本申請(qǐng)涉及電源管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

超聲設(shè)備能夠在無(wú)損情況下獲取目標(biāo)圖像而得到廣泛應(yīng)用。目前，隨著超聲設(shè)備尺寸越來(lái)越小，為保證其性能和功能沒(méi)有明顯下降，需要對(duì)超聲設(shè)備的電路做出相應(yīng)的改進(jìn)?，F(xiàn)有技術(shù)中有技術(shù)文獻(xiàn)對(duì)超聲設(shè)備的高壓開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行調(diào)整，包括：在超聲設(shè)備發(fā)射階段，高壓開(kāi)關(guān)電源工作，在接收階段高壓開(kāi)關(guān)電源停止供電，從而降低高壓開(kāi)關(guān)電源對(duì)afe前端電路的影響。本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：afe前端電路中發(fā)射部分的功耗遠(yuǎn)低于其接收部分的功耗，例如，數(shù)十w臺(tái)式超聲設(shè)備中發(fā)射部分的功能大約為4～5w左右，即上述方式降低功耗不多。另外，高壓開(kāi)關(guān)電源的頻繁啟動(dòng)需要占用啟動(dòng)時(shí)間，對(duì)高壓開(kāi)關(guān)電源的要求較高，不利于超聲設(shè)備的小型化、便攜化以及節(jié)能降耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置及其控制方法，用于解決相關(guān)技術(shù)中為保證超聲設(shè)備的功能和性能而導(dǎo)致功耗增加的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)超聲設(shè)備功能和性能不受影響的情況下有效降低功耗。

具體地，本申請(qǐng)是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置的控制方法，所述方法包括：

在超聲波當(dāng)前深度小于或者等于第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)，控制所述dc-dc電源輸出第一電壓；

在所述超聲波當(dāng)前深度大于所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)，控制所述ldo電源輸出第二電壓。

可選地，所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度通過(guò)以下步驟獲取包括：

獲取第一預(yù)設(shè)信號(hào)的回波信號(hào)并計(jì)算所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的超聲波深度；

采用預(yù)設(shè)長(zhǎng)度對(duì)所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的超聲波深度進(jìn)行分段；

將分段后的所述回波信號(hào)進(jìn)行頻譜分析得到所述分段的參考噪聲值；

根據(jù)所述參考噪聲值與其對(duì)應(yīng)的超聲波深度獲取參考噪聲值與超聲波深度的關(guān)系曲線；

將所述關(guān)系曲線上切線斜率為預(yù)設(shè)斜率值的位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的超聲波深度作為第一超聲波預(yù)設(shè)深度。

可選地，所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)度大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)信號(hào)對(duì)應(yīng)超聲波波長(zhǎng)的兩倍。

可選地，所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度通過(guò)以下步驟調(diào)整包括：

在第一預(yù)設(shè)場(chǎng)景下，獲取一幀第一回波圖像并計(jì)算所述第一回波圖像的參考噪聲值；

在第二預(yù)設(shè)場(chǎng)景下，將所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度減少n倍預(yù)設(shè)長(zhǎng)度后得到第二超聲波預(yù)設(shè)深度，并獲取一幀第二回波圖像并計(jì)算所述第二回波圖像的實(shí)際噪聲；n取值為0，1，2，……；

若所述實(shí)際噪聲與所述參考噪聲值兩者之差小于預(yù)設(shè)噪聲值，將所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度更新為所述第二超聲波預(yù)設(shè)深度；

所述第一預(yù)設(shè)場(chǎng)景是指控制所述電源裝置僅輸出第一電壓；所述第二預(yù)設(shè)場(chǎng)景是指，在超聲波當(dāng)前深度小于或者等于第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)，控制所述電源裝置輸出第一電壓；在所述超聲波當(dāng)前深度大于所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)，控制所述電源裝置輸出第二電壓。

可選地，所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度通過(guò)以下步驟調(diào)整包括：

根據(jù)調(diào)整指令獲取或者調(diào)整所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度。

另一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置，所述裝置包括：dc-dc電源、低壓差線性穩(wěn)壓器ldo電源、電源轉(zhuǎn)換模塊和控制模塊；其中，所述dc-dc電源與所述ldo電源串聯(lián)，所述電源轉(zhuǎn)換模塊串聯(lián)在所述dc-dc電源的輸出端和所述ldo電源的輸出端之間；所述控制模塊與所述ldo電源連接；

所述控制模塊用于在所述超聲波當(dāng)前深度小于或者等于第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)控制所述dc-dc電源輸出第一電壓，以及在所述超聲波當(dāng)前深度大于所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)控制所述ldo電源輸出第二電壓。

可選地，在所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與其輸出端的電壓之差即第一壓差大于或者等于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，所述電源轉(zhuǎn)換模塊能夠單向?qū)ㄒ允闺娏鲝钠漭斎攵肆飨蚱漭敵龆耍?/p>

