8发射电路.ppt

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1、 阵元：组成线阵的电器切换的基本单元，几十至几百个。阵元：组成线阵的电器切换的基本单元，几十至几百个。相邻阵元中心距相邻阵元中心距mmmm 阵元越多阵元越多扫查线数越多扫查线数越多图像越好。图像越好。振元：独立振动的小晶体。几个振元电气连成一个阵元，振元：独立振动的小晶体。几个振元电气连成一个阵元，以减小旁瓣。以减小旁瓣。多阵元组合工作：发射和接收时，用相邻的一组阵元同多阵元组合工作：发射和接收时，用相邻的一组阵元同 时工作，工作孔径相对较大。时工作，工作孔径相对较大。超声波束的聚焦、发射与控制超声波束的聚焦、发射与控制第一节第一节 对线阵探头实施多阵元对线阵探头实施多阵元 组合工作的原因组合

2、工作的原因 1多阵元组合工作的意义：多阵元组合工作的意义：1.减小波束扩散角，提高远场分辨力。减小波束扩散角，提高远场分辨力。对于圆形换能器，其半扩散角对于圆形换能器，其半扩散角 0 0sinsin-1-1(0.61/a)(0.61/a)sinsin-1-1(1.22/D)(1.22/D)D D0 0 对于矩形振元，有相似的结论。对于矩形振元，有相似的结论。22.延长近场区长度。而近场声束不扩散，故分辨力好。延长近场区长度。而近场声束不扩散，故分辨力好。对于圆形换能器，近场距离对于圆形换能器，近场距离 r r0 02 2/D D2 2/4/4 D rD r0 0 对于矩形振元，有相似的结论。对

3、于矩形振元，有相似的结论。当然，当然，DD使近场变粗，这可用可变孔径技术来克服。使近场变粗，这可用可变孔径技术来克服。33提高发射功率和接收灵敏度。提高发射功率和接收灵敏度。4便于实现电子聚焦便于实现电子聚焦(以致动态聚焦以致动态聚焦)，改善分辨力。，改善分辨力。5可增加扫查线，改善象质。可增加扫查线，改善象质。4 对阵元不同顺序的分组，可形成不同的扫查方式。对阵元不同顺序的分组，可形成不同的扫查方式。一、组合顺序扫描一、组合顺序扫描 若若4 4个阵元组合工作，次序为：个阵元组合工作，次序为：1 14 4，2 25 5，3 36 6，4 47 7，第二节第二节第二节第二节 超声波束的扫描超声波

4、束的扫描超声波束的扫描超声波束的扫描 5性能指标：性能指标：扫查线总数：扫查线总数：Nn-m+1 N 扫查线总数扫查线总数 n 阵元总数阵元总数 m每组工作的阵元数每组工作的阵元数扫线间距扫线间距：dd d d扫线间距扫线间距 dd相邻阵元中心距相邻阵元中心距6顺序扫描特点 这种顺序扫描方法最简单，虽然它也使等效孔径加大，波束变窄分辨力有所提高，但是此种扫描声束的线距等于阵元间距，图像质量不高。7二、组合间隔扫描二、组合间隔扫描1.d/21.d/2间隔扫描间隔扫描可得：可得：N N2(n-m+12(n-m+1），），ddd/2d/2扫线总数是组合顺序扫描的扫线总数是组合顺序扫描的2 2倍，象质

5、提高。倍，象质提高。892.d/42.d/4间隔扫描间隔扫描可得：可得：N N4(n-m+14(n-m+1），），ddd/4d/4扫线总数是组合顺序扫描的扫线总数是组合顺序扫描的4 4倍，象质进一步提高。倍，象质进一步提高。10相控阵扫描原理1112三、微角扫描三、微角扫描如同电视机的隔行扫描，将一帧图象分为奇、偶两场。如同电视机的隔行扫描，将一帧图象分为奇、偶两场。特点：特点：扫线比普通扫描增加一倍。扫线比普通扫描增加一倍。图象有微小位置误差。图象有微小位置误差。超声探查，扫查声线不平行，超声探查，扫查声线不平行，图象显示，扫描光栅平行。图象显示，扫描光栅平行。但因是但因是“微角微角”，这种

