專(zhuān)利名稱(chēng):接收電路、超聲探頭以及超聲圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及接收電路,其包括放大超聲回波信號(hào)的放大單元和為放大單元的輸出信號(hào)提供預(yù)定的延遲時(shí)間的延遲單元,以及涉及裝備有該接收電路的超聲探頭和超聲圖像顯示設(shè)備。
背景技術(shù):
在超聲圖像顯示設(shè)備中,從提供在超聲探頭中的多個(gè)超聲換能器傳送超聲波以及在每個(gè)超聲換能器處接收回波信號(hào)。在每個(gè)超聲換能器處接收的回波信號(hào)被輸入到接收電路并且在那里被定相和加和。因此,形成一個(gè)接收束。在接收電路,在提供在每個(gè)超聲換能器中的放大單元處放大回波信號(hào)。為了輸出每個(gè)放大單元的信號(hào),在延遲單元處給出預(yù)定的延遲,并且在加和単元中執(zhí)行加和。(例如, 參考日本待決專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)2010-68957。)每個(gè)上述放大器単元通常包括輸出電壓的電壓放大器。但是,當(dāng)使用電壓放大器時(shí),在電壓放大器的后ー級(jí)中需要緩沖放大器并且產(chǎn)生由于依照其的能耗的熱量。當(dāng)使用電壓放大器時(shí),除了上面提到的緩沖放大器之外,還要求用于加和輸出信號(hào)的加法器。此外,由于電壓放大器的頻率特性是寬帶的,并且因此要求低通濾波器。這限制了每個(gè)接收電路的小型化。一般地,在超聲圖像顯示設(shè)備的主単元中提供上面提到的接收電路。本發(fā)明人考慮在超聲探頭中提供上面提到的接收電路。但是,如上面提到的,常規(guī)接收電路的小型化受限制并且難以在不改變的情況下將它們提供在超聲探頭中。與接收電路被提供在設(shè)備的主単元中的情況相比,在由操作員握持的超聲探頭中,發(fā)熱造成問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的第一方面包括接收電路,其具有放大在接收超聲波的超聲換能器處接收的回波信號(hào)的放大單元和為放大単元的輸出信號(hào)提供延遲時(shí)間的延遲單元。接收電路被提供在包括超聲換能器的超聲探頭中以及放大單元由電流輸出放大器組成。本發(fā)明的第二方面是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的接收電路,其中,延遲單元包括電容器,電流輸出放大器的輸出電流積分至該電容器上;寫(xiě)開(kāi)關(guān),用于將輸出電流寫(xiě)至該電容器;以及讀開(kāi)關(guān),用于從該電容器讀取電荷。本發(fā)明的第三方面是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的接收電路,其中,當(dāng)寫(xiě)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí),用輸出電流對(duì)電容器充電。本發(fā)明的第四方面是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的接收電路,其中,實(shí)現(xiàn)以下各項(xiàng)延遲單元包括上面提到的多個(gè)電容器和多個(gè)寫(xiě)開(kāi)關(guān)與讀開(kāi)關(guān);以及電容器、寫(xiě)開(kāi)關(guān)和讀開(kāi)關(guān)形成并聯(lián)電路。本發(fā)明的第五方面是根據(jù)本發(fā)明的第四方面的接收電路,其中,實(shí)現(xiàn)以下各項(xiàng)當(dāng)寫(xiě)開(kāi)關(guān)中的任何ー個(gè)導(dǎo)通時(shí),其它的斷開(kāi);以及電流輸出放大器通過(guò)處于導(dǎo)通狀態(tài)的寫(xiě)開(kāi)關(guān)連接至電容器中的任何ー個(gè)。本發(fā)明的第六方面是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的接收電路,其中,寫(xiě)開(kāi)關(guān)和/或讀開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通的時(shí)間是可調(diào)的。本發(fā)明的第七方面是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的接收電路,其中,延遲時(shí)間是從當(dāng)每個(gè)寫(xiě)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)至當(dāng)對(duì)應(yīng)的讀開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)的時(shí)間。本發(fā)明的第八方面是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的接收電路,其中,電容器的電容小于以下的電容連接超聲探頭和超聲圖像顯示設(shè)備的主単元的線纜的電容。本發(fā)明的第九方面是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的接收電路,其中,在讀開(kāi)關(guān)的后一級(jí)中提供有源電荷放大器電路。