所述第一壓差大于所述ldo電源的輸入輸出電壓差即第二壓差；

所述第一壓差和所述第二壓差兩者的差值小于獲取電能的afe前端電路的工作電壓最大值與工作電壓最小值兩者的差值。

可選地，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括二極管；所述二極管的陽(yáng)極連接所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，所述二極管的陰極連接所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端。

再一方面，本本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置，所述裝置包括：dc-dc電源、低壓差線性穩(wěn)壓器ldo電源、電源轉(zhuǎn)換模塊和控制模塊；其中，所述dc-dc電源與所述ldo電源串聯(lián)，所述電源轉(zhuǎn)換模塊串聯(lián)在所述dc-dc電源的輸出端和所述ldo電源的輸出端之間；所述控制模塊分別與所述電源轉(zhuǎn)換模塊和所述ldo電源連接；

所述控制模塊用于在所述超聲波當(dāng)前深度小于或者等于第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)控制所述dc-dc電源輸出第一電壓，以及在所述超聲波當(dāng)前深度大于所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)控制所述ldo電源輸出第二電壓。

可選地，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括雙極結(jié)型晶體管bjt、可控硅scr、門(mén)極可判斷晶閘管gto、金氧半場(chǎng)效晶體管mosfet、絕緣柵雙極型晶體管igbt、場(chǎng)控晶閘管mct和靜電感應(yīng)晶體管sit中的一種或者多種構(gòu)成的組合電路。

由上述技術(shù)方案可知，在dc-dc電源與ldo電源串聯(lián)電路(dc-dc電源的效率要高于ldo電源的效率且噪聲大于ldo電源的噪聲)的基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)在dc-dc電源的輸出端和ldo電源的輸出端串聯(lián)電源轉(zhuǎn)換模塊。這樣，在超聲波當(dāng)前深度小于或者等于第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)，控制模塊控制dc-dc電源經(jīng)過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊輸出第一電壓，適用于在對(duì)噪聲不敏感的近場(chǎng)環(huán)境，提高電能使用效率降低功率。在上述超聲波當(dāng)前深度大于第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)，控制dc-dc電源經(jīng)過(guò)ldo電源輸出第二電壓，適用于對(duì)噪聲敏感的遠(yuǎn)場(chǎng)環(huán)境，保證超聲設(shè)備的性能以及參考噪聲值。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本申請(qǐng)實(shí)施例能夠在保證超聲設(shè)備性能的基礎(chǔ)上降低其功率。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置的控制方法的流程圖；

圖2是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置的框圖；

圖3是根據(jù)另一示例性實(shí)施例示出的適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置的框圖；

圖4是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置的電路原理框圖；

圖5是根據(jù)一示例性實(shí)施例得到的參考噪聲值與超聲波深度的關(guān)系曲線圖；

圖6是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的用于圖2所述電源裝置的控制方法的流程圖；

圖7是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的超聲設(shè)備的工作流程圖。

此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本申請(qǐng)相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書(shū)中所詳述的、本申請(qǐng)的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在本申請(qǐng)使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本申請(qǐng)。在本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求書(shū)中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”是指并包含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任何或所有可能組合。取決于語(yǔ)境，如在此所使用的詞語(yǔ)“如果”可以被解釋成為“在……時(shí)”或“當(dāng)……時(shí)”或“響應(yīng)于確定”。

超聲設(shè)備能夠在無(wú)損情況下獲取目標(biāo)圖像而得到廣泛應(yīng)用。目前，超聲設(shè)備的尺寸越來(lái)越小，如由臺(tái)式超聲設(shè)備朝著平板、手機(jī)形式的手持便攜式超聲設(shè)備發(fā)展，在功率、性能沒(méi)有明顯下降的情況下便攜式超聲設(shè)備的散熱和功耗成存在問(wèn)題。

便攜式超聲設(shè)備中afe(activefrontend，整流/回饋單元)前端電路功耗較大。例如，常規(guī)超聲設(shè)備中afe前端電路的功耗在150mw/ch(ch即channel，通道)左右，若該afe前端電路具有128ch(通道)，則上述便攜式超聲設(shè)備需要提供約20w的功率。為此，有些超聲設(shè)備會(huì)選擇減少通道數(shù)量或者部分耗能電路從而降低設(shè)備整體功耗。例如尺寸更小的掌上超聲設(shè)備采用32個(gè)通道ch，每個(gè)通道ch的功率為80mw，則afe前端電路功耗約為2.56w，該掌上超聲設(shè)備的總功耗小于8w。