6、误差很小。，这种误差很小。13波束控制方法波束控制方法 切换并采用相控技术切换并采用相控技术工作时：工作时：奇数场声线偏向奇数场声线偏向，偶数场声线偏向偶数场声线偏向。同时：同时：施加电子聚焦延时。施加电子聚焦延时。波束：波束：线扫微偏聚焦线扫微偏聚焦14 超声聚焦：使超声束在一定深度内会聚，改善分辨力超声聚焦：使超声束在一定深度内会聚，改善分辨力(穿透力和回波强度）。穿透力和回波强度）。分类：分类：声学聚焦，声学聚焦，电子聚焦。电子聚焦。一、声学聚焦（几何聚焦，机械聚焦）一、声学聚焦（几何聚焦，机械聚焦）1.1.声透镜聚焦声透镜聚焦 利用声传播的折射原理进行聚焦。利用声传播的折射原理进行聚焦

7、。若：若：C C1 1透镜介质声速，透镜介质声速，C C2 2被测介质声速被测介质声速，则：则：当当C C1 1CC2 2时，凹形声透镜有会聚作用；时，凹形声透镜有会聚作用；当当C C1 1CC2 2时，凸形声透镜有会聚作用。时，凸形声透镜有会聚作用。焦距焦距F F与曲率半径与曲率半径R R成正比，成正比，与与C C1 1/C/C2 2成反比。成反比。第三节第三节第三节第三节 声束的聚焦声束的聚焦声束的聚焦声束的聚焦15示意图如下：示意图如下：厚度：声透镜中心部位厚度取厚度：声透镜中心部位厚度取/2/2可有最大透射率；可有最大透射率；匹配：为防止反射，一般需采用匹配层。匹配：为防止反射，一般需

8、采用匹配层。材料：通常为环氧树脂、丙稀树脂与其它成分复合。材料：通常为环氧树脂、丙稀树脂与其它成分复合。162.2.声反射镜聚焦声反射镜聚焦 用凹面的声反射镜，当镜面曲率和声源离镜面距离用凹面的声反射镜，当镜面曲率和声源离镜面距离适当时，即具有聚焦作用。适当时，即具有聚焦作用。利用了声传播的反射定律。利用了声传播的反射定律。3.3.凹面振子聚焦凹面振子聚焦 振子做成凹面，焦距振子做成凹面，焦距F F等于其曲率半径等于其曲率半径R R。效果好，但工艺复杂。效果好，但工艺复杂。17二、电子聚焦二、电子聚焦 原理：原理：用一组相邻阵元组合工作：用一组相邻阵元组合工作：发射时：发射时：各阵元的各阵元的

9、激励信号激励信号相位按相位按二次曲线二次曲线变化，使变化，使发射发射超声超声经经空间叠加空间叠加后后，合成超声波束合成超声波束产生会聚。产生会聚。接收时：接收时：各阵元的各阵元的接收信号接收信号相位按同样形式变化，使相位按同样形式变化，使接收接收信号信号经经电路叠加电路叠加后，后，接收灵敏区域接收灵敏区域产生会聚。产生会聚。改变相位二次曲线变化曲率，可改变会聚焦距。改变相位二次曲线变化曲率，可改变会聚焦距。二次曲线二次曲线常为圆弧线常为圆弧线1819电子聚焦原理图解：电子聚焦原理图解：无偏向无聚无偏向无聚焦发射：焦发射：各阵元各阵元发射信号无发射信号无相位差。相位差。叠加声波最叠加声波最强区域

10、强区域同相位波面同相位波面密集区域，密集区域，不偏向，不不偏向，不会聚。会聚。20无偏向有聚无偏向有聚焦发射：焦发射：各阵元各阵元的激励信号的激励信号相位按二次相位按二次曲线变化，曲线变化，叠加超声最叠加超声最强区域强区域同相位波面同相位波面密集区域，密集区域，在焦距内逐在焦距内逐渐会聚，在渐会聚，在焦距外逐渐焦距外逐渐扩散。不偏扩散。不偏向。向。21无偏向有聚无偏向有聚焦接收：焦接收：各阵元各阵元的接收信号的接收信号经延迟线，经延迟线，相位按二次相位按二次曲线变化，曲线变化，使焦点处回使焦点处回波达到同相波达到同相位，叠加电位，叠加电路对之有最路对之有最大输出。接大输出。接收灵敏区域收灵敏区

11、域产生会聚。产生会聚。不偏向。不偏向。22发射聚焦和接收聚焦的异同及连接：发射聚焦和接收聚焦的异同及连接：相同：相同：信号相位二次曲信号相位二次曲线变化延迟线变化延迟 不同：不同：发射聚焦：发射聚焦：超声空间叠加，超声空间叠加，合成超声聚焦。合成超声聚焦。接收聚焦：接收聚焦：信号电路叠加，信号电路叠加，灵敏范围聚焦。灵敏范围聚焦。23聚焦聚焦延迟线计算公式：延迟线计算公式：i i号阵元距焦点的声程号阵元距焦点的声程(距离距离)S)Si i：其中：其中：i=1,2,i=1,2,阵元序号阵元序号 线阵工作组的阵元数线阵工作组的阵元数 L Li iii号阵元距线阵组中心距号阵元距线阵组中心距 FF焦

