的支持硬件);形成了至少一个非谐振滤波器的导线,或者上述各项的任何组合。本领域技术人员将认识到:包含或形成了至少一个非谐振滤波器的任何传导路径被视为在本发明的范围内。可选地,形成了至少一个非谐振滤波器的导线或传导路径可包括至少一个谐振LC滤波器,如下文所述。
[0043]再参考图4,用于模拟至数字转换器28的ADC时钟信号30可通过MR安全装置16从跟踪接收器20传送至线圈处的1C,该MR安全装置包括高阻抗导线、一个或多个光纤线缆(包括光纤驱动电路和任何需要的支持硬件)、或者形成了至少一个非谐振滤波器16的导线或者上述各项的任何组合。如上所述,本领域技术人员将认识到:包含或形成了至少一个非谐振滤波器的任何传导路径被视为在本发明的范围内。可选地,形成了至少一个非谐振滤波器的导线或传导路径可包括至少一个谐振LC滤波器,如下文所述。因此,在一个示例性实施例中,供应线圈处的IC的电源线是感应式的。
[0044]图4中示出的发明可以可选地包括下变频器24或频率估计器26。如果下变频器24被消去,那么不需要基准频率信号并且导线18也可被消去。如果需要基准频率信号,那么导线18还可被用于生成ADC时钟信号30。此外,在IC顶端处的频率估计器26也是可选的并且此功能可位于跟踪接收器20处,如图2中所示。
[0045]现在参考图5A和5B,示出了发明10的另一方面。除在线圈处的IC中生成基准频率信号之外,线圈处的IC可包括图2-4中所述的任何元件,例如下变频器、频率估计器等等。这消去了对于从跟踪接收器20递送基准频率信号的导体的需求。这可以数种方式来实现,例如如图5A中所示在线圈处的IC上包括振荡器32和支持电路、或者在线圈处的IC上使用传感线圈34和支持电路来对MR传输激励脉冲进行采样并根据MR传输激励脉冲来生成频率基准信号。频率生成器36将使用所接收的MR激励脉冲载波来生成频率基准信号。如果使用了传感线圈,传感线圈34还可包括跟踪线圈。可替换地,传感线圈34可被置于邻近跟踪线圈处(未示出)。可替换地,如图5B最佳地所示,线圈处的IC可既包括跟踪线圈又包括传感线圈。本领域技术人员将认识到:本发明可包括多个跟踪线圈,其中每个跟踪线圈被耦合至相应的IC和通信线;或者本发明可包括多个跟踪线圈,其中每一个跟踪线圈被单个通信线耦合至单个1C,这两种情形都在本发明所意图保护的范围内。本领域技术人员还将认识到:在不背离本发明的范围的情况下,本发明还可包括多个跟踪线圈,其中每一个跟踪线圈被单个通信线耦合至单个1C,其中该IC并入了在单个线上传输多个通信信号的诸如复用的方法。因此,线圈处的IC可包括一个或两个线圈。如果使用一个线圈,那么该线圈在一个电路中既是跟踪线圈也是传感线圈。可替换地,该电路可被分离以形成两个电路。如果使用两个线圈,即传感线圈和跟踪线圈,那么每个线圈可具有其自身的专用电路。传感线圈34的输出可以可选地被低噪声放大器22所放大,如图5B中所示,或者由它自身的内部低噪声放大器来放大,以用于生成基准频率信号。然而,本领域技术人员将认识到:如果MR激励脉冲具有高幅度,那么低噪声放大器22可以被可选地消去。
[0046]如本领域技术人员将认识到的那样,图2-5中所示的系统需要电力。现在参考图6A,如果电力是由跟踪接收器20供应的,那么通过如上所述的那些MR安全连接(例如,高阻抗导线,光纤线缆,或者形成至少一个非谐振滤波器的导线)将电力路由至线圈处的1C。如果使用光纤线缆,那么光-电换能器电路被用于线圈处的IC中。本领域技术人员将再次认识到:包含或形成了至少一个非谐振滤波器的任何传导路径被视为在本发明的范围内。可选地,形成了至少一个非谐振滤波器的导线或传导路径可包括至少一个谐振LC滤波器。
[0047]参考图6B,示出了根据本发明的主动跟踪系统的另一方面。用于线圈处的IC的电力由线圈处的IC来提供。主动跟踪系统600通过使用传感线圈634和电力生成电路(本领域技术人员所知的传统的AC至DC转换技术)从MR传输激励脉冲中获得能量来在线圈处的IC 611上生成电力,这类似于RFID应用。在这样的系统中,传感线圈634可以是跟踪线
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