一种功放电路及其便携式超声治疗装置的制作方法

本实用新型涉及一种功放电路及其便携式超声治疗装置，具体涉及一种功放电路及其构成的可低压驱动的便携式聚焦超声治疗装置。

背景技术：

现有技术中，因门限电压的存在，导致在死区电压内没有信号输出，使推挽放大电路不能完全模拟出输入信号波形，即输出波形存在交越失真。

为了避免交越失真，通常是设置合适的静态工作点，使得三极管或场效应管在静态时微导通，通常为增加一个使处于微导通状态的直流偏置。然而，随着温度升高，导通电阻发生变化，此时固定的直流偏置会直接影响三极管或场效应管的线性放大区域，从而降低了推挽放大电路的放大性能。此外，由于一直处于微导通状态，使得功耗升高且降低了使用寿命。

此外，在制造过程中，因为电容和阻抗的误差，导致2个功放单元的幅值和相位、关闭时间均有差异，该差异致使交越失真也是非对称的，且具有不确定性。差异/电路的波动会导致超声焦点功率的成倍放大波动。在聚焦治疗超声中，当前端的不稳态导致总输出变动到达±15％时，超声焦点的能量波动对人体组织和细胞的影响就非常严重，甚至无法使用。所以，聚焦超声治疗对终端功率、波形等参数的精准要求较高，因此必须快速反应且精准调整。因此迫切需要一种高稳定性的电路来确保输出的可靠性和安全性。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型提供一种功放电路，其用于低压驱动的便携式超声治疗装置，包括：功放模块，所述功放模块又包括第一、第二功放单元，所述第一、第二功放单元由共接端输出放大后信号；cpu单元，用于控制正周期信号在所述第一功放单元的启、停时间，以及控制负周期信号在所述第二功放单元的启、停时间，消除所述共接端中输出信号的交越失真。

如前述的功放电路，所述第一、第二功放单元为放大倍数相同或不同的镜像功放单元。

如前述的功放电路，还包括dds单元，用于生成包括正、负周期信号的超声基准信号。

如前述的功放电路，所述cpu单元通过控制所述第一、第二功放单元的启、停时间，以调整正、负周期信号的时序。

如前述的功放电路，还包括反馈模块a，该反馈模块a连接于第一、第二功放单元以获取放大后信号，通过将前一周期的实际波形和cpu单元内部的预留基准数据对比得到第一、第二功放单元需要前置修正的前级误差数据，cpu单元据此将前级误差补偿提前加入。

如前述的功放电路，反馈模块a采样获取实际负周期信号的启停时间，根据正周期信号的结束时间，所述cpu单元前移负周期信号的开启时间，从而进行相移，实现正、负周期信号间的无隙连接。

如前述的功放电路，所述cpu单元通过实时快速微调输出的信号频率，以进行相移，从而克服叠加风险，且可直接补充因为干扰带来的幅值影响，而确保输出波形的平衡对称及稳定。

如前述的功放电路，所述dds单元，其包括可编程波形发生器u8、第一d/a转换器u2、第二d/a转换器u3、两个一级运放u4a、u5a、第三电阻r7、第四电阻r9；可编程波形发生器u8生成的超声基准信号，经cpu单元分频合成后，经由第一d/a转换器u2、第1一级运放u4a、第三电阻r7进入第一功放单元，经由第二d/a转换器u3、第2一级运放u5a、第四电阻r9进入第二功放单元。

如前述的功放电路，所述第一功放单元包括第1二级运放u4b、第1三级运放u6、第一电阻r15、第1三极管q1；所述第二功放单元包括第2二级运放u5b、第2三级运放u7、第二电阻r16、第2三极管q2。

如前述的功放电路，还具有反馈模块b，该反馈模块b设置在超声探头的后级以获得超声探头实际输出信号，并将输出连接于cpu单元，cpu单元用于据此在下一个周期信号输出前修正超声探头实际输出信号的误差。

如前述的功放电路，所述cpu单元通过实时快速微调输出的信号频率，以进行相移，从而克服叠加风险，且可直接补充因为干扰带来的幅值影响，而确保输出波形的平衡对称及稳定。

本实用新型还提供了一种便携式超声治疗装置，包括上述任一所述的功放电路及超声探头。

基于上述技术方案，本实用新型具有如下优点：

1、解决了硬件交越失真的问题。

2、消除了因为批量生产中整个电路各级电容和电阻的误差带来的误差以及因为压电陶瓷自身工艺、后期二次打磨等造成的误差，确保输出信号的一致性。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种功放装置的结构示意图。

图2是本实用新型提供的一种功放电路的电路图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本实用新型的技术内容作详细说明。

下面将结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。

图1示例出本实用新型的一种便携式超声治疗装置，包括功放电路及超声探头；功放电路用于低压驱动的便携式超声治疗装置，包括：dds单元、功放模块、cpu单元u1、超声探头等。

其中，dds单元，用于生成包括正、负周期信号的超声基准信号。

所述功放模块又包括第一功放单元和第二功放单元，所述第一功放单元和第二功放单元由共接端输出放大后信号；所述第一功放单元和第二功放单元为放大倍数相同或不同的镜像功放单元。

cpu单元u1通过控制正周期信号在所述第一功放单元的启、停时间，以及控制负周期信号在所述第二功放单元的启、停时间，以调整正、负周期信号的时序，使得所述共接端的输出信号无交越失真。

超声探头用于将所述功放模块输出的驱动信号转换成超声治疗信号。

便携式超声治疗装置还包括反馈模块a，该反馈模块a连接于第一、第二功放单元以获取放大后信号，通过将前一周期的实际波形和cpu单元u1内部i2c的预留基准数据对比得到第一、第二功放单元需要前置修正的前级误差数据，从而将前级误差补偿提前加入。其中，反馈模块a用于采样获得实际负周期信号的启停时间，根据正周期信号的停止时间，所述cpu单元u1前移负周期信号的开启时间，实现正、负周期信号间的无隙连接，从而避免交越失真。

如图2所示，所述dds单元包括可编程波形发生器u8、第一d/a转换器u2、第二d/a转换器u3、第1一级运放u4a、第2一级运放u5a、电阻r7、电阻r9。可编程波形发生器u8产生一个基准时钟源，生成的超声基准信号，在cpu单元u1内部分频后，经由第一d/a转换器u2、第1一级运放u4a、电阻r7进入第一功放单元，经由第二d/a转换器u3、第1一级运放u5a、电阻r9进入第二功放单元。

所述功放模块包括二级运放u4b、二级运放u5b、三级运放u6、三级运放u7、电阻r15、电阻r16、三极管q1、三极管q2。其中，二级运放u4b、三级运放u6、电阻r15、三极管q1等构成第一功放单元。二级运放u5b、三级运放u7、电阻r16、三极管q2等构成第二功放单元。

第一功放单元和第二功放单元为放大倍数完全相同的镜像功放单元。此时，通过软件调节的方式解决压电晶体收缩膨胀的不对称性问题。比如：通过cpu单元u1进行幅值补偿。此外，也可以将第一功放单元和第二功放单元的放大倍数设置为不同，以从硬件上解决压电晶体收缩和膨胀的不对称性问题，而确保输出波形的平衡对称。

便携式超声治疗装置还具有反馈模块b，其设置在超声探头的后级以获得其实际输出信号，并输出至cpu单元u1，cpu单元u1用于据此修正超声探头实际输出信号的误差，以此来修正大批量生产时整个电路器件的个体差异所带来的整体误差。

此外，所述cpu单元u1通过实时快速微调输出的信号频率，以进行相移，并进行幅值补偿，而确保输出波形的平衡对称及稳定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。