12、距焦距 dd相邻阵元中心距相邻阵元中心距i i号阵元所接延迟线的延时量号阵元所接延迟线的延时量i i：其中：其中：c c1540m/s 1540m/s 声速声速1 2 3 4 5 6 7 8 9 FL1S1焦点焦点dLiSi24数值例：数值例：设：设：F F35mm35mm，d d0.5mm0.5mm，m m8 8，则可求得：则可求得：S S1 1S S8 835.043723mm 35.043723mm 1 18 80ns0nsS S2 2S S7 735.022314mm 35.022314mm 2 27 713.9ns13.9nsS S3 3S S6 635.008034mm 35.00

13、8034mm 3 36 623.17ns23.17nsS S4 4S S5 535.000893mm 35.000893mm 4 45 527.81ns27.81ns25三、延迟线三、延迟线26三、延迟线三、延迟线作用：将信号延迟作用：将信号延迟(输出相对于输入有一定延时输出相对于输入有一定延时)。分类：分类：模拟延迟线：模拟信号，模拟延迟线：模拟信号，L+CL+C构成，廉构成，廉,中低档。中低档。数字延迟线：数字信号，数字延迟线：数字信号，A/D+RAMA/D+RAM，贵，高档。贵，高档。1.1.模拟延迟线模拟延迟线 以分布参数长线理论设计的集中参数延迟线。以分布参数长线理论设计的集中参数延

14、迟线。假定电阻小到可以忽略，等效电路如下。假定电阻小到可以忽略，等效电路如下。2728有关参数关系：有关参数关系：C C中电压产生电场，中电压产生电场，L L中电流产生磁场。信号的传播过中电流产生磁场。信号的传播过程，实质上是电磁波在线路中的传播。有：程，实质上是电磁波在线路中的传播。有：其中：其中：V Vc c传播速度，传播速度，延迟线特性阻抗延迟线特性阻抗当当=R=RH H与负载匹配时，有：与负载匹配时，有：t td dL/L/V Vc c其中：其中：t td d延迟时间，延迟时间，LL延迟线长度，延迟线长度，R RH H负载阻抗负载阻抗2.2.可变延迟电路可变延迟电路作用：作用：延迟量的

15、数控分级可变。延迟量的数控分级可变。2930实际电路：实际电路：图中延迟线有图中延迟线有7 7个抽头，分别对输入信号有不同的延时，个抽头，分别对输入信号有不同的延时，每两个相邻抽头间的延时量为每两个相邻抽头间的延时量为10ns10ns。用多路转换开关选通输出。用多路转换开关选通输出。A A、B B、C C输入选通控制码。输入选通控制码。选通控制码与延时量的关系如右表。选通控制码与延时量的关系如右表。31补充：多路转换开关简介补充：多路转换开关简介型号：型号：74HC4051、74HCT4051、CD4051、MC14051等等 功能同，电压、速度不同。功能同，电压、速度不同。功能：功能：8选选

16、1，双向模拟多路开关。，双向模拟多路开关。引引脚脚功能：功能：I/O0-7：输入输入/输出输出 O/I：公共输出公共输出/输入输入 A,B,C：选通控制码选通控制码 E/：使能控制使能控制 Vdd,Vss：电源，接地电源，接地 Vee：信号零点信号零点I/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7VddVssVeeO/IE/ABC16 13 8 14 7 15 3 12 6 111 510 2 9 4控制输入控制输入导通导通开关开关E/CBA0000000011001020011301004010150110601117132四、动态电子聚焦四、动态电子聚焦 在扫查过程中动态

17、地改变焦点，使整个探测深度内在扫查过程中动态地改变焦点，使整个探测深度内波束都有良好的会聚。波束都有良好的会聚。1.1.等声速动态电子聚焦等声速动态电子聚焦定义：定义：通过计算机控制，以一定的速率改变发射和接收的延迟时间，通过计算机控制，以一定的速率改变发射和接收的延迟时间，使焦点随发射波和接收同步移动，使整个探测深度都有良好的横使焦点随发射波和接收同步移动，使整个探测深度都有良好的横向分辨力。向分辨力。以超声在人体中的平均探测速度，在全探测深度区移动波束焦点。以超声在人体中的平均探测速度，在全探测深度区移动波束焦点。（实际上，只能在接收系统中实现）。（实际上，只能在接收系统中实现）。探测速度