實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)技術(shù)中采用dc-dc電源或者ldo(lowdropout，低壓差線性穩(wěn)壓器)電源為afe前端電路，亦或dc-dc電源與ldo電源串聯(lián)的形式為上述afe前端電路提供電能。然而，在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)方案的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：若采用常規(guī)電源ldo(lowdropout，低壓差線性穩(wěn)壓器)為afe前端電路供電，可以確保該afe前端電路具有足夠的信噪比，且不受到干擾。但是ldo效率約為80％，按照afe前端電路功率2.56w計(jì)算，afe前端電路和電源功耗可達(dá)3.2w。若采用效率為90％的dc-dc(直流-直流)電源供電，則afe前端電路和電源功耗為2.84w，較ldo電源降低了360mv(幾乎滿足發(fā)射控制部分的功耗)，但是dc-dc(直流-直流)電源含有10mv級(jí)的噪聲會(huì)影響afe前端電路性能，尤其是需要高信噪比和低噪聲的遠(yuǎn)場(chǎng)回波信號(hào)。

為解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)發(fā)明人分析超聲波進(jìn)入人體內(nèi)的衰減情況，發(fā)現(xiàn)超聲波越深時(shí)回波信號(hào)越弱此時(shí)需要噪聲較小。基于上述分析，本申請(qǐng)人發(fā)明人進(jìn)行如下構(gòu)思：

在超聲波設(shè)備正式檢測(cè)之前的初始化階段，根據(jù)初始化階段內(nèi)回波信號(hào)的信噪比值與超聲波深度值建立關(guān)系曲線；根據(jù)上述關(guān)系曲線計(jì)算能夠表征噪聲影響大小的超聲波預(yù)設(shè)深度作為轉(zhuǎn)換電源的參考值。在超聲波設(shè)備正式檢測(cè)時(shí)，實(shí)時(shí)獲取超聲波深度，在該超聲波深度小于或者等于上述超聲波預(yù)設(shè)深度即在噪聲對(duì)回波信號(hào)影響較小時(shí)，采用電源轉(zhuǎn)換效率高但是噪聲相對(duì)較大的供能方案；以及在上述超聲波深度大于上述超聲波預(yù)設(shè)深度值即在噪聲對(duì)回波信號(hào)影響較大時(shí)，采用電源轉(zhuǎn)換效率低但噪聲相對(duì)較小的供能方案。

在上述構(gòu)思的基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)示例性實(shí)施例提供了一種適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置，包括：第一電源模塊、第二電源模塊、控制模塊和電路轉(zhuǎn)換模塊。第一電源模塊與第二電源模塊串聯(lián)，電源轉(zhuǎn)換模塊串聯(lián)在第一電源模塊的輸出端和第二電源模塊的輸出端之間。如圖2所示，第一電源模塊101的輸出端連接第二電源模塊102的輸入端；電源轉(zhuǎn)換模塊104的輸入端連接第二電源模塊102的輸入端于第二節(jié)點(diǎn)b，上述電源轉(zhuǎn)換模塊104的輸出端連接第二電源模塊102的輸出端于第一節(jié)點(diǎn)a；控制模塊103連接第二電源模塊102的使能端。

控制模塊103用于根據(jù)超聲設(shè)備的回波信號(hào)獲取超聲波當(dāng)前深度，并在超聲波當(dāng)前深度小于或者等于第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)生成第二控制信號(hào)，在超聲波當(dāng)前深度大于第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)生成第一控制信號(hào)；所述第一控制信號(hào)和所述第二控制信號(hào)均發(fā)送給所述第二電源模塊；

第二控制信號(hào)能夠使能第二電源模塊102以使第一電源模塊101經(jīng)過(guò)第二電源模塊102輸出電能，第一控制信號(hào)能夠關(guān)閉第二電源模塊102以使第一電源模塊101經(jīng)過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊105輸出電能。

實(shí)際應(yīng)用中，上述示例性實(shí)施例提供的電源裝置，可以通過(guò)第一節(jié)點(diǎn)a向afe前端電路105提供電能。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以采用上述電源裝置的設(shè)計(jì)思想應(yīng)用到其他電路中，同樣落入本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。

需要說(shuō)明的是，在電路轉(zhuǎn)換模塊需要控制的情況下，控制模塊103與電路轉(zhuǎn)換模塊104之間可以存在通信連接，如圖2中虛線所示。該虛線表示連接可以根據(jù)電路轉(zhuǎn)換模塊的實(shí)際需求設(shè)置，該虛線表示的通信連接存在時(shí)，電路轉(zhuǎn)換模塊與上述第二電源模塊可以由控制模塊進(jìn)行控制。例如，控制模塊103輸出第二控制信號(hào)，此時(shí)電路轉(zhuǎn)換模塊104被觸發(fā)關(guān)閉，第二電源模塊102被觸發(fā)使能。又如，控制模塊103輸出第一控制信號(hào)，此時(shí)電路轉(zhuǎn)換模塊104被觸發(fā)使能，第二電源模塊102被觸發(fā)關(guān)閉。若該虛線表示的通信連接不存在，此時(shí)控制模塊僅能控制上述第二電源模塊102關(guān)閉與使能。本申請(qǐng)不作限定。