本發(fā)明的第十方面是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的接收電路,其中,實(shí)現(xiàn)以下各項(xiàng)寫(xiě) 開(kāi)關(guān)的一端與電流輸出放大器連接并且其另一端與電容器的一端連接;電容器的另一端與地連接;以及讀開(kāi)關(guān)的一端與電容器的一端連接并且其另一端與輸出線連接。本發(fā)明的第十一方面是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的接收電路,其中,實(shí)現(xiàn)以下各項(xiàng)寫(xiě)開(kāi)關(guān)包括同步導(dǎo)通和斷開(kāi)的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān);讀開(kāi)關(guān)包括同步導(dǎo)通和斷開(kāi)的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān);第一開(kāi)關(guān)的一端與電流輸出放大器的輸出側(cè)的第一端子連接并且其另一端與電容器的一端連接;第二開(kāi)關(guān)的一端與電容器的另一端連接并且其另一端與電流輸出放大器的輸出側(cè)的第二端子連接;第三開(kāi)關(guān)的一端與電容器的一端連接并且其另一端與輸出線連接;以及第四開(kāi)關(guān)的一端與電容器的另一端連接并且其另一端與地連接。本發(fā)明的第十二方面是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的接收電路,其中,在延遲單元的輸出線中加和延遲單元的輸出電流。本發(fā)明的第十三方面是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的接收電路,其中,為每個(gè)超聲換能器提供延遲單元。本發(fā)明的第十四方面是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的接收電路,其中,提供對(duì)多個(gè)通道中的超聲換能器共同的延遲單元。本發(fā)明的第十五方面是根據(jù)本發(fā)明的第十四方面的接收電路,其中,單獨(dú)地提供對(duì)所有通道中的超聲換能器共同的延遲單元。本發(fā)明的第十六方面是根據(jù)本發(fā)明的第十四方面的接收電路,其中,提供對(duì)所有通道中的ー些通道中的超聲換能器共同的多個(gè)上面提到的延遲單元。本發(fā)明的第十七方面是根據(jù)本發(fā)明的第十四方面的接收電路,其中,在延遲單元中或在來(lái)自延遲單元的輸出線中加和來(lái)自放大單元的輸出電流。本發(fā)明的第十八方面是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的接收電路,其中,電流輸出放大器是以下中的任一個(gè)放大是電壓信號(hào)的輸入信號(hào)并且將它們轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)及輸出該電流信號(hào)的v/Ι放大器;以及放大是電流信號(hào)的輸入信號(hào)并且輸出電流信號(hào)的I/Ι放大器。本發(fā)明的第十九方面是ー種超聲探頭,其配備有根據(jù)本發(fā)明的第一方面的接收電路。本發(fā)明的第二十方面是ー種超聲圖像顯示設(shè)備,其裝備有根據(jù)本發(fā)明的第十九方面的超聲探頭。根據(jù)本發(fā)明的上述方面,接收電路的每個(gè)放大單元包括電流輸出放大器。因此,沒(méi)有加法器時(shí),在放大單元的后一級(jí)中的輸出線處加和從單獨(dú)通道中的放大單元輸出的電流。這消除了加法器的必要性。每個(gè)電流輸出放大器的頻率特性使得當(dāng)頻率向超聲波的中心頻率增加時(shí)降低増益。這消除了低通濾波器的必要性,或者甚至簡(jiǎn)單的低通濾波器是足夠的。由于每個(gè)放大單元輸出電流,因此不必在后ー級(jí)側(cè)提供緩沖放大器。因?yàn)榍笆龅脑?,可能降低接收電路的尺寸,以及比傳統(tǒng)方式更多地抑制熱量的產(chǎn)生。因此,能夠在超聲探頭中提供接收電路。
圖I是示出本發(fā)明的超聲圖像顯示設(shè)備的實(shí)施例的示例的示意圖;圖2是示出第一實(shí)施例中的接收電路的框圖;圖3是示出圖2中示出的接收電路中的延遲單元的配置的簡(jiǎn)圖;圖4是說(shuō)明圖3中示出的延遲單元中的寫(xiě)開(kāi)關(guān)和讀開(kāi)關(guān)導(dǎo)通和斷開(kāi)的定時(shí)的簡(jiǎn) 