[發(fā)明專利]一種頻率可調(diào)的超聲波發(fā)射驅(qū)動裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310683418.2
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103731166A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李慧慧;樊建平;李龍亮;文夏清;周永進(jìn);王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04;H04B11/00;A61B8/00
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 沈祖鋒;郝明琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種頻率可調(diào)的超聲波發(fā)射驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)

超聲成像在醫(yī)療檢測當(dāng)中有重要的臨床作用，利用超聲成像可以觀察皮膚下層肌肉，骨骼等形態(tài)，以此判斷患者的疾病情況。超聲發(fā)射是超聲成像的必要條件，因此超聲的發(fā)射控制在超聲成像中是關(guān)鍵的部分。

專利號CN200920146216.3提出一種超聲波收發(fā)電路，該電路通過對超聲波收發(fā)單元的控制可以實現(xiàn)超聲波同步接收和發(fā)射，但是該電路僅能產(chǎn)生較低頻的脈沖，而且頻率固定，不能產(chǎn)生不同頻率的超聲發(fā)射前端。

目前對于超聲發(fā)射前端的設(shè)計，通過對單個MOS管的控制，使其工作在飽和或截止?fàn)顟B(tài)，在MOS管的輸出端會產(chǎn)生高壓脈沖，可以驅(qū)動換能器產(chǎn)生超聲波。然而，上述情況下MOS管的效率不高，而且會影響MOS管的壽命。對使用者來說，需要一種更為方便、簡易、高效、長期有效的驅(qū)動壓電晶體產(chǎn)生超聲波的方法。

另外，超聲波頻率的選擇在超聲檢測當(dāng)中是重要的一個環(huán)節(jié)。對某一特定的探測區(qū)域，超聲頻率太高，穿透不深；頻率太低，沒有相應(yīng)的生物效應(yīng)。由于不同組織，結(jié)構(gòu)、密度不同，不同頻率的超聲波對上述組織成像質(zhì)量不同，因此在特定情況下，需要依據(jù)實際被測組織選用不同頻率的超聲波對其檢測，以獲得最佳診斷結(jié)果。

市場上的超聲探測設(shè)備通常采用某一固定頻率的超聲波儀器，在一些特定的場合、特定的組織，用相應(yīng)頻率的超聲波探測儀器，會獲得質(zhì)量最好的超聲檢測圖像。為了提高設(shè)備的可重復(fù)利用性，需要一種可以產(chǎn)生頻率可變的超聲波的方法，以此可以降低成本，提高設(shè)備利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的現(xiàn)有技術(shù)存在問題，提供一種頻率可調(diào)的超聲波發(fā)射驅(qū)動裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種頻率可調(diào)的超聲波發(fā)射驅(qū)動裝置，包括超聲波發(fā)射器、脈沖高壓發(fā)生器、多頻率脈沖發(fā)生信號控制模塊、電源模塊，所述多頻率脈沖發(fā)生信號控制模塊，用于產(chǎn)生多頻率低壓脈沖信號；所述脈沖高壓發(fā)生器，接收所述多頻率低壓脈沖信號并輸出高壓脈沖信號；所述超聲波發(fā)射器接收所述高壓脈沖信號并發(fā)射超聲波；所述電源模塊用于所述驅(qū)動裝置供電；其中，所述脈沖高壓發(fā)生器包括由P型MOS管和N型MOS管組成的高壓脈沖輸出端，所述P型MOS管和N型MOS管連接成乙類工作狀態(tài)，交替工作。`

優(yōu)選地，所述脈沖高壓發(fā)生器還包括二級差分放大器、功率MOSFET、穩(wěn)壓分流電路以及CLAMP電路，所述多頻率低壓脈沖信號依次經(jīng)所述二級差分放大器、功率MOSFET、穩(wěn)壓分流電路進(jìn)入所述高壓脈沖輸出端，生成高壓脈沖信號傳送至所述超聲波發(fā)射器；所述CLAMP電路與所述高壓脈沖輸出端連接；所述穩(wěn)壓分流電路和CLAMP電路與高壓脈沖輸出端的不同端相連。

優(yōu)選地，所述多頻率脈沖發(fā)生信號控制模塊包括低頻率脈沖信號電路、多頻高頻率脈沖信號電路、開關(guān)輸出端；所述開關(guān)輸出端接收所述低頻率脈沖信號電路、多頻高頻率脈沖信號電路的脈沖信號并控制輸出多頻率低壓脈沖信號。

優(yōu)選地，所述低頻率脈沖信號電路包括電容和電感組成的PI形電路及經(jīng)過反相器生成低頻率脈沖信號，所述反相器與所述開關(guān)輸出端電連接。

優(yōu)選地，所述多頻高頻率脈沖信號電路包括晶振及與所述晶振連接的FPGA生成多頻高頻率脈沖信號，所述FPGA與所述開關(guān)輸出端電連接。

優(yōu)選地，所述反相器采用74HC132D芯片。

優(yōu)選地，所述電源模塊包括±12V和±80V四路輸入，其中，所述±80V用于所述脈沖高壓發(fā)生器供電，所述+12V用于數(shù)字電路和模擬電路供電，所述-12V用于數(shù)字電路供電。

優(yōu)選地，所述+12V經(jīng)第一電壓轉(zhuǎn)換芯片輸出3.3V電源，所述+12V經(jīng)第二電壓轉(zhuǎn)換芯片輸出5V電源，所述-12V經(jīng)第三電壓轉(zhuǎn)換芯片輸出-5V電源。

優(yōu)選地，所述5V經(jīng)第四電壓轉(zhuǎn)換芯片、第五電壓轉(zhuǎn)換芯片、第六電壓轉(zhuǎn)換芯片分別輸出1.2V、2.5V、3.3V電源。

優(yōu)選地，所述第一電壓轉(zhuǎn)換芯片為HT7533，所述第二電壓轉(zhuǎn)換芯片為LM2676，所述第三電壓轉(zhuǎn)換芯片為LM7905，所述第四電壓轉(zhuǎn)換芯片為TPS73201，所述第五電壓轉(zhuǎn)換芯片為TPS73225，所述第六電壓轉(zhuǎn)換芯片為TPS73233。

本發(fā)明的有益效果包括：對利用單個MOS管作為輸出級的電路進(jìn)行改進(jìn)，提高電路的性能，可以更有效地產(chǎn)生超聲波；采用雙MOS管有利于MOS管的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的脈沖高壓發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明實施例的多頻率脈沖發(fā)生信號控制模塊結(jié)構(gòu)圖。