专利名称：一种超声诊断仪发射模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及超声诊断技术领域，具体涉及一种超声诊断仪发射模块。
背景技术：
现有技术的超声系统中，由开关脉沖发生器产生脉冲波形发射到超 声换能器上。为提高超声系统对人体组织的纵向分辨率，通常要求使用
窄宽度脉冲；但是窄宽度脉冲带来的是发射能量的减少，导致超声系统 对人体组织探测深度的降低。
现有技术的的超声系统的发射脉冲采用的是连续两电平或连续三 电平波形，只能产生简单的单极或者双极脉冲。这种发射脉冲通过换能 器转换为超声信号进入人体组织，产生的回波特征不明显，当探测深度 加大，反射回波的能量迅速降低，很容易淹没在系统噪声之中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超声诊断仪发射模块，克服现 有技术超声诊断仪发射模块发射脉冲过窄，影响人体组织探测深度的缺 陷以及简单的单极或者双极脉冲回波特征不明显、容易^皮系统噪声淹没 的缺陷。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种超声诊断仪发射模块，包括发射控制单元和与其相连的发射单 元，所述发射控制单元用于产生控制信号并输出到所述发射单元，所述
发射单元用于根据收到的所述控制信号发射由至少5个不同电平组成的 脉冲波形。
所述的超声诊断仪发射模块，其中所述发射控制单元设为现场可编 程门阵列器件FPGA。
所述的超声诊断仪发射模块，其中所述发射控制单元输出不同的控 制信号以驱动所述发射单元输出不同的电平。
所述的超声诊断仪发射模块，其中所述发射单元包括至少5个信号 通路，每个所述信号通路包括依次相连的电平转换模块、交流耦合模块 和高压开关模块。
所述的超声诊断仪发射模块，其中所述高压开关模块设为MOS开关。
所述的超声诊断仪发射模块，其中所述电平转换模块设为电平转换器。
本发明的有益效果为本发明超声诊断仪发射模块使用5个不同的 电平构成不同的^^冲波形，因此可以形成多种形式各^f的宽^K沖波形， 由此保证了发射模块的发射能量，增加了人体组织探测深度；并且所形 成的单脉沖或双极性脉沖具有明显的回波特征，大大减小了回波信号被 噪声淹没的机率。
本发明包括如下附图
图1为本发明超声诊断仪发射模块示意图2为本发明超声诊断仪发射模块细化模块示意图3为本发明超声诊断仪发射模块实现电路示意图4为本发明超声诊断仪发射模块发射的脉沖波形之一； 图5为本发明超声诊断仪发射模块发射的脉沖波形之二。
具体实施例方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明 如图l所示，本发明超声诊断仪发射模块包括发射控制单元和与其 相连的发射单元。发射单元采用两个双极性电压(其中HVNN1=-HVPP1, HVNN2=-HVPP2 = (1/2)*HVPP1)和一个0V(GND)电位， 一共五个等级 的电平作为发射脉冲的输出电平。发射控制单元输出五个控制信号来分 別控制五个电平的输出，其真值表见表l:
控制信号输出电压值
ENP1E丽lENP2ENN2RTZ
10000HVPP1
01000HVNN1
00100HVPP2
00010HVNN2
00001GND
表1
如图2所示，发射控制单元是用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)产生5个逻辑控制信号，其控制方式如表1 所示。需要注意的是对于5个控制信号必须保证在同一个时刻只能有一 个信号为1，其他为0,否则会有短路情况出现。对于发射脉冲的频率 控制(即控制发射脉冲的宽度)，可以通过5个使能信号的长度来控制。 发射单元是由5个相同的信号通路构成，每个信号通路分别对应于一个 输出电平。而每个信号通路则分别由三个部分构成电平转换模块、交 流耦合模块和MOS开关模块。电平转换模块的作用是将FPGA输出的
