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超聲換能器驅(qū)動電路和超聲圖像顯示設(shè)備的制作方法與工藝

文檔序號:11965383閱讀:307來源:國知局
超聲換能器驅(qū)動電路和超聲圖像顯示設(shè)備的制作方法與工藝
本文描述的實施例涉及超聲換能器驅(qū)動電路和超聲圖像顯示設(shè)備。

背景技術(shù):
超聲換能器驅(qū)動電路是朝超聲換能器向輸出線輸出由正脈沖和負(fù)脈沖組成的脈沖并且驅(qū)動超聲換能器的電路。作為這種超聲換能器驅(qū)動電路,控制輸出電壓并且供應(yīng)電流用于驅(qū)動超聲換能器的電壓輸出型電路在例如日本未經(jīng)審查的專利公開號2009-101072中描述。特別地,電壓輸出型電路包括向上文提到的輸出線輸出正電壓的正電壓輸出電路,和向上文提到的輸出線輸出負(fù)電壓的負(fù)電壓輸出電路。在該超聲換能器驅(qū)動電路中,當(dāng)負(fù)脈沖要從上文提到的輸出線處于正電壓所處的狀態(tài)生成時,上文提到的負(fù)電壓輸出電路被觸發(fā)來操作;并且當(dāng)正脈沖要從上文提到的輸出線處于負(fù)電壓所處的狀態(tài)生成時,上文提到的正電壓輸出電路被觸發(fā)來操作。當(dāng)上文提到的負(fù)電壓輸出電路被觸發(fā)以在從上文提到的輸出線供應(yīng)有正電壓所處的狀態(tài)生成負(fù)脈沖時操作,產(chǎn)生于電荷(其已在上文提到的超聲換能器中充電)的電流在該負(fù)電壓輸出電路中持續(xù)一定時段地流動并且消耗功率。進(jìn)而,當(dāng)上文提到的正電壓輸出電路被觸發(fā)以在從上文提到的輸出線處于負(fù)電壓所處的狀態(tài)產(chǎn)生正脈沖時操作時,產(chǎn)生于電荷(其已在上文提到的超聲換能器中充電)的電流在該正電壓輸出電路中持續(xù)一定時段地流動并且消耗功率。因此,降低功耗變成問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
在一個方面中,超聲換能器驅(qū)動電路向輸出線供應(yīng)輸出電流或輸出電壓用于驅(qū)動超聲換能器。該超聲換能器驅(qū)動電路包括:第一電流放電電路,其在輸出線處于正電壓時允許產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從輸出線流到地;和第二電流放電電路,其在輸出線處于負(fù)電壓時允許產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從地流到輸出線。該第一和第二電流放電電路的操作根據(jù)輸出電流或輸出電壓來控制。在這里,輸出電流或輸出電壓是超聲換能器驅(qū)動電路的輸出線的電流或電壓。在另一個方面中,超聲換能器驅(qū)動電路包括:電流輸出型電路,其控制用于驅(qū)動超聲換能器的輸出電流;和電流控制單元,其向電流輸出型電路輸出電流用于控制輸出電流。該電流輸出型電路包括:第一電流放電電路,其在輸出線處于正電壓時允許產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從輸出線流到地;和第二電流放電電路,其在輸出線處于負(fù)電壓時允許產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從地流到輸出線。該第一電流放電電路和第二電流放電電路的操作由來自電流控制單元的電流控制。在這里,輸出電流是電流輸出型電路的輸出線的電流。在再另一個方面中,超聲換能器驅(qū)動電路包括:電壓輸出型電路,其控制輸出電壓并且向輸出線供應(yīng)電流用于驅(qū)動超聲換能器;和連接到輸出線的第一電流放電電路和第二電流放電電路。該第一電流放電電路是這樣的電路,其在輸出線處于正電壓時允許產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從輸出線流到地,并且第二電流放電電路是這樣的電路,其在輸出線處于負(fù)電壓時允許產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從地流到輸出線。該第一和第二電流放電電路的操作由輸出線與電壓輸出型電路的輸出之間的電壓差控制。在這里,輸出電壓是電壓輸出型電路的輸出線的電壓。在再另一個方面中,超聲換能器驅(qū)動電路包括:電壓輸出型電路,其控制輸出電壓并且向輸出線供應(yīng)電流用于驅(qū)動超聲換能器;和緩沖放大器,其在該電壓輸出型電路與超聲換能器之間提供并且取電壓輸出型電路的輸出電壓的輸入。該緩沖放大器包括:第一推挽電路,其具有連接到緩沖放大器的輸出線的第一晶體管和第二晶體管;和第二推挽電路,其具有在緩沖放大器的輸出線與地之間連接的第三晶體管和第四晶體管。相對電壓輸出型電路的輸出電壓具有預(yù)定電壓差的電壓輸入到構(gòu)成第一推挽電路和第二推挽電路的晶體管中的每個。