1、核磁共振波譜儀是利用不同元素原子核性質(zhì)的差異分析物質(zhì)的磁學(xué)式分析儀器，廣泛用于化合物的結(jié)構(gòu)測(cè)定、定量分析和醫(yī)學(xué)研究等方面。商用的核磁共振波譜儀雖然功能強(qiáng)大，但體積過(guò)大，價(jià)格過(guò)高限制了其在要求輕便靈活的場(chǎng)合中的應(yīng)用。隨著芯片的高度集成化和功能多樣化，儀器設(shè)備也朝著小型化發(fā)展，無(wú)論是商用還是教學(xué)科研等場(chǎng)合對(duì)小型化核磁共振譜儀的需求也將越來(lái)越大。
　　本文以國(guó)家自然科學(xué)基金“基于電化學(xué)——核磁共振聯(lián)用系統(tǒng)的研制及其應(yīng)用”為課題背景，以核

2、磁共振波譜儀的小型化為目標(biāo)，提出一種小型化NMR波譜儀的方案，并著重對(duì)控制臺(tái)核心板FPGA系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　核心板FPGA系統(tǒng)以FPGA芯片為核心，包含了時(shí)鐘模塊，DDR2內(nèi)存模塊，配置芯片模塊，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)模塊，復(fù)位模塊，以及串口、網(wǎng)絡(luò)接口和JTAG接口等外圍接口模塊。
　　由于該核心板涉及較多高速信號(hào)，所以在PCB的設(shè)計(jì)時(shí)，必須按照高速數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文首先對(duì)高速電路方面的理論進(jìn)行了介紹，包

3、括傳輸線理論、高速電路中信號(hào)完整性、電源完整性、電磁兼容性的危害以及解決措施等內(nèi)容。在PCB的設(shè)計(jì)時(shí)，采用14層板設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，阻抗匹配，電源和地平面分割，布局布線等方面的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)，利用IBIS模型，采用HyperLynx軟件仿真的方法對(duì)反射和串?dāng)_等信號(hào)完整性問(wèn)題進(jìn)行分析，由仿真結(jié)果來(lái)分析指導(dǎo)PCB布局布線設(shè)計(jì)。除此之外，本文還介紹了FPGA的開(kāi)發(fā)工具，硬件描述語(yǔ)言以及脈沖發(fā)射模塊的設(shè)計(jì)。文章最后介紹對(duì)硬件的調(diào)試。<