逻辑电平(一般为3.3V)转换为能控制MOS开关所需要的电压(一般 为12V)。交流耦合i^莫块的作用是保证输入MOS开关的控制信号是短脉 冲信号，防止由于误触发使MOS开关处于一直开启的状态。MOS开关 模块的作用是通过MOS管的导通或截止来达到接通或关断相应高压电 平的目的。最后将五个通路连接在一起，就能得到需要的输出脉冲波形。 如图3所示，Ul为FPGA，实现发射控制单元的功能，输出五个控 制4言号ENP1、 ENN1、 ENP2、 ENN2、 RTZ。 Gl、 G2、 G3、 G4、 G5为 电平转换器，实现电平转换模块的功能。Gl、 G3和G4所在的通路使用 的是P沟道MOS管控制输出电平(HVPP1、 HVPP2和GND)，因而同 其他通路相比，电平转换器G1、 G3和G4还实现了电平反相的功能。 Cl、 C2、 C3、 C4、 C5为耦合电容，实现交流耦合模块的功能。 Rl、 R3、 R5、 R7、 R9为阻尼电阻，防止控制信号在高频时的过冲。 Dl、 D2、 D3、 D4、 D 5为Schottky 二极管，其作用是提高开关速度。
R2、 R6、 R8为上^立电阻，R4、 R10为下拉电阻，它们的作用是在 没有控制脉沖到来的时候使MOS管的栅极和源极的电压一致从而截止。
Ml、 M2、 M3、 M4、 M5为增强性MOS管。其中M1、 M3、 M5 为P-MOS，用于正压和OV的控制；M2、 M4为N-MOS，用于负压的 控制。其工作机理为当没有控制脉冲耦合到MOS管的栅极时，由于 上拉(或下拉)电阻的存在，MOS管的栅极和源极的电压一致从而截止。 当有控制脉沖到来时，MOS管的栅极和源极的压差(一般为12V)大于 开启电压UGS,从而MOS导通。输出电平即为导通MOS所对应的电位。
D6、 D7、 D8为单向导通二极管，用于五个输出电平之间的连接。 图4为本发明超声诊断仪发射模块发射的一种脉沖波形，用到了所 有的五个电平。该波形的包络近似于正弦波形，在连续脉沖多普勒(CW) 系统中，能有效的降低二次及多次谐波失真，提高系统的分辨率。由于
该波形为双极性波形，所以还可以运用于组织谐波成像。
如图5所示为另一种发射脉冲波形，该脉沖波形相相对于普通的发 射脉沖有明显的特征，即两个大脉沖中间包括两个小脉冲。所以接收到
的信号中，如果也包含这种特征，那么可以说明该接收信号为有用的特 征信号。以上实例只说明了两种发射脉冲波形，很明显，当采用不同的 控制码的时候，可以形成很多种的发射脉沖波形。因此对于其他的发射 脉冲波形，也应该限定于本发明的范围之内。
本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案 实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局 限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构 变化，均包含于本发明的权利范围之内。
权利要求
1、一种超声诊断仪发射模块，其特征在于包括发射控制单元和与其相连的发射单元，所述发射控制单元用于产生控制信号并输出到所述发射单元，所述发射单元用于根据收到的所述控制信号发射由至少5个不同电平组成的脉冲波形。
2、 根据权利要求1所述的超声诊断仪发射模块，其特征在于所 述发射控制单元设为现场可编程门阵列器件FPGA。
3、 根据权利要求2所述的超声诊断仪发射模块，其特征在于所 述发射控制单元输出不同的控制信号以驱动所述发射单元输出不同的 电平。
4、 根据权利要求3所述的超声诊断仪发射模块，其特征在于所 述发射单元包括至少5个信号通路，每个所述信号通路包括依次相连的 电平转换模块、交流耦合模块和高压开关模块。
5、 根据权利要求4所述的超声诊断仪发射模块，其特征在于所 述高压开关模块设为MOS开关。
6、 根据权利要求5所述的超声诊断仪发射模块，其特征在于所 述电平转换模块设为电平转换器。
全文摘要
本发明公开了一种超声诊断仪发射模块，包括发射控制单元和与其相连的发射单元，所述发射控制单元用于产生控制信号并输出到所述发射单元，所述发射单元用于根据收到的所述控制信号发射由至少5个不同电平组成的脉冲波形。本发明超声诊断仪发射模块使用5个不同的电平构成不同的脉冲波形，因此可以形成多种形式各样的宽脉冲波形，由此保证了发射模块的发射能量，增加了人体组织探测深度；并且所形成的单脉冲或双极性脉冲具有明显的回波特征，大大减小了回波信号被噪声淹没的机率。
文档编号A61B8/00GK101176674SQ20071007749
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者海 兰, 刘明宇 申请人:深圳市蓝韵实业有限公司