該預(yù)定電壓差對于第四晶體管要大于對于第二晶體管,使得當(dāng)緩沖放大器的輸出線處于正電壓時,第二晶體管和第四晶體管的第四晶體管根據(jù)電壓輸出型電路的輸出電壓變成導(dǎo)通態(tài),由此允許產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從輸出線流到地。預(yù)定電壓差對于第三晶體管也大于對于第一晶體管,使得當(dāng)緩沖放大器的輸出線處于負(fù)電壓時,第一晶體管和第三晶體管的第三晶體管根據(jù)電壓輸出型電路的輸出電壓變成導(dǎo)通態(tài),由此允許產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從地流到輸出線。在這里,輸出電壓是電壓輸出型電路的輸出線的電壓。另外的方面包括超聲圖像顯示設(shè)備,其具有關(guān)于上文描述的方面中的任一個的超聲換能器驅(qū)動電路。根據(jù)上文描述的方面,當(dāng)輸出線處于正電壓時,產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從輸出線流到地。當(dāng)輸出線處于負(fù)電壓時,產(chǎn)生于在超聲換能器中積聚的電荷的電流從地流到輸出線。由此,功耗可以降低。附圖說明圖1是示出超聲圖像顯示設(shè)備的示范性實施例的框圖。圖2是示出在圖1中示出的超聲圖像顯示設(shè)備的收發(fā)段的框圖。圖3是示出在圖1中示出的超聲圖像顯示設(shè)備中的超聲換能器驅(qū)動電路的概述結(jié)構(gòu)的圖。圖4是示出在圖1中示出的超聲圖像顯示設(shè)備中的超聲換能器驅(qū)動電路的電路圖。圖5是用于解釋第一電流鏡電路如何操作的圖。圖6是用于解釋第四電流鏡電路如何操作的圖。圖7是用于解釋第三電流鏡電路如何操作的圖。圖8是用于解釋第二電流鏡電路如何操作的圖。圖9是示出第二實施例的超聲換能器驅(qū)動電路的電路圖。圖10是示出具有五級電壓的電壓波形的圖。圖11是示出第二實施例的超聲換能器驅(qū)動電路的另一個示例的電路圖。圖12是示出從電壓輸出型電路輸出的輸出電壓的波形的一個示例的圖。圖13是用于解釋第二實施例的超聲換能器驅(qū)動電路如何操作的圖。圖14是用于解釋第二實施例的超聲換能器驅(qū)動電路如何操作的圖。圖15是用于解釋第二實施例的超聲換能器驅(qū)動電路如何操作的圖。圖16是用于解釋第二實施例的超聲換能器驅(qū)動電路如何操作的圖。圖17是示出對第二實施例的修改的第一示例的超聲換能器驅(qū)動電路的電路圖。圖18是其中在圖17中示出的超聲換能器驅(qū)動電路中關(guān)閉開關(guān)的電路圖。圖19是示出對第二實施例的修改的第二示例的超聲換能器驅(qū)動電路的電路圖。圖20是示出第三實施例的超聲換能器驅(qū)動電路的電路圖。圖21是用于解釋第三實施例的超聲換能器驅(qū)動電路如何操作的圖。圖22是用于解釋第三實施例的超聲換能器驅(qū)動電路如何操作的圖。圖23是用于解釋第三實施例的超聲換能器驅(qū)動電路如何操作的圖。圖24是用于解釋第三實施例的超聲換能器驅(qū)動電路如何操作的圖。具體實施方式在下面,本發(fā)明的實施例將基于圖詳細(xì)描述。(第一實施例)首先,基于圖1-8描述第一實施例。如在圖1中示出的,超聲圖像顯示設(shè)備100包括超聲探頭101、收發(fā)器單元102、回聲數(shù)據(jù)處理單元103、顯示控制單元104、顯示單元105、操作單元106和控制單元107。超聲探頭101提供有多個超聲換能器101a用于傳送和接收超聲波。該收發(fā)器單元102包括傳送器單元1021和接收器單元1022,如在圖2中示出的。傳送器單元1021基于來自控制單元107的控制信號將用于在預(yù)定掃描條件下傳送超聲波的電信號供應(yīng)給超聲換能器101a。傳送器單元1021包括超聲換能器驅(qū)動電路1,其供應(yīng)電信號用于驅(qū)動超聲換能器101a并且促使它們傳送超聲波(未在圖2中示出;參見圖3)。稍后將提供關(guān)于超聲換能器驅(qū)動電路1的進(jìn)一步描述。接收器單元1022對由超聲探頭2接收的回聲信號執(zhí)行例如A/D轉(zhuǎn)換、定相和加等信號處理并且向回聲數(shù)據(jù)處理單元103輸出所得的回聲數(shù)據(jù)?;芈晹?shù)據(jù)處理單元103對已經(jīng)從收發(fā)器單元102輸入的回聲數(shù)據(jù)執(zhí)行處理用于產(chǎn)生超聲圖像。例如,回聲數(shù)據(jù)處理單元103執(zhí)行例如對數(shù)壓縮和包絡(luò)檢測等B模式處理以及例如正交檢測和濾波等多普勒處理。顯示控制單元104使用掃描轉(zhuǎn)換器執(zhí)行由回聲數(shù)據(jù)處理單元103獲得的數(shù)據(jù)的掃描轉(zhuǎn)換并且產(chǎn)生超聲圖像數(shù)據(jù)。然后,顯示控制單元104促使顯示單元105根據(jù)超聲圖像數(shù)據(jù)顯示超聲圖像。