圖;圖5是示出包括有源電流輸出電路的接收電路的框圖;圖6是示出有源電流輸出電路的示例的簡(jiǎn)圖;圖7是指示電流輸出放大器的頻率特性的簡(jiǎn)圖;圖8是示出其中通過(guò)改變寫(xiě)開(kāi)關(guān)和讀開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間以調(diào)整延遲時(shí)間的情況的說(shuō)明圖;圖9是示出第二修改中的延遲單元的配置的簡(jiǎn)圖;圖10是示出延遲單元的簡(jiǎn)圖,其中,寫(xiě)電路的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)同步地導(dǎo)通;圖11是示出延遲單元的簡(jiǎn)圖,其中,另ー寫(xiě)電路的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)同步地導(dǎo)通;圖12是示出延遲單元的簡(jiǎn)圖,其中,另ー寫(xiě)電路的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)同步地導(dǎo)通;圖13是示出延遲單元的簡(jiǎn)圖,其中,讀電路的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)同步地導(dǎo)通;圖14是示出延遲單元的簡(jiǎn)圖,其中,另ー讀電路的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)同步地導(dǎo)通;圖15是示出延遲單元的簡(jiǎn)圖,其中,另ー讀電路的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)同步地導(dǎo)通;圖16是示出第二實(shí)施例中的接收電路的框圖;圖17是示出圖16中示出的接收電路中的延遲單元的配置的簡(jiǎn)圖;圖18是示出第三實(shí)施例中的接收電路的框圖;以及圖19是示出圖18中示出的接收電路中的延遲單元的配置的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式下文將參考簡(jiǎn)圖給出對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述。第一實(shí)施例將參考圖1-7給出對(duì)第一實(shí)施例的描述。如圖I中所示,超聲圖像顯示設(shè)備100包括設(shè)備主單元101和與設(shè)備主單元101連接的超聲探頭102。超聲探頭102通過(guò)線纜103與設(shè)備主単元101連接。
超聲探頭102配備有接收電路1,在超聲換能器處接收的超聲回波信號(hào)被輸入至接收電路I。超聲探頭102可配備有傳送電路,但是在簡(jiǎn)圖中未特別示出。傳送電路在預(yù)定的傳送條件下驅(qū)動(dòng)超聲探頭102的超聲換能器,并且用超聲束以聲-射線順序方式來(lái)掃描掃描表面。設(shè)備主單元101具有通過(guò)線纜103輸入到其中的、來(lái)自接收電路I的輸出信號(hào),并且在A-D轉(zhuǎn)換單元(未示出)處對(duì)該信號(hào)進(jìn)行A-D轉(zhuǎn)換。基于在A-D轉(zhuǎn)換后獲得的回波信號(hào),生成超聲圖像,并且在設(shè)備主単元101的顯示器104中顯示該超聲圖像。將參考圖2和以下簡(jiǎn)圖給出對(duì)接收電路I的詳細(xì)描述。接收電路I包括放大單元 2和延遲單元3。對(duì)于提供在超聲探頭102中的通道O直到通道x(x是任意自然數(shù))的多個(gè)超聲換能器Tr中的每個(gè),提供放大單元2和延遲單元3。在每個(gè)超聲換能器Tr處接收的回波信號(hào)在放大單元2處放大,并且然后在延遲單元3處接收預(yù)定的延遲時(shí)間。放大單元2包括電流輸出放大器。該電流輸出放大器是以下中的任一個(gè)放大是電壓信號(hào)的輸入信號(hào)并且將它們轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)及輸出該電流信號(hào)的v/Ι放大器;以及放大是電流信號(hào)的輸入信號(hào)并且輸出電流信號(hào)的I/Ι放大器。如圖3中所示,每個(gè)延遲單元3包括電容器C、寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw和讀開(kāi)關(guān)SWr。順便提及,圖3示出等效于ー個(gè)通道的延遲單元3和放大單元2。提供了多個(gè)電容器C、多個(gè)寫(xiě)開(kāi)關(guān)Sffw和多個(gè)讀開(kāi)關(guān)SWr。S卩,提供了電容器Cl、C2、C3、. . .、Cn (η是自然數(shù)),寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWwl、SWw2、SWw3、. . . ,Sffwn 和讀開(kāi)關(guān) SWrl、SWr2、SWr3、. . . ,Sffrn0 各個(gè)電容器 C、寫(xiě)開(kāi)關(guān) SWw 和讀開(kāi)關(guān)SWr彼此并聯(lián)連接。由該并聯(lián)電路執(zhí)行電流積分。每個(gè)寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw的一端與放大單元2連接并且其另一端與電容器C的一端連接。電容器C的另一端與地連接。每個(gè)讀開(kāi)關(guān)SWr的一端與電容器的一端連接并且其另一端與輸出線O連接。每個(gè)寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw、每個(gè)電容器C和地形成寫(xiě)電路31,其將放大単元2的輸出電流寫(xiě)至電容器C。和寫(xiě)電路31相同,并聯(lián)地提供多個(gè)寫(xiě)電路31-1、31-2、31-3、...、31-n。在每個(gè)寫(xiě)電路31中,當(dāng)寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw導(dǎo)通時(shí),放大單元2的輸出電流在電容器C中積分。