一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路的制作方法

文档序号:12345844阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:包括AC-DC电源,管理控制电路和功率发射电路,所述管理控制电路通过自定义总线和I2C总线与功率发射电路连接,向其发送控制指令并接受其反馈的状态信息,管理控制电路包括控制板电源、主控ARM、以及与所述主控ARM相连的USB接口、HDMI接口、VGA接口、LAN接口、RS232接口、SDRAM、NandFlash、SATA接口、JTAG接口和CPLD,所述CPLD上连接有Trigger接口并通过自定义总线与功率发射电路连接;所述功率发射电路包括FPGA、单片机、电流驱动源、MOS管电路、阻抗匹配电路、选通开关、采样电路、计算电路和发射板电源,所述FPGA分别与单片机和管理控制电路中的CPLD连接,同时其信号输出端依次连接电流驱动源、MOS管电路和阻抗匹配电路,所述阻抗匹配电路的输出端连接超声换能器阵列,同时将输出功率信号依次通过选通开关、采样电路、计算电路汇总至单片机,所述单片机将收集到的输出功率信号通过I2C总线反馈给主控ARM,并在出现异常时直接发送给FPGA,由FPGA根据预设规则进行应急处理。

2.根据权利要求1所述的一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:所述主控ARM用于完成驱动电路内部的协调和管理,以及运行整个相控阵高强度聚焦超声系统的控制软件,实现人机交互、外设管理功能,无需再另设上位机。

3.根据权利要求1所述的一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:所述管理控制电路只有一个,所述功率发射电路为一个或多个,以并列多通道方式通过自定义总线和I2C总线与管理控制电路相连接。

4.根据权利要3所述的一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:所述功率发射电路中包括若干通道的波形产生、功率放大、阻抗匹配和状态反馈,其中包含的通道数为2的整数次方。

5.根据权利要求3或4所述的一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:所述CPLD通过自定义总线与功率发射电路板上的FPGA连接,将主控ARM传来发射参数发送到每个FPGA并缓存在其存储器中,随后由FPGA根据发射参数控制各电流驱动源,所有通道的发射基准时序信号由CPLD产生。

6.根据权利要求3或4所述的一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:所述FPGA用于产生同一块功率发射电路板内的各通道间的发射延时信号、时序信号、电流驱动源的使能信号和控制信号,所述电流驱动源根据预设的条件产生发射波形,所产生的波形由MOS管电路驱动,MOS管电路采用耗尽型MOS管,可在VGS=0时产生沟道,放大各种波形而不会产生大的畸变。

7.根据权利要求3或4所述的一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:通过调节所述电流驱动源的电流值来调节每个通道的发射幅度。

8.根据权利要求3或4所述的一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:所述选通开关的输入端与每一个通道的输出端连接,并接受来自单片机的指令确定选通某个通道的输出信号反馈,实现每次对一个通道进行输出功率测量,在完成一个通道的输出功率测量后接受指令选通另一个通道。

9.根据权利要求3或4所述的一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:所述AC-DC电源用于将220V交流电变换成48V直流电,所述控制板电源将所述AC-DC电源传来的48V直流电转换成管理控制电路中各芯片所需的不同电压的直流电,所述发射板电源将所述AC-DC电源传来的48V电源转换成功率发射电路内各芯片所需的不同电压值的直流电。

10.根据权利要求3或4所述的一种相控阵高强度聚焦超声驱动电路,其特征在于:所述采样电路输入端与选通开关的输出端连接,其将所述选通开关选中的那一路通道的输出功率信号进行数字化采样;所述计算电路输入端与采样电路输出端连接,输出端与单片机连接,计算电路对采样后的数据进行硬件计算,得到当前采集的通道的实际发射功率。

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