顯示單元105包括LCD(液晶顯示器)、CRT(陰極射線管)或任何其他類型的顯示器。操作單元106包括鍵盤和指點裝置(未示出)或諸如此類,用于允許操作者輸入命令和信息??刂茊卧?07包括CPU(中央處理單元)。該控制單元107讀取存儲在存儲器單元(其未被示出)中的控制程序并且促使超聲圖像顯示設(shè)備100的相應(yīng)部件執(zhí)行它們的功能。關(guān)于超聲換能器驅(qū)動電路1的描述基于圖3和4而提供。(多個)超聲換能器驅(qū)動電路1的數(shù)量對應(yīng)于用于傳送的超聲換能器101a(它們中僅一個在圖3中示出)的最大數(shù)量。超聲換能器驅(qū)動電路1中的每個包括電流DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)2和電流輸出型電路3。該電流輸出型電路3控制流過輸出線O的輸出電流并且將電流供應(yīng)給該輸出線O用于驅(qū)動對應(yīng)的超聲換能器101a。該輸出線O是輸出線的實施例的一個示例。實際上,輸出線O是電流輸出型電路3的輸出線并且還是超聲換能器驅(qū)動電路1中的每個的輸出線。電流輸出型電路3的輸出線是超聲換能器驅(qū)動電路1中的每個的輸出線。電流DAC2包括正電流DAC21和負(fù)電流DAC22。電流輸出型電路3包括正電流輸出型電路31和負(fù)電流輸出型電路32。電流DAC2是電流控制的實施例的一個示例。電流輸出型電路3是電流輸出型電路的實施例的一個示例。正電流DAC21和負(fù)電流DAC22輸出電流用于控制正電流輸出型電路31和負(fù)電流輸出型電路32的輸出電流。正電流DAC21連接到正電流輸出型電路31。正電流輸出型電路31的輸出電流由從正電流DAC21輸出到正電流輸出型電路31的電流控制。負(fù)電流DAC22連接到負(fù)電流輸出型電路32。負(fù)電流輸出型電路32的輸出電流由從負(fù)電流DAC22輸出到負(fù)電流輸出型電路32的電流控制。順便說一下,結(jié)合控制正電流輸出型電路31和負(fù)電流輸出型電路32的輸出電流,稍后將描述的第二電流鏡電路312和第四電流鏡電路322的操作受到控制。更具體地,第二電流鏡電路312和第四電流鏡電路322的操作由從正電流DAC21和負(fù)電流DAC22輸出的電流控制。正電流輸出型電路31向?qū)?yīng)的超聲換能器101a輸出正電流。另一方面,負(fù)電流輸出型電路32向?qū)?yīng)的超聲換能器101a輸出負(fù)電流?;趫D4詳細(xì)描述如何配置正電流輸出型電路31和負(fù)電流輸出型電路32。正電流輸出型電路31包括第一電流鏡電路311、第二電流鏡電路312和正電流開關(guān)電路313。該第一電流鏡電路311配置有晶體管Tr1和晶體管Tr2。第二電流鏡電路312配置有晶體管Tr3和晶體管Tr4。正電流開關(guān)電路313配置有晶體管Tr5和晶體管Tr6。晶體管Tr1至Tr4是p溝道型MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。晶體管Tr5、Tr6是n溝道型MOSFET。第一電流鏡電路311和第二電流鏡電路312的操作由正電流DAC21的輸出電流控制,如稍后將描述的。第一電流鏡電路311是正電流鏡電路的實施例的一個示例。第二電流鏡電路312是第二電流放電電路的實施例的一個示例。對于晶體管Tr1、Tr2,它們的柵極端子連接到彼此并且它們的源極端子連接到電力供應(yīng)電壓+HV。晶體管Tr1的漏極端子連接到晶體管Tr6的漏極端子并且晶體管Tr2的漏極端子連接到輸出線O。對于晶體管Tr3、Tr4,它們的柵極端子連接到彼此并且它們的源極端子接地。晶體管Tr3的漏極端子連接到晶體管Tr5并且晶體管Tr4的漏極端子連接到輸出線O。而且,二極管D1在晶體管Tr4的漏極端子與輸出線O之間連接。該二極管D1連接、取向成使得電流從晶體管Tr4朝輸出線O流動。對于晶體管Tr5、Tr6,它們的源極端子連接到正電流DAC21。晶體管Tr5的柵極端子連接到電壓-VrefGND并且晶體管Tr6的柵極端子連接到輸出線O。順便說一下,-VrefGND是比地下降了預(yù)定電壓的電壓。由晶體管Tr5、Tr6組成的正電流開關(guān)電路313是差分放大器電路,其中晶體管Tr6在晶體管Tr5被置于導(dǎo)通態(tài)時將關(guān)斷,而晶體管Tr6在晶體管Tr5被置于關(guān)斷態(tài)時將導(dǎo)通。晶體管Tr6在輸出線O處于正電壓時被置于導(dǎo)通態(tài)并且在輸出線O處于負(fù)電壓時被置于關(guān)斷態(tài)。因此,晶體管Tr5在輸出線O處于正電壓時被置于關(guān)斷態(tài)并且在輸出線O處于負(fù)電壓時被置于導(dǎo)通態(tài)。負(fù)電流輸出電路32包括第三電流鏡電路321、第四電流鏡電路322和負(fù)電流開關(guān)電路323。該第三電流鏡電路321配置有晶體管Tr7和晶體管Tr8。