每個(gè)讀開(kāi)關(guān)SWr、每個(gè)電容器C和地形成讀電路32,其讀之前在電容器C上積分的電荷。和讀電路32相同,并聯(lián)地提供多個(gè)讀電路32-1、32-2、32-3、...、32-n。在每個(gè)讀電路32中,當(dāng)讀開(kāi)關(guān)SWr導(dǎo)通時(shí),讀取積分到電容器C上的電荷。將給出對(duì)寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw和讀開(kāi)關(guān)SWr導(dǎo)通和斷開(kāi)的定時(shí)的描述。如圖4中所示,當(dāng)寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw中的任何ー個(gè)導(dǎo)通時(shí),其它寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw斷開(kāi)。因此,在任何給定時(shí)間,放大單元2通過(guò)處于導(dǎo)通狀態(tài)的寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw僅與ー個(gè)電容器C連接。類(lèi)似地,當(dāng)讀開(kāi)關(guān)SWr中的任何ー個(gè)導(dǎo)通時(shí),其它讀開(kāi)關(guān)SWr斷開(kāi)。寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw和讀開(kāi)關(guān)SWr順序地導(dǎo)通。將給出更具體的描述。當(dāng)之前的寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw(m-l)(m是2至η的自然數(shù))從導(dǎo)通轉(zhuǎn)變成斷開(kāi)時(shí),寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWwm導(dǎo)通。例如,當(dāng)寫(xiě)開(kāi)關(guān)Sffwl從導(dǎo)通轉(zhuǎn)變成斷開(kāi)時(shí),寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw2從斷開(kāi)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通;并且當(dāng)寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw2從導(dǎo)通轉(zhuǎn)變成斷開(kāi)時(shí),寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw3導(dǎo)通。因此,在每個(gè)通道中,來(lái)自放大單元2的輸出電流被順序地寫(xiě)至各個(gè)電容器C。類(lèi)似地,當(dāng)之前的讀開(kāi)關(guān)SWr (m-1) (m是2至η的自然數(shù))從導(dǎo)通轉(zhuǎn)變成斷開(kāi)時(shí),讀開(kāi)關(guān)SWrm導(dǎo)通。所有的寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWwl至SWwn導(dǎo)通相等長(zhǎng)度的但是不重疊的時(shí)間段。所有的讀開(kāi)關(guān)Sffrl至SWrn導(dǎo)通相同長(zhǎng)度的但是不重疊的時(shí)間段。順便提及,可提供如下電路,其用于在讀開(kāi)關(guān)SWr讀取電容器C中的電流之后,對(duì)在電容器C中殘留的電流放電。在每個(gè)延遲單元3處提供的延遲時(shí)間D是從積分時(shí)間段(其中寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw導(dǎo)通)的中間到當(dāng)讀開(kāi)關(guān)SWr從斷開(kāi)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通時(shí)的時(shí)間。延遲時(shí)間D在通道之間可能不同。輸出線O是低阻抗節(jié)點(diǎn),通過(guò)其傳輸從每個(gè)電容器C讀取的電荷,并且來(lái)自各個(gè)通道中的延遲單元3的輸出線O可組合以形成電荷合計(jì)節(jié)點(diǎn)。(參考圖2。)因此,在輸出線0,將某一通道中的讀開(kāi)關(guān)SWr從電容器C讀取的電荷加和到從其它通道中的電容器C讀取的電荷。該輸出線O繼續(xù)至線纜103并且通過(guò)線纜103將合計(jì)的電荷輸入至設(shè)備主単元101。
期望每個(gè)電容器C的電容比線纜103的電容小,以使得積分到電容器C上的電流有效地傳輸?shù)捷敵鼍€O和線纜103。因此,期望選擇電容比每個(gè)電容器C的電容大的線纜。但是,當(dāng)線纜電容不比積分/延遲電容器C的電容大時(shí),可采取以下措施,使得電容器C的電荷能夠被傳輸至輸出線O。如圖5中所示,在輸出線O取提供有源電流輸出電路
