用于超声相控阵的制造技术

本发明专利技术公开一种用于超声相控阵的

【技术实现步骤摘要】
用于超声相控阵的TCG硬件电路及增益调节方法


[0001]本专利技术涉及超声相控阵
，特别是一种用于超声相控阵的
TCG
硬件电路及增益调节方法
。

技术介绍

[0002]在超声相控阵的
TCG
时间
‑
增益修正方案中，常用的有数字
TCG
和接收端增益调整
TCG
方案
。
数字
TCG
方案中，是把超声回波经过
ADC
数字化后，通过软件的办法更改回波数据大小
。
如把某一时间段的回波数据增加
6dB
，或者把某一时间段的回波数据衰减
6dB
，达到
TCG
的功能需求
。
另外一种方案是在回波信号的接收端，直接调整模拟信号的增益方法，通过更改某一时间段的模拟增益，从而实现
TCG
的功能
。
[0003]数字
TCG
的方案，它的主要存在缺陷是仪器的性噪比不高
。
开启了数字
TCG
功能后，它在增益放大区域，除了放大有效信号外，还会同样把噪声信号放大，这样就相当于仪器的性噪比降低了
。
[0004]接收端增益调整
TCG
方案，它的主要缺陷是响应速度比较缓慢
。
接收端目前大部分的增益调节都是通过模拟压控方式来调整的；电压的放大由运算放大器来控制；目前运放的速度受到芯片参数影响，不能达到太高速度
。
还有一种是通过
SPI
接口进行调整的电压控制方式，这种方式收到接口速率的限制，变化速度会比较忙
。
因此，后端增益调节的
TCG
方案，会降低波形反馈的速率
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于超声相控阵的
TCG
硬件电路及增益调节方法，该方法采用硬件电路实现不同时间情况下更改发射电压幅度的方法，即是硬件
TCG
的一种实现办法
。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供的用于超声相控阵的
TCG
硬件电路，包括控制模块
、
第一模拟信号开关
、
滤波模块
、
增益放大模块
、
第二模拟信号开关；所述第一模拟信号开关包括一个输入端和多个输出端，所述输入端用于接收输入信号，所述输出端用于将输入端输入的信号从多个输出端输出；所述多个输出端中每个输出端分别依次与滤波模块和增益放大模块连接；所述各增益放大模块的输出端分别与第二模拟信号开关的输入端连接；所述控制模块分别与第一模拟信号开关
、
增益放大模块
、
第二模拟信号开关连接；所述控制模块用于设置
TCG
调整点，并根据
TCG
调整点切换第一
、
二模拟信号开关
、
滤波模块
、
增益放大模块的工作过程
。
[0007]进一步，所述滤波模块采用带通滤波模块，所述带通滤波模块用于滤除
1Mhz
以下和
30Mhz
以上的噪声信号
。
[0008]进一步，所述增益放大模块的放大倍数被设置为0‑
40dB
，通过压控的方式进行调
整信号放大倍数，电压输出控制通过
DAC
进行控制
。
[0009]进一步，所述控制模块采用
FPGA
芯片的
IO
口进行控制，包括切换模块
、
电压控制
DAC
模块；所述切换模块用于分别对输出模拟信号进行切换控制；所述电压控制
DAC
模块，通过压控控制增益大小
。
[0010]进一步，所述控制模块按照以下步骤进行：设置
N
个增益放大模块；根据增益放大模块的运放响应时间设置每个增益放大模块轮流工作切换时间点，使得增益放大模块轮流循环重复进行
。
[0011]进一步，所述第一模拟信号开关为一进四出模拟信号开关，用于将输入信号复制出四路模拟信号，并将四路模拟信号分别传输至对应的滤波模块，所述滤波模块将处理后的信号传输到对应的增益放大模块；所述第二模拟信号开关为四进一出模拟信号开关，用于通过控制信号从四路增益放大模块选择一路增益放大模块的输出信号
。
[0012]本专利技术提供的利用上述用于超声相控阵的
TCG
硬件电路来实现
TCG
增益调节方法，包括以下步骤：设置
N
个增益放大模块；根据增益放大模块的运放响应时间设置每个增益放大模块轮流工作切换时间点，使得增益放大模块轮流循环重复进行
。
[0013]进一步，所述增益放大模块轮流循环重复进行的具体步骤如下：输入扫数据信号；设置第
4k+1
个点增益，切换到4通道输出；设置第
4k+2
个点增益，切换到3通道输出；设置第
4k+3
个点增益，切换到2通道输出；设置第
4k+4
个点增益，切换到1通道输出；在设置第
4k+4
个点增益，切换到1通道输出后，返回到第1个点增益进行设置和切换到4通道输出，循环重复
K
次
。
[0014]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的用于超声相控阵的
TCG
硬件电路及增益调节方法，涉及在超声相控阵的应用，采用硬件电路实现不同时间情况下更改发射电压幅度的方法，即是硬件
TCG
的一种实现办法，可以让缺陷在不同的深度反馈回来的回波保持一致性；可以提高在
TCG
功能开启情况下，提升仪器的性噪比，加快
TCG
的响应速度；简化传统硬件有多个个
TCG
点就需要多少段硬件增益模块的思路，成本降低；实现硬件
TCG
功能，可以设置比较多的
TCG
调整点；
TCG
速度调整比较快，切换速度快；而且和数字
TCG
比较，可以通过滤波电路抑制噪声，采样数据性噪比高，能有效抑制高增益段噪声；实现不同深度情况下，能有效补偿超声衰减，使得大小一样的缺陷回波高度一致
。
采用四路相同的增益调节模块，
A
扫数据的取值方法；采用分时输出方式，给运放充分的电压放大时间，加快
TCG
调节速度
。
[0015]本专利技术的其他优点
、
目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
通道输出，循环重复
K

【专利技术属性】
技术研发人员：骆琦，林文富，蔡庆生，
申请(专利权)人：广州多浦乐电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：