第四電流鏡電路322配置有晶體管Tr9和晶體管Tr10。負(fù)電流開關(guān)電路323配置有晶體管Tr11和晶體管Tr12。晶體管Tr7至Tr10是n溝道型MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。晶體管Tr11、Tr12是p溝道型MOSFET。第三電流鏡電路321是負(fù)電流鏡電路的實施例的一個示例。第四電流鏡電路322是第一電流放電電路的實施例的一個示例。對于晶體管Tr7、Tr8,它們的柵極端子連接到彼此并且它們的源極端子連接到電力供應(yīng)電壓-HV。晶體管Tr7的漏極端子連接到晶體管Tr12的漏極端子并且晶體管Tr8的漏極端子連接到輸出線O。對于晶體管Tr9、Tr10,它們的柵極端子連接到彼此并且它們的源極端子接地。晶體管Tr9的漏極端子連接到晶體管Tr11并且晶體管Tr10的漏極端子連接到輸出線O。而且,二極管D2在晶體管Tr10的漏極端子與輸出線O之間連接。該二極管D2連接以被取向使得電流從輸出線O朝晶體管Tr10流動。對于晶體管Tr11、Tr12,它們的源極端子連接到負(fù)電流DAC22。晶體管Tr11的柵極端子連接到電壓+VrefGND并且晶體管Tr12的柵極端子連接到輸出線O。順便說一下,+VrefGND是比地高了預(yù)定電壓的電壓。由晶體管Tr11、Tr12組成的負(fù)電流開關(guān)電路323是差分放大器電路,其中晶體管Tr12在晶體管Tr11被置于導(dǎo)通態(tài)時將關(guān)斷,而晶體管Tr12在晶體管Tr11被置于關(guān)斷態(tài)時將導(dǎo)通。晶體管Tr12在輸出線O處于正電壓時被置于關(guān)斷態(tài)并且在輸出線O處于負(fù)電壓時被置于導(dǎo)通態(tài)。因此,晶體管Tr11在輸出線O處于正電壓時被置于導(dǎo)通態(tài)并且在輸出線O處于負(fù)電壓時被置于關(guān)斷態(tài)。然后,描述本示例的超聲換能器驅(qū)動電路1如何操作。在該超聲換能器驅(qū)動電路1中,正電流從正電流輸出型電路31輸出并且負(fù)電流從負(fù)電流輸出型電路32輸出并且輸出用于驅(qū)動對應(yīng)的超聲換能器101a的電流。這在下文具體解釋。首先,第一電流鏡電路311操作并且輸出正電流+Io。具體來說,如在圖5中示出的,負(fù)電流-Ii從正電流DAC21輸入到正電流輸出型電路31。此時,晶體管Tr6被置于導(dǎo)通態(tài)并且存在流過該晶體管Tr6的電流I6。這因而產(chǎn)生流過晶體管Tr1的電流I1和流過晶體管Tr2的電流I2。該電流I2輸出到輸出線O作為正電流+Io并且該輸出線O的電壓上升并且變成正電壓。然后,第四電流鏡電路322操作并且正電流+Io的輸出促使在超聲換能器101a中積聚的電荷放電。具體地,如在圖6中示出的,正電流+Ii從負(fù)電流DAC22輸入到負(fù)電流輸出型電路32,而不是負(fù)電流-Ii從正電流DAC21輸入到正電流輸出型電路31。此時,晶體管Tr11被置于導(dǎo)通態(tài),并且因此,正電流+Ii產(chǎn)生流過晶體管Tr11的電流I11、流過晶體管Tr9的電流I9和流過晶體管Tr10的電流I10。該電流I10是產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流并且是從輸出線流到地的電流的實施例的一個示例。進(jìn)而,第三電流鏡電路321操作。具體地,電流I10的流動引起輸出線O的電壓(正電壓)中的減小。然后,當(dāng)輸出線O的電壓達(dá)到電壓+VrefGND時,晶體管Tr12變成導(dǎo)通態(tài),而晶體管Tr11變成關(guān)斷態(tài)。如在圖7中示出的,晶體管Tr12變成導(dǎo)通態(tài)產(chǎn)生流過該晶體管Tr12的電流I12。這因而產(chǎn)生流過晶體管Tr7的電流I7和流過晶體管Tr8的電流I8。該電流I8輸出到輸出線O作為負(fù)電流-Io并且該輸出線O的電壓下降并且變成負(fù)電壓。然后,第二電流鏡電路312操作并且負(fù)電流-Io的輸出促使在超聲換能器101a中積聚的電荷放電。具體地,如在圖8中示出的,負(fù)電流-Ii從正電流DAC21輸入到正電流輸出型電路31,而不是正電流+Ii從負(fù)電流DAC22輸入到負(fù)電流輸出型電路32。此時,晶體管Tr5被置于導(dǎo)通態(tài)并且因此負(fù)電流-Ii產(chǎn)生流過晶體管Tr5的電流I5、流過晶體管Tr3的電流I3以及流過晶體管Tr4的電流I4。該電流I4是產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流并且是從地流到輸出線的電流的實施例的一個示例。電流I4的流動引起輸出線O的電壓(負(fù)電壓)的增加。然后,當(dāng)輸出線O的電壓達(dá)到電壓-VrefGND時,晶體管Tr6變成導(dǎo)通態(tài),而晶體管Tr5變成關(guān)斷態(tài)。