4。該電路對(duì)輸出線O呈現(xiàn)低阻抗,并且因此便于電容器C上的電荷的有效傳輸。對(duì)于該有源電荷放大器電路4,例如,能夠采用如圖6中所示的配置的電路。當(dāng)沒(méi)有使用電容比每個(gè)電容器C的電容大的線纜作為線纜103時(shí),可在輸出線0(簡(jiǎn)圖中省略)提供附加電容器來(lái)替代提供有源電流輸出電路。在該情況下,能夠通過(guò)暫時(shí)地將電荷儲(chǔ)存在額外電容器上以將電容器C的電荷傳輸至輸出線O。根據(jù)至此描述的示例實(shí)施例,每個(gè)放大單元2包括電流輸出放大器,具體地,V/I放大器或Ι/ι放大器。因此,從每個(gè)通道中的放大單元2輸出電流,并且這些電流在延遲電容器C中被積分并且在輸出線O處被加和,而無(wú)需提供加法器。這消除了加法器的必要性。由于電流是積分的,所以每個(gè)電流輸出放大器的頻率特性是SINC函數(shù),如圖7中所示。在該函數(shù)中,對(duì)于更高的頻率,増益降低。這使得不必在放大單元2的后ー級(jí)提供低通濾波器,或者使得簡(jiǎn)化低通濾波器是可能的。由于放大単元2的輸出是電流,所以不必在后ー級(jí)上提供緩沖放大器。因?yàn)榍笆龅脑颍c常規(guī)電壓采樣相比,可能降低接收電路I的尺寸,以及降低功耗。因此,能夠在超聲探頭102中提供接收電路I。使用電流積分的采樣方法易受時(shí)鐘抖動(dòng)的影響且無(wú)助于獲得足夠的S/N。但是,在優(yōu)選的實(shí)施例中,每個(gè)放大單元2總是連接至電容器C之ー并且不斷地對(duì)電容器C之一充電。這導(dǎo)致時(shí)鐘抖動(dòng)引起的噪聲的第一階消除。例如,如果斷開(kāi)SWw(m)的時(shí)鐘稍微延遲,則電容器m將積分過(guò)多的電荷。但是,該時(shí)鐘延遲將使得下ー個(gè)電容器(m+1)積分更少的電荷,減少的量正好是電容器m上過(guò)多的電荷量。當(dāng)電荷被讀開(kāi)關(guān)讀取時(shí),總電荷未被時(shí)鐘抖動(dòng)改變;時(shí)鐘抖動(dòng)的影響僅是過(guò)多電荷的延遲。因此,根據(jù)該示例,可能使得時(shí)鐘抖動(dòng)的影響等于如常規(guī)情況中的使用電壓放大器的電壓采樣中的影響。將給出對(duì)第一實(shí)施例的修改的描述。首先將描述第一修改。在第一修改中,執(zhí)行動(dòng)態(tài)聚焦,在其中,接收焦點(diǎn)在深度的方向上持續(xù)移動(dòng);因此,可使得通過(guò)改變寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw和讀開(kāi)關(guān)SWr導(dǎo)通的時(shí)間來(lái)調(diào)整延遲時(shí)間是可能的。將參考圖8給出具體的描述。作為示例,將假設(shè)延遲時(shí)間Dl是從積分時(shí)間段(其中寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw導(dǎo)通)的中間到當(dāng)讀開(kāi)關(guān)SWr從斷開(kāi)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通時(shí)的時(shí)間。能夠通過(guò)使寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw的導(dǎo)通時(shí)間從Tl加長(zhǎng)到T2而使延遲從Dl縮短到D2。在該情況下,D2 < Dl。類(lèi)似地,能夠通過(guò)減少寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw的導(dǎo)通時(shí)間而增加延遲時(shí)間(未示出)。因此,可改變接收焦點(diǎn)。順便提及,寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw或讀開(kāi)關(guān)SWr可以是可調(diào)整的。順便提及,基于來(lái)自設(shè)備主單元101提供的控制單元(未示出)或者探頭中的控制器的信號(hào)來(lái)調(diào)整寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw和讀開(kāi)關(guān)SWr導(dǎo)通的時(shí)間。將給出對(duì)第二修改的描述??扇鐖D9中所示地來(lái)配置上面提到的延遲單元3。將給出更具體的描述。在該示例中,每個(gè)寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw包括同步導(dǎo)通和斷開(kāi)的第一開(kāi)關(guān)ASWw和第ニ開(kāi)關(guān)BSWw,并且每個(gè)讀開(kāi)關(guān)SWr包括同步導(dǎo)通和斷開(kāi)的第三開(kāi)關(guān)CSWr和第四開(kāi)關(guān)DSWr。每個(gè)第一開(kāi)關(guān)ASWw的一端與上面提到的放大單元2的輸出側(cè)的第一端子2a連接,并且其另一端與上面提到的電容器C的一端連接。每個(gè)對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)關(guān)BSWw的一端與該電容器C的另一端連接并且其另一端與該放大単元2的輸出側(cè)的第二端子2b連接。