18、探测速度V VD D ：因接收时，超声波在人体内往返一次，故：因接收时，超声波在人体内往返一次，故：V VD Dc/2c/2770m/s770m/s0.77m/ms0.77m/ms0.77mm/us0.77mm/us 即应以即应以V VD D改变延迟线的延时分布曲率，即焦距。改变延迟线的延时分布曲率，即焦距。需要用专用计算机进行，速度快，且精度要求高。在高档机中需要用专用计算机进行，速度快，且精度要求高。在高档机中使用。实际很少采用。使用。实际很少采用。332.2.分段动态电子聚焦（非实时）分段动态电子聚焦（非实时）基本原理：基本原理：将探测的深度划分成将探测的深度划分成n n段。段。(通常：

19、通常：n n2 24 4且这四个焦距拟由且这四个焦距拟由聚焦延迟时间关系和传播媒质中的聚焦延迟时间关系和传播媒质中的速度确定速度确定)。发射：发射：按近、中、远场顺序，按近、中、远场顺序，n n个焦个焦点，发射点，发射n n次。次。接收：接收：每次发射后接收。但只将本次每次发射后接收。但只将本次发射焦点附近相应的回波数据写发射焦点附近相应的回波数据写入存储器。入存储器。经经n n次发射、接收后的数据组合，次发射、接收后的数据组合，获得一行所有信息。获得一行所有信息。34等效的波束等效的波束 整个探测深度内都有较高的分辨力。整个探测深度内都有较高的分辨力。优缺点优缺点优点：优点：焦点不多，延时变

20、化少焦点不多，延时变化少,速度慢速度慢,电路易实现。电路易实现。缺点：缺点：一行信息经多次发射、接收，时间长，使帧频低。一行信息经多次发射、接收，时间长，使帧频低。需对存贮器以需对存贮器以“慢入快出慢入快出”方式写读，以稳定显示。方式写读，以稳定显示。35五、发射聚焦电路五、发射聚焦电路 1.SSD1.SSD256256型型B B超仪发射聚焦电路超仪发射聚焦电路 SSDSSD256256型型B B超仪的收发电路共有超仪的收发电路共有1616路，此为其中一路。路，此为其中一路。组成：延迟线、多路开关、锁存器、驱动器等。组成：延迟线、多路开关、锁存器、驱动器等。延迟线分级：延迟线分级：DLDL10

21、1101：10ns10ns，DLDL102102：80ns80ns。控制：控制：聚焦码聚焦码A A0 0A A5 5功能：功能：多路开关选多路开关选 通延迟线抽头，通延迟线抽头，得到不同延时。得到不同延时。36控制接通关系控制接通关系例：某一控制码为例：某一控制码为010 011010 011，高三位高三位010010控制控制ICIC6 6，使延迟线使延迟线DLDL102102的的3 3抽头输出，抽头输出，低三位低三位011011控制控制ICIC3 3，使延迟线使延迟线DLDL101101的的4 4抽头输出。抽头输出。总的延迟时间为：总的延迟时间为：802802103103190ns190ns

22、改变控制码改变控制码A A0 0A A5 5，就能改变总的延迟时间。就能改变总的延迟时间。372.EUB2.EUB240240型型B B超仪超仪 发射聚焦电路发射聚焦电路硬件组成：硬件组成：延迟线：延迟线：DL1DL1DL5 DL5 多路选择器：多路选择器：IC3IC3IC7IC7驱动器：驱动器：IC1,IC2,IC8IC1,IC2,IC8信号：信号：输入：输入：DPDP脉冲脉冲输出：输出：F0/F0/F5/F5/脉冲脉冲控制码：控制码：FCN0/FCN0/FCN2/FCN2/电路功能：电路功能：F0/F0/F5/F5/按二次曲线变按二次曲线变 化延迟。化延迟。控制码不同，二次曲线控制码不同，