晶體管Tr6變成導(dǎo)通態(tài)再次產(chǎn)生電流I2并且正電流+Io供應(yīng)給輸出線O。根據(jù)本示例的超聲換能器驅(qū)動電路1,當(dāng)輸出線O處于正電壓時,產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流經(jīng)由第四電流鏡電路322從輸出線O流到地。同樣,當(dāng)輸出線O處于負(fù)電壓時,產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流經(jīng)由第二電流鏡電路312從地流到輸出線O。這樣,產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流未流過第一電流鏡電路311和第三電流鏡電路321,并且從而,功耗可以降低。(第二實施例)接著,描述第二實施例。正如第一實施例的超聲換能器驅(qū)動電路1一樣,本示例的超聲換能器驅(qū)動電路50在超聲圖像顯示設(shè)備100(參見圖1和圖2)的傳送器單元1021中提供。如在圖8中示出的,超聲換能器驅(qū)動電路50中的每個包括電壓輸出型電路51、第一電流放電電路52和第二電流放電電路53。該電壓輸出型電路51控制輸出線O的輸出電壓并且向輸出線O供應(yīng)電流用于驅(qū)動對應(yīng)的超聲換能器101a。該輸出線O是輸出線的實施例的一個示例。輸出線O是電壓輸出型電路51的輸出線并且還是超聲換能器驅(qū)動電路1中的每個的輸出線。電壓輸出型電路51的輸出線是超聲換能器驅(qū)動電路50中的每個的輸出線。電壓輸出型電路51是多級脈沖器,其具有三個或以上級別的輸出電壓。例如,電壓輸出型電路51輸出五級電壓作為輸出電壓,如在圖10中圖示的。然而,這不視為限制性的。電壓輸出型電路51包括運算放大器511。供應(yīng)正供應(yīng)電壓的正電力供應(yīng)512和供應(yīng)負(fù)供應(yīng)電壓的負(fù)電力供應(yīng)513連接到該運算放大器511。而且,電力供應(yīng)514連接到運算放大器511的非反向輸入端子(+)。該電力供應(yīng)514的一端連接到該非反向輸入端子(+)并且另一端接地。電阻器R1在運算放大器511的反向輸入端子(-)與地之間連接。一端連接到輸出線O并且具有電阻器R2的反饋線FL的另一端連接在該電阻器R1與反向輸入端子(-)之間。從而,經(jīng)過該反饋線FL,輸出線O的輸出電壓由電阻器R2劃分并且輸入到反向輸入端子(-)。第一電流放電電路52和第二電流放電電路53沿輸出線O提供。也就是說,第一電流放電電路52和第二電流放電電路53在電壓輸出型電路51與對應(yīng)的超聲換能器101a之間提供。第一電流放電電路52配置有電流鏡電路,其具有晶體管Tr21和Tr22。第二電流放電電路53配置有電流鏡電路,其具有晶體管Tr23和Tr24。晶體管Tr21和Tr22是p溝道型MOSFET并且晶體管Tr23和Tr24是n溝道型MOSFET。對于晶體管Tr21和Tr22,它們的柵極端子連接到彼此并且它們的源極端子連接到超聲換能器101a。晶體管Tr21的漏極端子連接到電壓輸出型電路51并且晶體管Tr22的漏極端子接地。對于Tr23、Tr24,它們的柵極端子連接到彼此并且它們的源極端子連接到超聲換能器101a。晶體管Tr23的漏極端子連接到電壓輸出型電路51并且晶體管Tr24的漏極端子接地。在這里,晶體管T21、T22與運算放大器511的輸出端子之間的路徑假設(shè)為第一輸出線O1。晶體管Tr21至Tr24與超聲換能器101a之間的路徑假設(shè)為第二輸出線O2。即,輸出線包括第一輸出線O1和第二輸出線O2。第一輸出線O1的一端連接到運算放大器511的輸出端子并且另一端分支以連接晶體管Tr21和Tr23的漏極端子。第一電流放電電路52和第二電流放電電路53的操作根據(jù)電壓輸出型電路51的輸出電壓來控制。在本示例中,第一電流放電電路52和第二電流放電電路53的操作由第二輸出線O2與第一輸出線O1之間的電壓差控制。稍后將提供進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。二極管D21和D23在第一輸出線O1的分支上的點處連接。二極管D21連接以被取向使得電流從晶體管Tr21朝運算放大器511的輸出端子流動。二極管D23連接以被取向使得電流從運算放大器511的輸出端子朝晶體管Tr23流動。然而,可不一定提供二極管D21和D23。二極管D22在晶體管Tr22與地之間連接。二極管D24在晶體管Tr24與地之間連接。二極管D22連接以被取向使得電流從晶體管Tr22朝地流動。二極管D24連接以被取向使得電流從地朝晶體管Tr24流動。在這里,如在圖11中示出的,二極管D21可在晶體管Tr21的源極端子與第二輸出線O2之間連接。二極管D22可在晶體管Tr22的源極端子與第二輸出線O2之間連接。二極管D23可在晶體管Tr23與第二輸出線O2之間連接。二極管D24可在晶體管Tr24與第二輸出線O2之間連接。