輸出線O連接。對(duì)應(yīng)的第四開(kāi)關(guān)DSWr的一端與電容器C的另一端連接并且其另一端與地連接。包括第一開(kāi)關(guān)ASWw、電容器C和第二開(kāi)關(guān)BSWw的回路還包括寫(xiě)電路31,寫(xiě)電路31將來(lái)自對(duì)應(yīng)的放大單元2的輸出電流積分至電容器C。包括第三開(kāi)關(guān)CSWr、電容器C和第四開(kāi)關(guān)DSWr的回路還包括讀取寫(xiě)至電容器C的電荷的讀電路32。同樣在第二修改中,上面提到的多個(gè)寫(xiě)電路31和多個(gè)讀電路32彼此并聯(lián)地提供(寫(xiě)電路31-1、31-2、31-3、...,讀電路 32-1、32-2、32-3、···)。將給出對(duì)第二修改中的每個(gè)寫(xiě)電路31和每個(gè)讀電路32的操作的描述。當(dāng)上面提到的放大單元2的輸出電流被積分至上面提到的電容器C上吋,例如,當(dāng)寫(xiě)電路31-1將電流積分至電容器Cl時(shí),如圖10中所示,如下過(guò)程發(fā)生寫(xiě)電路31-1的第一開(kāi)關(guān)ASWw和第ニ開(kāi)關(guān)BSWw同步地導(dǎo)通。在寫(xiě)電路31-1的第一開(kāi)關(guān)ASWw和第二開(kāi)關(guān)BSWw斷開(kāi)之后,寫(xiě)電路31中的另ー單獨(dú)寫(xiě)電路的第一開(kāi)關(guān)ASWw和第二開(kāi)關(guān)BSWw同步地導(dǎo)通,使得電流順序地寫(xiě)至任何寫(xiě)電路31中的電容器C。具體地,緊接著寫(xiě)電路31-1,寫(xiě)電路31-2的第一開(kāi)關(guān)ASWw和第二開(kāi)關(guān)BSWw同步地導(dǎo)通,如圖11中所示;以及緊接著寫(xiě)電路31-2,寫(xiě)電路31-3的第一開(kāi)關(guān)ASWw和第二開(kāi)關(guān)BSWw同步地導(dǎo)通,如圖12中所示。因此,同樣在該示例中,每個(gè)放大單元2不斷地與電容器Cl-Cn中的ー個(gè)連接。將給出對(duì)讀取被寫(xiě)至上面提到的電容器C的電流的情況的描述。例如,當(dāng)讀電路32-1讀取電容器C中的電流時(shí),讀電路32-1的第三開(kāi)關(guān)CSWr和第四開(kāi)關(guān)DSWr同步地導(dǎo)通,如圖13中所示。在讀電路32-1的第三開(kāi)關(guān)CSWr和第四開(kāi)關(guān)DSWr斷開(kāi)之后,在讀電路32中的另ー單獨(dú)讀電路中的第三開(kāi)關(guān)CSWr和第四開(kāi)關(guān)DSWr順序地導(dǎo)通,使得在讀電路32之一中順序地讀取另ー電容器C的電流。具體地,緊接著讀電路32-1,讀電路32-2的第三開(kāi)關(guān)CSWr和第四開(kāi)關(guān)DSWr同步地導(dǎo)通,如圖14中所示;以及緊接著讀電路32_2,讀電路32-3的第三開(kāi)關(guān)CSWr和第四開(kāi)關(guān)DSWr同步地導(dǎo)通,如圖15中所示。順便提及,延遲時(shí)間D是從當(dāng)每個(gè)第一開(kāi)關(guān)ASWw和對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)關(guān)BSWw從導(dǎo)通轉(zhuǎn)變成斷開(kāi)時(shí)到當(dāng)以下發(fā)生時(shí)的時(shí)間讀取由第一開(kāi)關(guān)ASWw和第二開(kāi)關(guān)BSWw寫(xiě)入的電流的第三開(kāi)關(guān)CSWr和第四開(kāi)關(guān)DSWr導(dǎo)通。第二實(shí)施例
將給出對(duì)第二實(shí)施例的描述。將用相同的參考數(shù)值或代號(hào)來(lái)標(biāo)記和第一實(shí)施例中相同的元件并且將省略其描述。在第一實(shí)施例中,為每個(gè)通道中的超聲換能器Tr和放大單元2提供延遲單元3。在第二實(shí)施例中,其中,提供對(duì)多個(gè)通道中的超聲換能器Tr和放大單元2共同的延遲單元
3。在該示例中,如圖16中所示,提供對(duì)多個(gè)通道中的超聲換能器Tr和放大單元2共同的一個(gè)延遲単元3。在每個(gè)通道中的超聲換能器Tr處接收的回波信號(hào)在對(duì)應(yīng)的放大單元2處被放大并且無(wú)例外地作為電流被輸入到延遲單元3。將參考圖17給出對(duì)該示例中的延遲單元3的配置的描述。將假設(shè)超聲換能器Tr的通道的數(shù)量是(x+1)。在該示例中,寫(xiě)電路31-1、31-2、31-3、. . .、31-n的(x+1)組寫(xiě)開(kāi)關(guān)[SWwl、SWw2、SWw3、· . . ,Sffwn]彼此并聯(lián)地提供。(x+1)乘以(η)個(gè)寫(xiě)開(kāi)關(guān)與各個(gè)通道中的放大單元2連接。同樣在該示例中,寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw和讀開(kāi)關(guān)SWr導(dǎo)通和斷開(kāi),以使得每個(gè)通道中的回波 信號(hào)被延遲預(yù)定的時(shí)間D。同樣在該示例中,每個(gè)通道中的放大單元2總是與電容器C之一連接。在每個(gè)寫(xiě)電路31中,順便提及,多個(gè)寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw可同時(shí)地導(dǎo)通。