專利名稱：一種超聲診斷儀發(fā)射模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超聲診斷儀發(fā)射模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的超聲系統(tǒng)中，由開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖波形發(fā)射到超 聲換能器上。為提高超聲系統(tǒng)對(duì)人體組織的縱向分辨率，通常要求使用
窄寬度脈沖；但是窄寬度脈沖帶來(lái)的是發(fā)射能量的減少，導(dǎo)致超聲系統(tǒng) 對(duì)人體組織探測(cè)深度的降低。
現(xiàn)有技術(shù)的的超聲系統(tǒng)的發(fā)射脈沖采用的是連續(xù)兩電平或連續(xù)三 電平波形，只能產(chǎn)生簡(jiǎn)單的單極或者雙極脈沖。這種發(fā)射脈沖通過(guò)換能 器轉(zhuǎn)換為超聲信號(hào)進(jìn)入人體組織，產(chǎn)生的回波特征不明顯，當(dāng)探測(cè)深度 加大，反射回波的能量迅速降低，很容易淹沒(méi)在系統(tǒng)噪聲之中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種超聲診斷儀發(fā)射模塊，克服現(xiàn) 有技術(shù)超聲診斷儀發(fā)射模塊發(fā)射脈沖過(guò)窄，影響人體組織探測(cè)深度的缺 陷以及簡(jiǎn)單的單極或者雙極脈沖回波特征不明顯、容易^皮系統(tǒng)噪聲淹沒(méi) 的缺陷。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為 一種超聲診斷儀發(fā)射模塊，包括發(fā)射控制單元和與其相連的發(fā)射單 元，所述發(fā)射控制單元用于產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出到所述發(fā)射單元，所述
發(fā)射單元用于根據(jù)收到的所述控制信號(hào)發(fā)射由至少5個(gè)不同電平組成的 脈沖波形。
所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其中所述發(fā)射控制單元設(shè)為現(xiàn)場(chǎng)可編 程門(mén)陣列器件FPGA。
所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其中所述發(fā)射控制單元輸出不同的控 制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述發(fā)射單元輸出不同的電平。
所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其中所述發(fā)射單元包括至少5個(gè)信號(hào) 通路，每個(gè)所述信號(hào)通路包括依次相連的電平轉(zhuǎn)換模塊、交流耦合模塊 和高壓開(kāi)關(guān)模塊。
所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其中所述高壓開(kāi)關(guān)模塊設(shè)為MOS開(kāi)關(guān)。
所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其中所述電平轉(zhuǎn)換模塊設(shè)為電平轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明超聲診斷儀發(fā)射模塊使用5個(gè)不同的 電平構(gòu)成不同的^^沖波形，因此可以形成多種形式各^f的寬^K沖波形， 由此保證了發(fā)射模塊的發(fā)射能量，增加了人體組織探測(cè)深度；并且所形 成的單脈沖或雙極性脈沖具有明顯的回波特征，大大減小了回波信號(hào)被 噪聲淹沒(méi)的機(jī)率。
本發(fā)明包括如下附圖
圖1為本發(fā)明超聲診斷儀發(fā)射模塊示意圖2為本發(fā)明超聲診斷儀發(fā)射模塊細(xì)化模塊示意圖3為本發(fā)明超聲診斷儀發(fā)射模塊實(shí)現(xiàn)電路示意圖4為本發(fā)明超聲診斷儀發(fā)射模塊發(fā)射的脈沖波形之一； 圖5為本發(fā)明超聲診斷儀發(fā)射模塊發(fā)射的脈沖波形之二。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明 如圖l所示，本發(fā)明超聲診斷儀發(fā)射模塊包括發(fā)射控制單元和與其 相連的發(fā)射單元。發(fā)射單元采用兩個(gè)雙極性電壓(其中HVNN1=-HVPP1, HVNN2=-HVPP2 = (1/2)*HVPP1)和一個(gè)0V(GND)電位， 一共五個(gè)等級(jí) 的電平作為發(fā)射脈沖的輸出電平。發(fā)射控制單元輸出五個(gè)控制信號(hào)來(lái)分 別控制五個(gè)電平的輸出，其真值表見(jiàn)表l:
控制信號(hào)輸出電壓值
ENP1E麗lENP2ENN2RTZ
10000HVPP1
01000HVNN1
00100HVPP2
00010HVNN2
00001GND
表1
如圖2所示，發(fā)射控制單元是用FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)產(chǎn)生5個(gè)邏輯控制信號(hào)，其控制方式如表1 所示。需要注意的是對(duì)于5個(gè)控制信號(hào)必須保證在同一個(gè)時(shí)刻只能有一 個(gè)信號(hào)為1，其他為0,否則會(huì)有短路情況出現(xiàn)。對(duì)于發(fā)射脈沖的頻率 控制(即控制發(fā)射脈沖的寬度)，可以通過(guò)5個(gè)使能信號(hào)的長(zhǎng)度來(lái)控制。 發(fā)射單元是由5個(gè)相同的信號(hào)通路構(gòu)成，每個(gè)信號(hào)通路分別對(duì)應(yīng)于一個(gè) 輸出電平。而每個(gè)信號(hào)通路則分別由三個(gè)部分構(gòu)成電平轉(zhuǎn)換模塊、交 流耦合模塊和MOS開(kāi)關(guān)模塊。電平轉(zhuǎn)換模塊的作用是將FPGA輸出的