盡管未特別示出,可提供額外的電路來避免晶體管Tr21至Tr24的柵極與源極端子之間的過多反向電壓。然后,描述本示例的超聲換能器驅(qū)動電路1如何操作。在該超聲換能器驅(qū)動電路1中,具有在圖12中示出的波形的電壓從電壓輸出型電路51輸出。在圖12中,輸出電壓的波形被簡化并且表示為正弦波。在第二輸出線O2處于接地電壓所在的狀態(tài)中,當(dāng)輸出電壓在時間t1處開始從電壓輸出型電路51向第一輸出線O1供應(yīng)時,該第一輸出線O1的電壓上升并且輸出電壓變成正電壓。這產(chǎn)生流過晶體管Tr23的電流I23,如在圖13中示出的,并且第二輸出線O2的電壓上升。然后,在電壓輸出型電路51的輸出電壓已經(jīng)在時間t2處達(dá)到峰值后,在它開始下降時,第二輸出線O2的電壓變得小于第一輸出線O1的電壓,由此產(chǎn)生流過晶體管Tr21的電流I21和流過晶體管Tr22的電流I22,如在圖14中示出的。電流I21是從第二輸出線O2朝第一輸出線O1流動的電流。電流I22是從第二輸出線O2朝地流動的電流。然后,在電壓輸出型電路51的輸出電壓已經(jīng)在時間t3處變成等于地電壓后,在它進(jìn)一步下降并且變成負(fù)電壓時,第二輸出線O2變得低于地電壓,從而導(dǎo)致僅電流I21流動但電流I22不流動,如在圖15中示出的。然后,在電壓輸出型電路51的輸出電壓已經(jīng)變成最小值后,在它開始上升時,第一輸出線O1的電壓變得大于第二輸出線O2的電壓,由此產(chǎn)生流過晶體管Tr23的電流I23和流過晶體管Tr24的電流I24,如在圖16中示出的。電流I23是從第一輸出線O1朝第二輸出線O2流動的電流。電流I23是從地朝第二輸出線O2流動的電流。根據(jù)本示例的超聲換能器驅(qū)動電路50,當(dāng)輸出線O處于正電壓時,產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流經(jīng)由第一電流放電電路52從第二輸出線O2流到地作為電流I22并且還從第二輸出線O2流到第一輸出線O1作為電流I21。因此,功耗可以降低等于流動的電流I22的量的量。同樣,當(dāng)輸出線O處于負(fù)電壓時,產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流經(jīng)由第二電流放電電路53從地流到第二輸出線O2作為電流I24并且還從第一輸出線O1流到第二輸出線O2作為電流I23。因此,功耗可以降低等于流動的電流I24的量的量。接著,描述對第二實施例的修改的示例。首先,描述第一修改示例。在該第一修改示例的超聲換能器驅(qū)動電路50中,在晶體管Tr21與Tr22之間(即,在晶體管Tr21與Tr22的柵極端子之間)的連接路徑上提供開關(guān)SW1,如在圖17中示出的。而且,在晶體管Tr23與Tr24之間(即,在晶體管Tr23與Tr24的柵極端子之間)的連接路徑上提供開關(guān)SW2。如在圖18中示出的,通過關(guān)閉開關(guān)SW1和SW2,使晶體管Tr22和Tr24以及二極管D22和D24作為使輸出線O的電壓保持在地電壓級別處的地鉗位電路而操作,這是可能的。然后,描述第二修改示例。在該第二修改示例的超聲換能器驅(qū)動電路50中,在圖19中示出的電壓輸出型電路51’而不是電壓輸出型電路51連接到輸出線O。第二修改示例的超聲換能器驅(qū)動電路50輸出兩級電壓作為輸出電壓。電壓輸出型電路51’包括正電壓輸出電路54和負(fù)電壓輸出電路55。該正電壓輸出電路54和負(fù)電壓輸出電路55兩者都向輸出線O輸出電壓。正電壓輸出電路54向輸出線O輸出正電壓并且負(fù)電壓輸出電路55向輸出線O輸出負(fù)電壓。正電壓輸出電路54包括正供應(yīng)電壓+HV、晶體管Tr25和二極管D25。該二極管D25在晶體管Tr25與輸出線O之間連接。晶體管Tr25是p溝道型MOSFET,其中正供應(yīng)電壓+HV連接到它的源極端子并且二極管D2連接到它的漏極端子。輸出驅(qū)動信號來接通/關(guān)閉晶體管Tr25的第一驅(qū)動器電路56連接到晶體管Tr25的柵極端子。負(fù)電壓輸出電路55包括負(fù)供應(yīng)電壓-HV、晶體管Tr26和二極管D26。該二極管D26在晶體管Tr26與輸出線O之間連接。負(fù)電壓輸出電路55是n溝道MOSFET,其中負(fù)供應(yīng)電壓-HV連接到它的源極并且二極管D26連接到它的漏極端子。輸出驅(qū)動信號來接通/關(guān)閉晶體管Tr26的第二驅(qū)動器電路57連接到晶體管Tr26的柵極端子。描述第二修改示例的電路如何操作。在時間t1處,如在圖12中示出的,晶體管Tr25變成導(dǎo)通態(tài)。這產(chǎn)生流過晶體管Tr23的電流I23并且輸出線O的電壓上升。然后,在時間t2處,晶體管Tr25變成關(guān)斷態(tài)并且晶體管Tr26變成導(dǎo)通態(tài)。