23、二次曲线曲率不同，焦距不同。曲率不同，焦距不同。3839控制码控制码FCN0-2/与脉冲与脉冲F0-5/延时延时的的关系关系当使用不同频率的探头时，动态聚焦的焦点位置不同，当使用不同频率的探头时，动态聚焦的焦点位置不同，因此所需的延迟时间变化率也不同。共有因此所需的延迟时间变化率也不同。共有8 8种焦点。种焦点。40脉冲脉冲F0-5/与与阵元的触发关系阵元的触发关系 二次曲线曲率变化二次曲线曲率变化41可见：可见：每路脉冲激励二个阵元，以每路脉冲激励二个阵元，以F F5 5/为中心。为中心。焦点越远，被激励的阵元越多，即可变孔径。焦点越远，被激励的阵元越多，即可变孔径。每次发射，各阵元激励信号

24、相位均按二次曲线变化，每次发射，各阵元激励信号相位均按二次曲线变化，但曲线曲率不同，使焦距不同。但曲线曲率不同，使焦距不同。可得如下聚焦效果：可得如下聚焦效果：超声场：聚焦；超声场：聚焦；不代表扇形扫！不代表扇形扫！42作用：对聚焦电路输出的经不同延迟的发射触发脉冲作用：对聚焦电路输出的经不同延迟的发射触发脉冲 （例如（例如F0/F0/F5/F5/）的转接、分配，以实现扫查。的转接、分配，以实现扫查。一、一、SSDSSD256256发射多路转换开关发射多路转换开关(简介）简介）线阵：共线阵：共8080个阵元。对应个阵元。对应8080个发射脉冲产生器。个发射脉冲产生器。组合：每组合：每5 5个一

25、组，共分成个一组，共分成1616组，有组，有1616个脉冲分配器，个脉冲分配器，分配分配1616路经不同延时的发射触发脉冲路经不同延时的发射触发脉冲m1-m16m1-m16。工作：在多个控制码的控制下，每次激励工作：在多个控制码的控制下，每次激励1616个阵元，个阵元，发射聚焦且带微偏的声束，有序推进，形成微发射聚焦且带微偏的声束，有序推进，形成微 角线形扫查。角线形扫查。第四第四第四第四节节节节 发发发发射多路射多路射多路射多路转换转换转换转换开关开关开关开关脉冲分配器脉冲分配器脉冲分配器脉冲分配器 4344二、二、EUBEUB240240发射多路开关发射多路开关 结构与功能结构与功能电路组

26、成；电路组成；8 8选选1 1开关：开关：IC9IC9IC32IC32 驱动管：驱动管：TR112TR112TR116TR116信号：信号：输入：输入：FO/FO/F5/F5/输出：输出：P1P1P16P16 控制：控制：TQATQATQETQE电路功能：电路功能：将将FO/FO/F5/F5/对称地，选择对称地，选择 接通接通P1P1P16P16中的中的1212个。个。控制码不同，选择不同。控制码不同，选择不同。P.5845连接特点：连接特点：FO/FO/F5/F5/，每个接每个接4 4片片ICIC的的O/I(O/I(图中图中Y)Y)。各片各片ICIC的的I/OI/O0-7 0-7(图中图中D

27、 D1-8 1-8)接接P1-P1616P1-P1616个发射脉个发射脉 冲发生器。接法不同，有序。冲发生器。接法不同，有序。TQATQCTQATQC接各片接各片ICIC的的A-CA-C。TQETQETQD/,TQD/,TQD TQD接单号接单号ICIC的的E/(E/(图中图中G)G)。TQDTQD0 0，单号有效。单号有效。TQETQE接接双号双号ICIC的的E/(E/(图中图中G)G)。TQETQE0 0，双号有效。双号有效。几点说明：几点说明：因因1212个阵元对称触发，故仅需个阵元对称触发，故仅需6 6个信号个信号(F0/(F0/F5/)F5/)。因对称触发，故不存在偏向。因对称触发，

28、故不存在偏向。46具体分析例：具体分析例：当当TQETQETQATQA10 00010 000时：时：双号双号ICIC无效，单号无效，单号ICIC有效。有效。多路开关多路开关I/OI/O0 0(D(D1 1)开通。开通。F0P1F0P1，P12P12；F1P2F1P2，P11P11；F5P6 F5P6，P7P7。当当TQETQETQATQA10 00110 001时：时：双号双号ICIC无效，单号无效，单号ICIC有效。有效。多路开关多路开关I/OI/O1 1(D(D2 2)开通。开通。F0P2F0P2，P13P13；F1P3F1P3，P12P12；F5P7 F5P7，P8P8。47控制码与控