本申請(qǐng)中第一電源模塊與第二電源模塊可以獨(dú)自提供電能。如圖3所示，此時(shí)第一電源模塊201通過(guò)電路轉(zhuǎn)換模塊204為afe前端電路提供電路。第二電源模塊202可以將接收的電能進(jìn)行處理，例如逆變、變頻、整流、濾波，最后輸出afe前端電路所需要的電能。這樣，第一電源模塊201和第二電源模塊202需要設(shè)置兩個(gè)電源接口，并且控制模塊203需要同時(shí)與第二電源模塊202和電路轉(zhuǎn)換模塊204通信連接。該方案在臺(tái)式超聲設(shè)備中比較適合，在便攜式超聲設(shè)備中則會(huì)增加超聲設(shè)備電路的復(fù)雜性以及體積。不過(guò)，同樣可以解決相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，同樣落入本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。

本申請(qǐng)中第一電源模塊與第二電源模塊之間電連接，由第一電源模塊提供電能，第二電源模塊作為電能的處理電源。即第一電源模塊作為電路所有電能的來(lái)源，第二電源模塊僅能對(duì)來(lái)自第一電源模塊的電能進(jìn)行處理。如圖2所示，一方面，第一電源模塊101可以通過(guò)電路轉(zhuǎn)換模塊104為afe前端電路提供電路，此時(shí)第二電源模塊102關(guān)閉。另一方面，第二電源模塊102將來(lái)自第一電源模塊101的電能進(jìn)行處理，例如逆變、變頻、整流、濾波，最后輸出afe前端電路所需要的電能。這樣，第一電源模塊201和第二電源模塊202僅需要設(shè)置一個(gè)電源接口，并且電路轉(zhuǎn)換模塊104與控制模塊103之間也可以不設(shè)置通信連接，從而降低電路的復(fù)雜度，有利于減小超聲設(shè)備的體積。

需要說(shuō)明的是，為保證第二電源模塊102可靠的輸出電能，電路轉(zhuǎn)換模塊104需要滿足以下條件：

1、電源轉(zhuǎn)換模塊104輸入端與其輸出端的電壓之差即第一壓差(圖2中第二節(jié)點(diǎn)b和第一節(jié)點(diǎn)a之間的電壓之差)，在該第一壓差大于或者等于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，該電源轉(zhuǎn)換模塊104能夠單向?qū)ㄒ允闺娏鲝钠漭斎攵肆飨蚱漭敵龆思磸牡诙?jié)點(diǎn)b流向第一節(jié)點(diǎn)a。

2、在第二電源模塊102被使能時(shí)，該第二電源模塊102的輸入端與輸出端之間的輸入輸出電壓差為第二壓差，且該第二壓差小于或者等于上述第一壓差。這樣可以使第二電源模塊102被使能時(shí)，由于第二壓差小于第一壓差，從而使電路轉(zhuǎn)換模塊104關(guān)閉，這樣電流依次經(jīng)過(guò)第一電源模塊101、第二節(jié)點(diǎn)b和第二電源模塊102到達(dá)第一節(jié)點(diǎn)a。

3、為保證從第一節(jié)點(diǎn)獲取電路的afe前端電路105可靠工作，上述第一壓差與第二壓差兩者的差值需要小于上述afe前端電路105的工作電壓最大值與工作電壓最小值兩者的差值。

本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例中，第一電源模塊(101，201)采用dc-dc電源，第二電源模塊(102，202)采用低壓差線性穩(wěn)壓器ldo電源。電路轉(zhuǎn)換模塊(104，204)包括二極管，此時(shí)該電路轉(zhuǎn)換模塊即二極管與控制模塊之間無(wú)通信連接，得到如圖4所示的電路框圖。參見(jiàn)圖4，dc-dc電源301的輸出端與ldo電源302的輸入端連接于第二節(jié)點(diǎn)b，該ldo電源302的輸出端與afe前端電路305的輸入端連接于第一節(jié)點(diǎn)a，該ldo電源302的使能端與控制模塊303連接。二極管304的陽(yáng)極連接第二節(jié)點(diǎn)b，其陰極連接第一節(jié)點(diǎn)a。并且，保證ldo電源302的輸入輸出電壓差即第二壓差小于二極管304的開(kāi)啟電壓即第一壓差，第一壓差和第二壓差兩者的差值小于afe前端電路的工作電壓最大值和工作電壓最小值兩者的差值?？刂颇K303接收超聲設(shè)備的回波信號(hào)進(jìn)行處理后生成第一控制信號(hào)或者第二控制信號(hào)，若是第二控制信號(hào)則該ldo電源302被使能，二極管304被截止，此時(shí)dc-dc電源301提供的電能經(jīng)過(guò)上述ldo電源302處理后由第一節(jié)點(diǎn)a提供給afe前端電路305，即達(dá)到了由ldo電源302輸出第一電壓的效果。若是第一控制信號(hào)則該ldo電源302被關(guān)閉，其兩端電壓即第二壓差小于或者等于第一壓差的條件不成立，二極管304被導(dǎo)通，此時(shí)dc-dc電源301提供的電能經(jīng)過(guò)上述二極管304和第一節(jié)點(diǎn)a提供給afe前端電路305，即達(dá)到了由ldo電源302輸出第一電壓的效果。