這引起第一輸出線O1的電壓中的減小,由此產(chǎn)生流過晶體管Tr21和Tr22的電流I21和I22。然后,在時間t4處,晶體管Tr26變成關(guān)斷態(tài)并且晶體管Tr25變成導(dǎo)通態(tài)。這引起第一輸出線O1的電壓中的增加,由此產(chǎn)生流過晶體管Tr23、Tr24的電流I23、I24。(第三實施例)接著,描述第三實施例。正如第一實施例的超聲換能器驅(qū)動電路1和第二實施例的超聲換能器驅(qū)動電路50一樣,本示例的超聲換能器驅(qū)動電路70在超聲圖像顯示設(shè)備100的傳送器單元1021(參見圖1和圖2)中提供。如在圖20中示出的,超聲換能器驅(qū)動電路70中的每個包括電壓輸出型電路71和緩沖放大器72。電壓輸出型電路71控制輸出線O的輸出電壓并且向輸出線O供應(yīng)電流用于驅(qū)動對應(yīng)的超聲換能器101a。該輸出線O對應(yīng)于電壓輸出型電路71的輸出線。輸出線O包括超聲換能器驅(qū)動電路70的輸出線。輸出線O是輸出線的實施例的一個示例。在這里,未示出電壓輸出型電路71的詳細(xì)配置。緩沖放大器72沿電壓輸出型電路71的輸出線O提供。在這里,輸出線包括對于緩沖放大器72的輸入線IL和緩沖放大器72的輸出線Ob。電壓輸出型電路71的輸出電壓通過該輸入線IL而輸入到緩沖放大器72。緩沖放大器72的輸出線Ob也是超聲換能器驅(qū)動電路70的輸出線。緩沖放大器72包括第一推挽電路73和第二推挽電路74。該第一推挽電路73配置有晶體管Tr31和Tr32。第二推挽電路74配置有晶體管Tr33和Tr34。晶體管Tr31和Tr33是npn型雙極晶體管。晶體管Tr32和Tr34是pnp型雙極晶體管。第一推挽電路73是第一推挽電路的實施例的一個示例并且第二推挽電路74是第二推挽電路的實施例的一個示例。而且,晶體管Tr31是第一晶體管的實施例的一個示例并且晶體管Tr32是第二晶體管的實施例的一個示例。此外,晶體管Tr33是第三晶體管的實施例的一個示例并且晶體管Tr34是第四晶體管的實施例的一個示例。在第一推挽電路73中,晶體管Tr31和Tr32的發(fā)射極端子連接到彼此。在第二推挽電路74中,晶體管Tr33和Tr34的發(fā)射極端子連接到彼此。緩沖放大器72的輸出線Ob在晶體管Tr31與Tr32之間并且在晶體管Tr33和Tr34之間連接。正供應(yīng)電壓+HV連接到晶體管Tr31的集電極端子。負(fù)供應(yīng)電壓-HV連接到晶體管Tr32的集電極端子。晶體管Tr33和Tr34的集電極端子接地。在正供應(yīng)電壓+HV與輸入線IL之間提供電流源IS1和肖特基二極管D31。電流源IS1設(shè)置成正供應(yīng)電壓+HV并且肖特基二極管D31設(shè)置成輸入線IL。晶體管Tr31的基極端子在電流源IS1與肖特基二極管D31之間連接。在負(fù)供應(yīng)電壓-HV與輸入線IL之間提供電流源IS2和肖特基二極管D32。電流源IS2設(shè)置成負(fù)供應(yīng)電壓-HV并且肖特基二極管D32設(shè)置成輸入線IL。晶體管Tr32的基極端子在電流源IS2與肖特基二極管D32之間連接。在正供應(yīng)電壓+HV與輸入線IL之間也與電流源IS1和肖特基二極管D31并聯(lián)提供電流源IS3和二極管D33。電流源IS3設(shè)置成正供應(yīng)電壓+HV并且二極管D33設(shè)置成輸入線IL。晶體管Tr33的基極端子在電流源IS3與二極管D33之間連接。同樣,在負(fù)供應(yīng)電壓-HV與輸入線IL之間也與電流源IS2和肖特基二極管D32并聯(lián)提供電流源IS4和二極管D34。電流源IS3設(shè)置成負(fù)供應(yīng)電壓-HV并且二極管D34設(shè)置成輸入線IL。晶體管Tr34的基極端子在電流源IS4與二極管D34之間連接。相對于輸入線IL的電壓具有預(yù)定差的電壓(即,電壓輸出型電路71的輸出電壓)輸入到晶體管Tr31至Tr34。例如,晶體管Tr31的基極端子的電勢比輸入線IL的電勢高出0.3V并且晶體管Tr33的基極端子的電勢比輸入線IL的電勢高出0.7V。晶體管Tr32的基極端子的電勢比輸入線IL的電勢低了0.3V并且晶體管Tr34的基極端子的電勢比輸入線IL的電勢低了0.7V。晶體管Tr33的基極端子與輸入線IL之間的電勢差大于晶體管Tr31的基極端子與輸入線IL之間的電勢差。晶體管Tr34的基極端子與輸入線IL之間的電勢差大于晶體管Tr32的基極端子與輸入線IL之間的電勢差。由于晶體管Tr31、Tr33的基極端子與輸入線IL之間的電勢差是如上文描述的那樣這一事實,當(dāng)輸出線Ob處于負(fù)電壓時,晶體管Tr31和晶體管Tr33的晶體管Tr33根據(jù)電壓輸出型電路71的輸出電壓變成導(dǎo)通態(tài),由此允許產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流從地流到輸出線Ob。稍后將提供進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。