29、制码与F0F0F5F5的分配输出关系的分配输出关系注：注：HP1HP16P1P6接接16个发射脉冲发生器个发射脉冲发生器48作用：由触发脉冲产生对阵元的发射激励脉冲。作用：由触发脉冲产生对阵元的发射激励脉冲。要求：波形要求：波形最好是单个单极性脉冲。最好是单个单极性脉冲。脉幅脉幅决定输出功率（与材料有关），约决定输出功率（与材料有关），约100V100V。EUBEUB240240：125V125V；SSDSSD256256：120V120V。脉宽脉宽决定轴向分辨力（与工作频率有关）。决定轴向分辨力（与工作频率有关）。第五节第五节第五节第五节 发射脉冲产生电路发射脉冲产生电路发射脉冲产生电路发射

30、脉冲产生电路120v左右左右0v发射激励脉冲发射激励脉冲5v0v触发脉冲触发脉冲(Fi/)材料压电应力系数e越大，越能用较低的电压产生较大的声压49一、一、EUBEUB240240型型B B超发射脉冲产生电路超发射脉冲产生电路 组成及作用：组成及作用：ICIC3333：驱动门驱动门(与非门与非门)倒相、电平提升。倒相、电平提升。TRTR1 1：开关场效应管开关场效应管工作状态控制。工作状态控制。C C1717：储能电容储能电容储备发射能量。储备发射能量。D D1 1、D D1717：隔离二极管隔离二极管接收时与发射电路隔离。接收时与发射电路隔离。L L：峰化：峰化电感电感减小减小C C0 0引

31、起的振荡，使脉冲变窄。引起的振荡，使脉冲变窄。T T：阵元阵元换能。换能。C C0 0：阵元的静态分布电容阵元的静态分布电容50分布电容 除电容器外，由于电路的分布特点而具有的电容叫分布电容例如线圈的相邻两匝之间，两个分立的元件之间，两根相邻的导线间，一个元件内部的各部分之间，都具有一定的电容它对电路的影响等效于给电路并联上一个电容器，这个电容值就是分布电容 由于分布电容的数值一般不大，在低频交流电路中，分布电容的容抗很大，对电路的影响不大，因此在低额交流电路中，一般可以不考虑分布电容的影响，但对于高额交流电路，分布电容的影响就不能忽略不计了 51工作过程：工作过程：触发脉冲未到前触发脉冲未到

32、前电容电容C C1717充电充电 F Fi i“1”,V1”,Vg g 0V,TR10V,TR1截止，截止，E E R1,C17,R221R1,C17,R221 C C1717充电充电触发脉冲到来时触发脉冲到来时电容电容C C1717放电放电F Fi i“0”,V0”,Vg g12V,TR112V,TR1导通，导通，C C1717对对T T放电，与放电，与T T谐振产生振荡：谐振产生振荡：T T两端振荡电压，因逆向压电效应使两端振荡电压，因逆向压电效应使T T产生超声输出。产生超声输出。Fi充电充电放电放电振荡振荡52触发脉冲后沿结束后触发脉冲后沿结束后衰减振荡衰减振荡并联并联L L，加速加速

33、C C0 0放电。放电。但但L L与与C C0 0构成构成振荡回路激起后沿振荡回路激起后沿的衰减振荡。的衰减振荡。各点波形见图。各点波形见图。D1、D17在接收时，左边0电位，右边几十微V，所以均截止。避免发射回路对接收的分流。53二、二、SSDSSD256256型发射脉冲产生电路型发射脉冲产生电路电路构成：电路构成：-15V发射门控电路发射门控电路脉冲发射电路脉冲发射电路接收门控电路接收门控电路接收通道电子开关接收通道电子开关C2、C3旁路电容，隔直作用54工作过程工作过程发射：发射：TX GATETX GATE“1”1”，TRTR2 2、TRTR1 1截止，截止，电源电源120V120V

34、R3R3，R2R2 C C1 1充电充电 TX GATETX GATE“0”0”，TRTR2 2、TRTR1 1导通，导通，D D1 1导通导通，C C1 1对对T T放电，产生振荡，发射超声波。放电，产生振荡，发射超声波。D D2 2，D D3 3也可导通，也可导通，但但D D4 4截止，故接收关闭。截止，故接收关闭。接收：接收：RX GATERX GATE“1”1”，TRTR3 3截止，截止，V VA A-15V,-15V,使使D D4 4截止。截止。RX GATERX GATE“0”0”，TRTR3 3导通，导通，V VA A5V,5V,D D2 2，D D3 3，D D4 4导通，接收

