磁共振成像(MRI)可以准确、无创地采集活体信息,在临床医学与科学研究等领域有着广泛应用。磁共振成像仪中的梯度子系统用于产生梯度磁场,以实现对成像物体的空间编码。其中的梯度波形发生器的作用是产生梯度电压波形,并且通常还可对梯度波形进行预加重处理。预加重可以分为模拟预加重和数字预加重。其中,模拟预加重通过模拟电路来实现,其缺点是波形拟合的灵活性较差。数字预加重是利用数字电路计算波形数据并将计算后的数据通过数模转换器转换成模拟信号的,其缺点是预加重波形会占用更多的DAC位数,导致波形发生器输出波形分辨率降低。针对上述问题,本文设计了一种基于模拟预加重具有预失真功能的梯度波形发生器,采用模拟微分电路对梯度波形进行预失真处理,可同时对梯度波形施加过冲和欠冲,增加了波形拟合的灵活性。设计中采用了数字电位计代替机械电位计来实现模拟微分电路,可提高预失真波形参数调节的灵活性和稳定性。此外,本文中的波形发生器是设计成基于PCI总线的印刷电路板的,设计中通过优化波形发生器的内部逻辑降低了波形发生器所占用的计算机PCI地址空间,便于进行多通道MRI系统的扩展。