需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)中控制模塊303是結(jié)合超聲波的回波信號(hào)生成第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)的，包括以下步驟：

控制模塊303獲取超聲設(shè)備接收的回波信號(hào)即afe前端電路接收的回波信號(hào)；

控制模塊303根據(jù)上述回波信號(hào)計(jì)算超聲波當(dāng)前深度；

若超聲波當(dāng)前深度大于第一超聲波預(yù)設(shè)深度，控制模塊303生成能夠使能ldo電源302以使dc-dc電源301經(jīng)過(guò)上述ldo電源302向第一節(jié)點(diǎn)a輸出電能的第二控制信號(hào)；若超聲波當(dāng)前深度小于或者等于第一超聲波預(yù)設(shè)深度，控制模塊303生成能夠關(guān)閉ldo電源302以使dc-dc電源301經(jīng)過(guò)二極管304向第一節(jié)點(diǎn)a輸出電能的第一控制信號(hào)。

實(shí)際應(yīng)用中，上述第一超聲波預(yù)設(shè)深度在超聲設(shè)備正式檢測(cè)前即初始化階段確定，包括：

控制模塊303生成第二控制信號(hào)使能ldo電源302，并且該超聲設(shè)備的afe前端電路輸入第一預(yù)設(shè)信號(hào)。例如該第一預(yù)設(shè)信號(hào)可以為預(yù)設(shè)電平gnd信號(hào)(實(shí)現(xiàn)時(shí)可以將該afe前端電路的輸入端接地gnd)。為獲取一條聚焦線，此時(shí)超聲設(shè)備的時(shí)間增益控制tgc模塊會(huì)對(duì)上述第一預(yù)設(shè)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，從而得到上述tgc模塊對(duì)afe前端電路的補(bǔ)償信號(hào)增益曲線。即，隨著超聲波深度的增加，上述tgc模塊對(duì)第一預(yù)設(shè)信號(hào)的補(bǔ)償也越來(lái)越大。以超聲波深度d0為例，在超聲波深度小于d0時(shí)，tgc模塊對(duì)第一預(yù)設(shè)信號(hào)的補(bǔ)償信號(hào)增益越來(lái)越大，在超聲波深度大于d0時(shí)，tgc模塊對(duì)第一預(yù)設(shè)信號(hào)的補(bǔ)償信號(hào)增益陡然增加，表面噪聲對(duì)回波信號(hào)的影響已經(jīng)非常大需要進(jìn)行考慮。此時(shí)第一超聲波預(yù)設(shè)深度可以初步設(shè)置在d0處。

進(jìn)一步地，控制模塊可以將afe前端電路的補(bǔ)償信號(hào)增益曲線按照超聲波的深度進(jìn)行分段，每一分段的長(zhǎng)度設(shè)置為δd?？衫斫獾氖牵鲜龇侄伍L(zhǎng)度δd越小在此基礎(chǔ)上所獲取的第一超聲波預(yù)設(shè)深度越精確，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在分段長(zhǎng)度與第一超聲波預(yù)設(shè)深度之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，使分段長(zhǎng)度與第一超聲波預(yù)設(shè)深度準(zhǔn)確度同時(shí)滿足所設(shè)計(jì)方案的需求。

本申請(qǐng)中，為確保補(bǔ)償信號(hào)增益信號(hào)的完整性，該分段長(zhǎng)度δd大于或者等于所發(fā)射超聲波波長(zhǎng)的2倍。例如超聲設(shè)備發(fā)射3.5mhz超聲波，超聲波波長(zhǎng)為0.44mm，其在人體內(nèi)傳播速度為1540m/s，因此分段長(zhǎng)度選擇采用0.88mm。如果超聲波掃描深度為100mm，則最多可以分為113段。

分段后，對(duì)每一分段進(jìn)行頻譜分析得到每一分段的參考噪聲值，從而得到如圖5所示的參考噪聲值與超聲波深度之間的關(guān)系曲線。圖5中，橫坐標(biāo)為超聲波深度，縱坐標(biāo)為參考噪聲值。對(duì)圖5所示的關(guān)系曲線進(jìn)行平滑處理，計(jì)算關(guān)系曲線上每一點(diǎn)處的切線斜率。若某一點(diǎn)處的切線斜率為預(yù)設(shè)斜率值時(shí)，將該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的超聲波深度作為第一超聲波預(yù)設(shè)深度，作為控制模塊303生成第一控制信號(hào)或者第二控制信號(hào)的切換點(diǎn)。即在超聲波當(dāng)前深度小于或者等于上述第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)控制模塊303生成第一控制信號(hào)采用dc-dc電源301提供電能(無(wú)需要通過(guò)ldo電源302)，在超聲波當(dāng)前深度大于上述第一超聲波預(yù)設(shè)深度時(shí)控制模塊303生成第二控制信號(hào)采用ldo電源302提供電能(即由ldo電源302輸出端處輸出電能)。