35、通道开通。导通，接收通道开通。-15V放电放电振荡振荡充电充电55二极管开关：二极管开关：用途：脉冲发生器与阵元之间的转接。用途：脉冲发生器与阵元之间的转接。意义：安装在探头中，减少主机与探头之间的连线。意义：安装在探头中，减少主机与探头之间的连线。二极管开关控制电路：二极管开关控制电路：用途：对二极管开关的控制。安装在主机中。用途：对二极管开关的控制。安装在主机中。一、二极管开关电路一、二极管开关电路组成：组成：D D：开关二极管开关二极管 C C：隔直电容隔直电容 R R：二极管限流电阻二极管限流电阻 L L：峰化电感峰化电感 T T：振元振元 D D与与T T一一对应，一一对应，第六节第

36、六节第六节第六节 二极管开关及其控制电路二极管开关及其控制电路二极管开关及其控制电路二极管开关及其控制电路56连接：连接：FF输入，接发射脉冲产生电路。输入，接发射脉冲产生电路。HH输出，接接收放大电路。输出，接接收放大电路。KK输入，接二极管开关控制电路。（见下图输入，接二极管开关控制电路。（见下图)控制：控制：K K-150V-150V时，时，D D截止截止(因发射脉冲因发射脉冲-125V)-125V)。阵元不通。阵元不通。K K+8V+8V时，时，D D导通导通(但发射脉冲但发射脉冲+8V)+8V)。阵元可通。阵元可通。57连接方式例：连接方式例：8080个阵元与个阵元与F F、H H、

37、K K的连接。的连接。（非非EUB-240型型B超用）超用）F1F1F15(H1-H15)F15(H1-H15)，1515根；根；K1K1K16K16，1616根。共根。共3131根，连线减少。根，连线减少。58按表按表4 41111、表、表4 41212构成的二极管开关阵列图构成的二极管开关阵列图F1(H1)F3F2(H2)59二、二极管开关控制电路二、二极管开关控制电路电路组成：电路组成：IC48IC48：ROMROM；IC51-IC53IC51-IC53：3-83-8译码器；译码器；IC54-IC63IC54-IC63：与非门；与非门；虚框中：电平转换电路。虚框中：电平转换电路。输入输出

38、：输入输出：ROMROM地址：接地址：接CPUCPU数据总线。数据总线。CNT1-CNT19CNT1-CNT19：接二极管开关的控制端接二极管开关的控制端K K。1 1ROMROM 存储二极管开关控制程序，存储二极管开关控制程序，根据扫描方式而确定其编码。根据扫描方式而确定其编码。由由CPUCPU根据不同时间写入控制根据不同时间写入控制字作为读取地址。字作为读取地址。602.2.译码电路译码电路型号：型号：74HC13874HC138，引脚功能：引脚功能：G1G1、G2/G2/使能，使能，A A、B B、CC译码输入，译码输入，Y0/Y0/Y7/Y7/输出。（真值表如下）输出。（真值表如下）工

39、作关系：工作关系：三极管作倒相器，三极管作倒相器，IC51,IC52,IC53IC51,IC52,IC53 不会同时有效，仅一路输出，控制多个不会同时有效，仅一路输出，控制多个 与非门有效，使多个阵元工作。与非门有效，使多个阵元工作。61ROMROM读出字与读出字与CNT1-CNT19CNT1-CNT19的关系的关系（由此可推出：（由此可推出：IC51-IC53IC54-IC63IC51-IC53IC54-IC63之间的连接关系）之间的连接关系）622.2.电平转换电路电平转换电路(1)(1)A=“0”(0.3V)A=“0”(0.3V)：(2)(2)T T1 1截止，截止，T T2 2无无基流

40、截止，基流截止，T T3 3无通路截止，无通路截止，T T5 5反偏截反偏截止。止。T T4 4基极被基极被-150V-150V拉低，使射极拉低，使射极-150V+0.7V-150V+0.7V。故故CNT1-150VCNT1-150V，使，使D D截止。截止。(2)A=“1”(3.5V)(2)A=“1”(3.5V)：T T1 1导通，导通，T T2 2导通，导通，T T3 3导通。导通。T T5 5基极基极=8-0.32=7.4V=8-0.32=7.4V，T T5 5导通，导通，T T4 4反偏截止。反偏截止。故故CNT1CNT18V8V，使，使D D导通。导通。63第七节第七节第七节第七节