由于晶體管Tr32、Tr34的基極端子與輸入線IL之間的電勢差是如上文描述的那樣這一事實,當(dāng)輸出線Ob處于正電壓時,晶體管Tr32和晶體管Tr34的晶體管Tr34根據(jù)電壓輸出型電路71的輸出電壓變成導(dǎo)通態(tài),由此允許產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流從輸出線Ob流到地。稍后將提供進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。然后,描述超聲換能器驅(qū)動電路70如何操作。正如第二實施例一樣,具有在圖12中示出的波形的電壓從電壓輸出型電路71輸出。在輸出線Ob處于地電壓所在的狀態(tài)中,當(dāng)輸出電壓在時間t1處開始從電壓輸出型電路71向輸入線IL供應(yīng)時,該輸入線IL的電壓上升。隨著該輸入線IL的電壓的上升,晶體管Tr31的基極-發(fā)射極電壓上升并且晶體管Tr31變成導(dǎo)通態(tài)。這產(chǎn)生流過晶體管Tr31的電流I31,如在圖21中示出的,并且輸出線Ob的電壓上升。然后,在電壓輸出型電路71的輸出電壓已經(jīng)在時間t2處達(dá)到峰值后,在它開始下降時,晶體管Tr31由于它的基極電壓中的減小而變成關(guān)斷態(tài)。當(dāng)電壓輸出型電路71的輸出電壓下降時,晶體管32和34的基極電壓下降。因為晶體管Tr31變成關(guān)斷態(tài)使輸出線Ob的電壓的上升停止,晶體管Tr32和Tr34的下降基極電壓相對于晶體管Tr32和Tr34中的發(fā)射極端子而引起基極端子的電勢差中的增加。在這里,如上文提到的,晶體管Tr34的基極端子與輸入線IL之間的電勢差大于晶體管Tr32的基極端子與輸入線IL之間的電勢差。因此,晶體管Tr34比晶體管Tr32更早地變成導(dǎo)通態(tài),由此產(chǎn)生流過晶體管Tr34的電流I34,如在圖22中示出的。在晶體管Tr34已經(jīng)變成導(dǎo)通態(tài)后,直到電壓輸出型電路71的輸出電壓在時間t3處達(dá)到地電壓,輸入線IL的電壓和輸出線Ob的電壓在晶體管Tr34的基極端子相對于發(fā)射極端子的電壓等于晶體管Tr34的基極端子相對于輸入線IL的電壓所在的狀態(tài)中下降。在電壓輸出型電路71的輸出電壓在時間t3處達(dá)到地電壓后,在它進(jìn)一步下降時,由于輸出線Ob的電壓保持在地電壓處,Tr32的基極端子相對于發(fā)射極端子的電壓下降并且晶體管Tr32變成導(dǎo)通態(tài)。這因而產(chǎn)生流過晶體管Tr32的電流I32,如在圖23中示出的,并且輸出線Ob的電壓下降。然后,在電壓輸出型電路71的輸出電壓已經(jīng)變成最小值后,在它開始上升時,晶體管Tr32由于它的基極電壓的上升而變成關(guān)斷態(tài)。在電壓輸出型電路71的輸出電壓上升時,晶體管Tr31和Tr33的基極電壓上升。因為晶體管Tr32變成關(guān)斷態(tài)使輸出線Ob的電壓的下降停止,晶體管Tr31和Tr33的上升的基極電壓引起晶體管Tr31和Tr33中基極端子相對于發(fā)射極端子的電勢差。在這里,如上文提到的,晶體管Tr33的基極端子與輸入線IL之間的電勢差大于晶體管Tr31的基極端子與輸入線IL之間的電勢差。因此,晶體管Tr33比晶體管Tr31更早地變成導(dǎo)通態(tài),由此產(chǎn)生流過晶體管Tr33的電流I33,如在圖24中示出的。在晶體管Tr33已經(jīng)變成導(dǎo)通態(tài)后,直到電壓輸出型電路71的輸出電壓在時間t4處達(dá)到地電壓,輸入線IL的電壓與輸出線Ob的電壓在晶體管Tr33的基極端子相對于發(fā)射極端子的電壓等于晶體管Tr33的基極端子相對于輸入線IL的電壓所在的狀態(tài)中下降。在電壓輸出型電路71的輸出電壓在時間t4處達(dá)到地電壓后,在它進(jìn)一步下降時,由于輸出線Ob的電壓保持在地電壓處,Tr31的基極端子相對于發(fā)射極端子的電壓下降并且晶體管Tr31再次變成導(dǎo)通態(tài)。根據(jù)本示例的超聲換能器驅(qū)動電路50,當(dāng)輸出線Ob處于正電壓時,由于晶體管Tr34變成導(dǎo)通態(tài)這一事實,產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流從輸出線Ob流到地作為電流I34。當(dāng)輸出線Ob處于負(fù)電壓時,由于晶體管Tr33變成導(dǎo)通態(tài)這一事實,產(chǎn)生于在超聲換能器101a中積聚的電荷的電流從地流到輸出線Ob作為電流I33。盡管已經(jīng)根據(jù)實施例描述本發(fā)明,可對本發(fā)明做出各種修改而不改變本發(fā)明的主旨,這將是明顯的。
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