實(shí)際應(yīng)用中，本申請(qǐng)還可以對(duì)上述第一超聲波預(yù)設(shè)深度進(jìn)行調(diào)整，包括：

在第一預(yù)設(shè)場(chǎng)景下，控制模塊203生成第二控制信號(hào)使能ldo電源302，在afe前端電路輸入信號(hào)為第一預(yù)設(shè)信號(hào)(預(yù)設(shè)電平gnd信號(hào))，接收一幀回波圖像，計(jì)算該回波圖像的參考噪聲值n0；

在第二預(yù)設(shè)場(chǎng)景下，控制模塊303還可以根據(jù)上文中所確定的第一超聲波預(yù)設(shè)深度d0切換電源，即在超聲波深度小于或者等于d0時(shí)由dc-dc電源為afe前端電路供電，大于d0時(shí)由ldo電源為afe前端電路供電。這樣控制模塊303還可以獲取一幀回波圖像。計(jì)算該回波圖像的實(shí)際噪聲n1。

若上述實(shí)際噪聲n1與參考噪聲值n0兩者之差小于或者等于預(yù)設(shè)噪聲值，例如該預(yù)設(shè)噪聲值可以為10db，此時(shí)第一超聲波預(yù)設(shè)深度無(wú)需調(diào)整。

若上述實(shí)際噪聲n1與參考噪聲值n0兩者之差大于預(yù)設(shè)噪聲值，則將上述第一超聲波預(yù)設(shè)深度依次減少n(n取值為0，1，2，……)倍的分段長(zhǎng)度δd得到第二超聲波預(yù)設(shè)深度。根據(jù)上述第二超聲波預(yù)設(shè)深度重新切換電源得到回波圖像以及該回波圖像的實(shí)際噪聲n2。直至實(shí)際噪聲n2與參考噪聲值n0兩者之差小于或者等于預(yù)設(shè)噪聲值時(shí)為止，最后將第一超聲波預(yù)設(shè)深度更新為第二超聲波預(yù)設(shè)深度d1。

實(shí)際應(yīng)用中，本申請(qǐng)還可以對(duì)上述第一超聲波預(yù)設(shè)深度進(jìn)行調(diào)整，包括：

控制模塊303獲取調(diào)整指令并根據(jù)上述調(diào)整指令獲取第一超聲波預(yù)設(shè)深度。上述調(diào)整指令可以由超聲設(shè)備使用人員手動(dòng)調(diào)整該設(shè)備生成。

可見(jiàn)，本申請(qǐng)上實(shí)施例中在控制模塊303生成第二控制信號(hào)時(shí)，由ldo電源302參與供電，由于ldo電源的噪聲較小對(duì)回波信號(hào)的影響較小，保證回波信號(hào)具有較高的信噪比，非常適于超聲波深度較大的場(chǎng)景；在控制模塊303生成第一控制信號(hào)時(shí)，由二極管304參與供電，由于dc-dc電源的轉(zhuǎn)換效率高，可以節(jié)能，非常適合超聲波衰減小噪聲大即超聲波深度較小的場(chǎng)景。通過(guò)控制模塊303的控制，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的電源裝置能夠回波信號(hào)信噪比的情況下具有較高的轉(zhuǎn)換效率，節(jié)省能量，延長(zhǎng)工作時(shí)長(zhǎng)。

與前述適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置的實(shí)施例相對(duì)應(yīng)，本申請(qǐng)還提供了適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置的控制方法的實(shí)施例。參見(jiàn)圖1和圖6，適于便攜式超聲設(shè)備的電源裝置的控制方法包括：

s1、在第二電源模塊提供電能且向所述超聲設(shè)備的afe前端電路輸入第一預(yù)設(shè)信號(hào)時(shí)，控制模塊根據(jù)所述第一預(yù)設(shè)信號(hào)的回波信號(hào)獲取第一超聲波預(yù)設(shè)深度；

s2、所述控制模塊根據(jù)所述超聲設(shè)備輸出第二預(yù)設(shè)信號(hào)的回波信號(hào)獲取超聲波當(dāng)前深度；

s3、若所述超聲波當(dāng)前深度小于或者等于所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度，所述控制模塊生成能夠使能所述第二電源模塊以使所述第一電源模塊經(jīng)過(guò)所述第二電源模塊向所述第一節(jié)點(diǎn)輸出電能的第二控制信號(hào)；若所述超聲波當(dāng)前深度大于所述第一超聲波預(yù)設(shè)深度，所述控制模塊生成能夠關(guān)閉所述第二電源模塊以使所述第一電源模塊經(jīng)過(guò)所述電源轉(zhuǎn)換模塊向所述第一節(jié)點(diǎn)輸出電能的第一控制信號(hào)。