在該情況下,來(lái)自多個(gè)通道中的放大單元2的輸出電流被加和并積分至電容器C上。因此,在延遲單元3處加和來(lái)自放大單元2的輸出電流。同樣根據(jù)至此描述的示例,能夠獲得與根據(jù)第一實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。此外,能夠通過(guò)在通道間共享電容C來(lái)降低由于噪聲導(dǎo)致的每個(gè)電容器C中的飽和的風(fēng)險(xiǎn)。第三實(shí)施例將給出對(duì)第三實(shí)施例的描述。將用相同的參考數(shù)值或代號(hào)來(lái)標(biāo)記和上面的實(shí)施例中相同的元件并且將省略其描述。同樣在第三實(shí)施例中,提供對(duì)多個(gè)通道中的超聲換能器Tr和放大單元2共同的延遲單元3,如第二實(shí)施例中那樣。但是,不同于第二實(shí)施例,提供對(duì)所有通道中的ー些通道中的超聲換能器Tr和放大單元2共同的多個(gè)延遲単元。因此,更大群的通道中的一些通道的信號(hào)被輸入至每個(gè)延遲單元3。在該示例中,為對(duì)等于三個(gè)通道的超聲換能器Tr和放大單元2提供ー個(gè)延遲單元3,如圖18中所示。因此,如圖19中所示,姆個(gè)延遲單元3以三乘三為基礎(chǔ)配備有寫(xiě)電路31-1、31-2、31-3、. . ·、3トη的寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWwl、SWw2、SWw3、. . · ,Sffwn0它們與連接延遲單元3的通道中的放大單元2連接。順便提及,圖19描繪用于ChO至ch2的延遲單元3。同樣根據(jù)至此描述的示例,能夠獲得與根據(jù)第一或第二實(shí)施例相同的優(yōu)勢(shì)。至此,已經(jīng)給出對(duì)基于上述實(shí)施例的本發(fā)明的描述。但是,可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種修改,而不脫離本發(fā)明的主題。例如,同樣在第二和第三實(shí)施例中,有源電流輸出電路4或電容器可提供在輸出線O中。同樣在第二和第三實(shí)施例中,可采取以下措施,如對(duì)第一實(shí)施例的第二修改中的每個(gè)寫(xiě)開(kāi)關(guān)SWw包括基于逐通道地提供的第一開(kāi)關(guān)ASWw和第二開(kāi)關(guān)BSffw ;以及每個(gè)讀開(kāi)關(guān)SWr包括基于逐通道地提供的第三開(kāi)關(guān)CSWr和第四開(kāi)關(guān)DSWr。
權(quán)利要求
1.ー種接收電路,包括 放大單元,其放大在用于接收超聲波的超聲換能器處接收的回波信號(hào);以及 延遲單元,其向所述放大単元的輸出信號(hào)提供延遲時(shí)間,其中,所述接收電路被提供在包括所述超聲換能器的超聲探頭中,以及所述放大単元由電流輸出放大器組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收電路,其中,所述延遲単元包括 電容器,所述電流輸出放大器的輸出電流被積分至所述電容器上; 寫(xiě)開(kāi)關(guān),其用于將所述輸出電流寫(xiě)至所述電容器;以及 讀開(kāi)關(guān),其用于從所述電容器讀取電荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收電路,其中,當(dāng)所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí),用所述輸出電流對(duì)所述電容器充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收電路,其中,所述延遲単元包括多個(gè)所述電容器和多個(gè)所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)及所述讀開(kāi)關(guān),以及所述電容器、所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)和所述讀開(kāi)關(guān)形成并聯(lián)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接收電路, 其中,當(dāng)所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)中的任何ー個(gè)導(dǎo)通時(shí),其它寫(xiě)開(kāi)關(guān)斷開(kāi);以及其中,所述電流輸出放大器通過(guò)處于導(dǎo)通狀態(tài)的所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)與所述電容器中的任何電容器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收電路,其中,所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)和/或所述讀開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間是可調(diào)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收電路,其中,所述延遲時(shí)間是從當(dāng)所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)至當(dāng)所述讀開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)的時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收電路,其中,所述電容器的電容比將所述超聲探頭和超聲圖像顯示設(shè)備的設(shè)備主單元連接在一起的線纜的電容小。