41、线阵扫查切换过程线阵扫查切换过程线阵扫查切换过程线阵扫查切换过程 线阵扫查切换手段：线阵扫查切换手段：多路转换开关多路转换开关信号转接，低压，快，频度高。信号转接，低压，快，频度高。二极管开关二极管开关 通道转接，高压，慢，频度低。通道转接，高压，慢，频度低。阵元被激励发射的条件：阵元被激励发射的条件：所接二极管导通所接二极管导通控制端为高电平（控制端为高电平（+8V+8V）。）。所接激励脉冲发生器被触发。所接激励脉冲发生器被触发。两者缺一不可。两者缺一不可。线阵扫查切换过程举例：线阵扫查切换过程举例：d/2d/2间隔隔行扫查。（非间隔隔行扫查。（非EUB-240EUB-240型型B B超用超

42、用)隔行扫查：把一帧图象的扫查分成两场进行。隔行扫查：把一帧图象的扫查分成两场进行。第一场扫查奇数线，第二场扫查偶数线。第一场扫查奇数线，第二场扫查偶数线。（类似（类似TVTV扫描扫描）64此表可与图此表可与图4-254-25对照，得出被激励的阵元对照，得出被激励的阵元65扫查过程说明扫查过程说明:发射阵元发射阵元同时满足激励条件同时满足激励条件，由图，由图4-254-25可查。可查。接收阵元，则由接收多路开关控制。接收阵元，则由接收多路开关控制。第一场，第一次激励（信息线第一场，第一次激励（信息线1 1）F1F1F10F10激励，激励，K1K1K3K3高电平（由图高电平（由图4-254-25

43、：）：）发射阵元：发射阵元：1 110 10 声束中心：声束中心：5 5、6 6号阵元中心。号阵元中心。接收阵元：接收阵元：1 19 9 声束中心：声束中心：5 5号阵元中心。号阵元中心。合成信息线中心：合成信息线中心：5 5号阵元中心向右偏号阵元中心向右偏d/4d/4。第一场，第二次激励（信息线第一场，第二次激励（信息线3 3）F2F2F11F11激励，激励，K1K1K3K3高电平高电平发射阵元：发射阵元：2 211 11 声束中心：声束中心：6 6、7 7号阵元中心。号阵元中心。接收阵元：接收阵元：2 210 10 声束中心：声束中心：6 6号阵元中心。号阵元中心。合成信息线中心：合成信息

44、线中心：6 6号阵元中心向右偏号阵元中心向右偏d/4d/4。66 第二场，第一次激励（信息线第二场，第一次激励（信息线2 2）F1F1F10F10激励，激励，K1K1K3K3高电平高电平发射阵元：发射阵元：1 11010。声束中心：声束中心：5 5、6 6号阵元中心。号阵元中心。接收阵元：接收阵元：2 21010。声束中心：声束中心：6 6号阵元中心。号阵元中心。合成信息线中心：合成信息线中心：6 6号阵元中心向左偏号阵元中心向左偏d/4d/4。第二场，第二次激励（信息线第二场，第二次激励（信息线4 4）F2F2F11F11激励，激励，K1K1K3K3高电平高电平发射阵元：发射阵元：2 211

45、11。声束中心：声束中心：6 6、7 7号阵元中心。号阵元中心。接收阵元：接收阵元：3 31111。声束中心：声束中心：7 7号阵元中心。号阵元中心。合成信息线中心：合成信息线中心：7 7号阵元中心向左偏号阵元中心向左偏d/4d/4。可见：可见：信息线信息线1 1和和2 2间距为：间距为：d/4+d/4d/4+d/4d/2d/267扫查顺序图扫查顺序图68接收聚焦码转换控制码（来自CPU）F0-F5DP开关控开关控制码制码（ROM）19路路二极管二极管开关开关控制控制二极管开关二极管开关振元振元发射发射聚焦聚焦发射多路发射多路开关转换开关转换16路脉冲路脉冲发射电路发射电路1269 使用超声耦

46、合剂的目的首先是充填接触面之间的微小空隙，不使这些空隙间的微量空气影响超声的穿透；其次是通过耦合剂“过渡”作用，使探头与皮肤之间的声阻抗差减小，从而减小超声能量在此界面的反射损失。另外，还起到“润滑”作用，减小探头面与皮肤之间的摩擦，使探头能灵活的滑动探查。70本章小结习题1.组合振元探头和但振元相比，有哪些优势？2.多振元探头的扫描方式有哪些？3.声束的聚焦方式有哪些?简单描述聚焦原理。4.简单描述延迟线的延迟原理，延迟线有哪几种？5.电子聚焦的方式有哪两种？6.超声以前发射电路有哪些部分构成？7.掌握聚焦电路，多路开关转换电路，脉冲发射电路，二极管开关电路和开关控制电路的原理。8.超声耦合剂的作用？71