參考上文說(shuō)明，第一電源模塊采用dc-dc電源，第二電源模塊采用ldo電源?；蛘?，第一電源模塊與第二電源模塊相比較，第一電源模塊采用轉(zhuǎn)換效率高但噪聲較大的電路實(shí)現(xiàn)，第二電耗模塊采用轉(zhuǎn)換低但是噪聲較小的電路實(shí)現(xiàn)。

步驟s1中，控制模塊303生成第二控制信號(hào)使能ldo電源302，并且，該超聲設(shè)備的afe前端電路輸入第一預(yù)設(shè)信號(hào)，例如該第一預(yù)設(shè)信號(hào)可以為預(yù)設(shè)電平gnd信號(hào)(實(shí)現(xiàn)時(shí)可以將該afe前端電路的輸入端接地gnd)。為獲取一條聚焦線，此時(shí)超聲設(shè)備的時(shí)間增益控制tgc模塊會(huì)對(duì)上述第一預(yù)設(shè)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，從而得到上述tgc模塊對(duì)afe前端電路的補(bǔ)償信號(hào)增益曲線。即，隨著超聲波深度的增加，上述tgc模塊對(duì)第一預(yù)設(shè)信號(hào)的補(bǔ)償也越來(lái)越大。以超聲波深度d0為例，在超聲波深度小于d0時(shí)，tgc模塊對(duì)第一預(yù)設(shè)信號(hào)的補(bǔ)償信號(hào)增益越來(lái)越大，在超聲波深度大于d0時(shí)，tgc模塊對(duì)第一預(yù)設(shè)信號(hào)的補(bǔ)償信號(hào)增益陡然增加，表面噪聲對(duì)回波信號(hào)的影響已經(jīng)非常大需要進(jìn)行考慮。此時(shí)第一超聲波預(yù)設(shè)深度可以初步設(shè)置在d0處。

進(jìn)一步地，本申請(qǐng)中，控制模塊可以對(duì)上述補(bǔ)償信號(hào)增益進(jìn)行分段獲取如圖5所示的參考噪聲值與超聲波深度之間的關(guān)系曲線。然后，控制模塊計(jì)算該關(guān)系曲線上每點(diǎn)的切線斜率，將切線斜率為預(yù)設(shè)斜率值處對(duì)應(yīng)的超聲波深度作為第一超聲波預(yù)設(shè)深度。然后再利用上述第一超聲波預(yù)設(shè)深度切換電源，利用回波圖像的參考噪聲值和實(shí)際噪聲，對(duì)上述第一超聲波預(yù)設(shè)深度進(jìn)行更新。詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參考上文敘述，在此不再贅述。

當(dāng)然，控制模塊可以根據(jù)獲取的調(diào)整指令得到第一超聲波預(yù)設(shè)深度。上述調(diào)整指令可以由超聲設(shè)備使用人員手動(dòng)調(diào)整該設(shè)備生成。

本申請(qǐng)一實(shí)施例中，超聲設(shè)備采用上述控制方法后，如圖7所示，工作過(guò)程包括：

在超聲設(shè)備開(kāi)啟掃描時(shí)，控制模塊(采用fpga電路實(shí)現(xiàn))使能ldo電源供電。發(fā)射階段，令afe前端電路的輸入信號(hào)是預(yù)設(shè)電平gnd信號(hào)。例如可以直接關(guān)閉該超聲設(shè)備的發(fā)射/接收開(kāi)關(guān)(t/r開(kāi)關(guān))，此時(shí)afe前端電路的輸入信號(hào)即是預(yù)設(shè)電平gnd信號(hào)。接收階段，該超聲設(shè)備啟動(dòng)tgc模塊即根據(jù)接收開(kāi)啟時(shí)間調(diào)節(jié)tgc電壓，從而控制afe前端電路的補(bǔ)償信號(hào)增益以抵消回波信號(hào)中的底噪，這樣可以接收到一條聚焦線。

控制模塊將接收到的afe前端電路的回波信號(hào)(或者補(bǔ)償信號(hào)增益)按照超聲波深度進(jìn)行分段。分段長(zhǎng)度為δd(原則上越小越好)。為確保回波信號(hào)完整性，該分段長(zhǎng)度至少要大于或者等于超聲波波長(zhǎng)的2倍。例如發(fā)射3.5mhz超聲波，其人體內(nèi)傳播速度假設(shè)1540m/s，則波長(zhǎng)為0.44mm，因此分段長(zhǎng)度適合采用0.88mm左右。如果掃描深度為100mm，回波信號(hào)最多可分為113段。