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收電路,其中,在所述讀開(kāi)關(guān)的后ー級(jí)中提供有源電荷放大器電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收電路,其中,所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)的一端與所述電流輸出放大器連接并且所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)的另一端與所述電容器的一端連接,所述電容器的另一端與地連接,以及所述讀開(kāi)關(guān)的一端與所述電容器的所述一端連接并且所述讀開(kāi)關(guān)的另一端與輸出線連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收電路, 其中,所述寫(xiě)開(kāi)關(guān)由同步導(dǎo)通和斷開(kāi)的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)組成, 其中,所述讀開(kāi)關(guān)由同步導(dǎo)通和斷開(kāi)的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)組成,以及 其中,所述第一開(kāi)關(guān)的一端與所述電流輸出放大器的輸出側(cè)的第一端子連接以及所述第一開(kāi)關(guān)的另一端與所述電容器的所述一端連接,所述第二開(kāi)關(guān)的一端與所述電容器的另一端連接以及所述第二開(kāi)關(guān)的另一端與所述電流輸出放大器的輸出側(cè)的第二端子連接,所述第三開(kāi)關(guān)的一端與所述電容器的所述一端連接以及所述第三開(kāi)關(guān)的另一端與所述輸出線連接,以及所述第四開(kāi)關(guān)的一端與所述電容器的另一端連接以及所述第四開(kāi)關(guān)的另一端與地連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收電路,其中,在來(lái)自所述延遲單元的輸出線處加和所述延遲單元的輸出電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收電路,其中,為所述超聲換能器中的每個(gè)提供所述延遲單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收電路,其中,提供對(duì)多個(gè)通道中的超聲換能器共同的所述延遲單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接收電路,其中,単獨(dú)提供對(duì)所有所述通道中的超聲換能器共同的所述延遲単元。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接收電路,其中,提供對(duì)所有所述通道中的ー些通道中的超聲換能器共同的多個(gè)所述延遲單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接收電路,其中,在所述延遲単元中或來(lái)自所述延遲單元的輸出線中加和來(lái)自多個(gè)放大單元的輸出電流。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收電路,其中,所述電流輸出放大器是放大作為電壓信號(hào) 的輸入信號(hào)并且將所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)及輸出所述電流信號(hào)的V/I放大器,或者是放大作為電流信號(hào)的輸入信號(hào)并且輸出電流信號(hào)的I/Ι放大器。
19.一種裝備有根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收電路的超聲探頭。
20.一種裝備有根據(jù)權(quán)利要求19所述的超聲探頭的超聲圖像顯示設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明名稱(chēng)為“接收電路、超聲探頭以及超聲圖像顯示設(shè)備”。提供一種在超聲探頭中的接收電路,該超聲探頭包括配置成接收超聲波的超聲換能器。接收單元包括配置成放大在超聲換能器處接收的回波信號(hào)的放大單元。放大單元包括電流輸出放大器。接收電路還包括配置成向放大單元的輸出信號(hào)提供延遲時(shí)間的延遲單元。
文檔編號(hào)G01S15/89GK102680978SQ201210115720
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者B·海德, N·K·勞, 雨宮慎一 申請(qǐng)人:通用電氣公司