邏輯電平(一般為3.3V)轉(zhuǎn)換為能控制MOS開(kāi)關(guān)所需要的電壓(一般 為12V)。交流耦合i^莫塊的作用是保證輸入MOS開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)是短脈 沖信號(hào)，防止由于誤觸發(fā)使MOS開(kāi)關(guān)處于一直開(kāi)啟的狀態(tài)。MOS開(kāi)關(guān) 模塊的作用是通過(guò)MOS管的導(dǎo)通或截止來(lái)達(dá)到接通或關(guān)斷相應(yīng)高壓電 平的目的。最后將五個(gè)通路連接在一起，就能得到需要的輸出脈沖波形。 如圖3所示，Ul為FPGA，實(shí)現(xiàn)發(fā)射控制單元的功能，輸出五個(gè)控 制4言號(hào)ENP1、 ENN1、 ENP2、 ENN2、 RTZ。 Gl、 G2、 G3、 G4、 G5為 電平轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換模塊的功能。Gl、 G3和G4所在的通路使用 的是P溝道MOS管控制輸出電平(HVPP1、 HVPP2和GND)，因而同 其他通路相比，電平轉(zhuǎn)換器G1、 G3和G4還實(shí)現(xiàn)了電平反相的功能。 Cl、 C2、 C3、 C4、 C5為耦合電容，實(shí)現(xiàn)交流耦合模塊的功能。 Rl、 R3、 R5、 R7、 R9為阻尼電阻，防止控制信號(hào)在高頻時(shí)的過(guò)沖。 Dl、 D2、 D3、 D4、 D 5為Schottky 二極管，其作用是提高開(kāi)關(guān)速度。
R2、 R6、 R8為上^立電阻，R4、 R10為下拉電阻，它們的作用是在 沒(méi)有控制脈沖到來(lái)的時(shí)候使MOS管的柵極和源極的電壓一致從而截止。
Ml、 M2、 M3、 M4、 M5為增強(qiáng)性MOS管。其中M1、 M3、 M5 為P-MOS，用于正壓和OV的控制；M2、 M4為N-MOS，用于負(fù)壓的 控制。其工作機(jī)理為當(dāng)沒(méi)有控制脈沖耦合到MOS管的柵極時(shí)，由于 上拉(或下拉)電阻的存在，MOS管的柵極和源極的電壓一致從而截止。 當(dāng)有控制脈沖到來(lái)時(shí)，MOS管的柵極和源極的壓差(一般為12V)大于 開(kāi)啟電壓UGS,從而MOS導(dǎo)通。輸出電平即為導(dǎo)通MOS所對(duì)應(yīng)的電位。
D6、 D7、 D8為單向?qū)ǘO管，用于五個(gè)輸出電平之間的連接。 圖4為本發(fā)明超聲診斷儀發(fā)射模塊發(fā)射的一種脈沖波形，用到了所 有的五個(gè)電平。該波形的包絡(luò)近似于正弦波形，在連續(xù)脈沖多普勒(CW) 系統(tǒng)中，能有效的降低二次及多次諧波失真，提高系統(tǒng)的分辨率。由于
該波形為雙極性波形，所以還可以運(yùn)用于組織諧波成像。
如圖5所示為另一種發(fā)射脈沖波形，該脈沖波形相相對(duì)于普通的發(fā) 射脈沖有明顯的特征，即兩個(gè)大脈沖中間包括兩個(gè)小脈沖。所以接收到
的信號(hào)中，如果也包含這種特征，那么可以說(shuō)明該接收信號(hào)為有用的特 征信號(hào)。以上實(shí)例只說(shuō)明了兩種發(fā)射脈沖波形，很明顯，當(dāng)采用不同的 控制碼的時(shí)候，可以形成很多種的發(fā)射脈沖波形。因此對(duì)于其他的發(fā)射 脈沖波形，也應(yīng)該限定于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和精神，可以有多種變形方案 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局 限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu) 變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種超聲診斷儀發(fā)射模塊，其特征在于包括發(fā)射控制單元和與其相連的發(fā)射單元，所述發(fā)射控制單元用于產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出到所述發(fā)射單元，所述發(fā)射單元用于根據(jù)收到的所述控制信號(hào)發(fā)射由至少5個(gè)不同電平組成的脈沖波形。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其特征在于所 述發(fā)射控制單元設(shè)為現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件FPGA。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其特征在于所 述發(fā)射控制單元輸出不同的控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述發(fā)射單元輸出不同的 電平。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其特征在于所 述發(fā)射單元包括至少5個(gè)信號(hào)通路，每個(gè)所述信號(hào)通路包括依次相連的 電平轉(zhuǎn)換模塊、交流耦合模塊和高壓開(kāi)關(guān)模塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其特征在于所 述高壓開(kāi)關(guān)模塊設(shè)為MOS開(kāi)關(guān)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲診斷儀發(fā)射模塊，其特征在于所 述電平轉(zhuǎn)換模塊設(shè)為電平轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超聲診斷儀發(fā)射模塊，包括發(fā)射控制單元和與其相連的發(fā)射單元，所述發(fā)射控制單元用于產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出到所述發(fā)射單元，所述發(fā)射單元用于根據(jù)收到的所述控制信號(hào)發(fā)射由至少5個(gè)不同電平組成的脈沖波形。本發(fā)明超聲診斷儀發(fā)射模塊使用5個(gè)不同的電平構(gòu)成不同的脈沖波形，因此可以形成多種形式各樣的寬脈沖波形，由此保證了發(fā)射模塊的發(fā)射能量，增加了人體組織探測(cè)深度；并且所形成的單脈沖或雙極性脈沖具有明顯的回波特征，大大減小了回波信號(hào)被噪聲淹沒(méi)的機(jī)率。
文檔編號(hào)A61B8/00GK101176674SQ20071007749
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者海 蘭, 劉明宇 申請(qǐng)人:深圳市藍(lán)韻實(shí)業(yè)有限公司