分段后，對(duì)每一分段進(jìn)行頻譜分析，可得到每一分段的參考噪聲值(即底噪)，這樣就得到了參考噪聲值與超聲波深度的關(guān)系曲線，如圖5所示，橫坐標(biāo)為超聲波深度，縱坐標(biāo)為參考噪聲值。對(duì)該關(guān)系曲線進(jìn)行平滑處理，然后對(duì)關(guān)系曲線上每一點(diǎn)求切線斜率，并將切線斜率為預(yù)設(shè)斜率r(例如切線斜率為30°)時(shí)對(duì)應(yīng)的超聲波深度預(yù)設(shè)為dc-dc電源切換為ldo電源的切換點(diǎn)即第一超聲波預(yù)設(shè)深度：在小于該切換點(diǎn)對(duì)應(yīng)的超聲波深度時(shí)采用dc-dc電源供電，大于該切換點(diǎn)對(duì)應(yīng)的超聲波深度時(shí)采用ldo供電。這樣就完成了自動(dòng)預(yù)設(shè)切換點(diǎn)d0。

控制模塊使能ldo電源供電，目的是確保接收過(guò)程中電源噪聲最小，在關(guān)閉t/r開(kāi)關(guān)的情況下接收一幀回波圖像，計(jì)算該回波圖像的參考噪聲值n0。

超聲設(shè)備初步發(fā)射接收：基于上述自動(dòng)預(yù)設(shè)切換點(diǎn)d0切換dc-dc電源和ldo電源。隨著回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的超聲波深度變化，實(shí)時(shí)切換電源。每獲取一幀回波圖像計(jì)算其實(shí)時(shí)噪聲，同時(shí)根據(jù)上文調(diào)整上述自動(dòng)預(yù)設(shè)切換點(diǎn)d0的深度即每次將d0減少δd，直到找到回波圖像的實(shí)時(shí)噪聲與參考噪聲值n0之差小于10db時(shí)的超聲波實(shí)時(shí)深度即第二超聲波預(yù)設(shè)深度d1，將第一超聲波預(yù)設(shè)深度更新為第二超聲波預(yù)設(shè)深度d1。

超聲設(shè)備正式發(fā)射接收：基于d1，在接收過(guò)程中切換電源，小于d1時(shí)采用dc-dc電源供電，大于d1時(shí)采用ldo電源供電。

在使用過(guò)程中，允許使用人員根據(jù)需求手動(dòng)調(diào)整該第一超聲波預(yù)設(shè)深度。當(dāng)?shù)谝怀暡A(yù)設(shè)深度變大時(shí)，回波圖像遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲會(huì)變嚴(yán)重但功耗會(huì)降低，更適合長(zhǎng)時(shí)間便攜使用。當(dāng)?shù)谝怀暡A(yù)設(shè)深度變小時(shí)，回波圖像近場(chǎng)噪聲會(huì)優(yōu)化但功耗會(huì)增加，同時(shí)由于近場(chǎng)回波信號(hào)較強(qiáng)，可能降低的噪聲不會(huì)太明顯。

本申請(qǐng)一實(shí)施例中，假設(shè)第一超聲波預(yù)設(shè)深度為2cm，超聲設(shè)備掃描深度為5cm，dc-dc電源的轉(zhuǎn)換效率為90％，ldo電源的轉(zhuǎn)換效率為80％。超聲設(shè)備掃描幀率為30幀，聚焦線數(shù)為128線，聲速為1540m/s，則該方法的電源效率為：

(0.05-0.02)/1540*128*30*90％*80％+[1-(0.05-0.02)/1540*128*30]*90％＝88.65％。

若不采用上述控制方法，僅采用ldo電源供電，則轉(zhuǎn)換效率僅有90％*80％＝72％。即本申請(qǐng)中控制方法能夠提高電源轉(zhuǎn)換效率約16％。

上述實(shí)施例中介紹了控制模塊獲取第一超聲波預(yù)設(shè)深度的處理過(guò)程。實(shí)際應(yīng)用中，為降低控制模塊的計(jì)算量，可以將上述第一超聲波預(yù)設(shè)深度的處理過(guò)程轉(zhuǎn)移到上位機(jī)中處理。例如，afe前端電路將回波圖像上傳到上位機(jī)，該上位機(jī)根據(jù)上文中的處理過(guò)程得到第一超聲波預(yù)設(shè)深度，然后反饋給控制模塊。也就是說(shuō)，上述控制方法的步驟s1由上位機(jī)完成，步驟s2和s3由控制模塊完成，并且控制模塊在完成步驟s2和s3的過(guò)程中，上位機(jī)可以重新調(diào)整第一超聲波預(yù)設(shè)深度，這樣極大降低了控制模塊的計(jì)算量并且提高了電源切換的準(zhǔn)確度。

以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)保護(hù)的范圍之內(nèi)。