本發(fā)明涉及一種放大電路及超聲波探頭。
背景技術(shù):
在專利文獻1中公開了一種電氣波形生成電路,其具有浮動源驅(qū)動控制電路、與浮動源驅(qū)動控制電路耦合的一對開關(guān)控制電路、與開關(guān)控制電路耦合的多個互補型的P型以及N型MOSFET、與互補型的P型以及N型MOSFET耦合的轉(zhuǎn)換器,浮動源驅(qū)動控制電路具有頻率預分頻部、與頻率預分頻部耦合的控制邏輯器、與頻率預分頻部耦合的波形存儲器、與波形存儲器和頻率預分頻部耦合的地址發(fā)生器、與波形存儲器耦合的一對數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器,一個數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器與開關(guān)電流控制電路相耦合。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:美國專利第8198922號
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
超聲波診斷裝置的超聲波探頭的分辨率取決于各種要素,作為其中之一,取決于用于驅(qū)動振子的放大電路的尺寸,其中,該振子發(fā)出超聲波。為了獲得高分辨率,關(guān)于放大電路的尺寸,要求收納在預定的尺寸內(nèi)。在專利文獻1的電路中,電路尺寸大,無法得到超聲波探頭的期望的分辨率。另外,需要在實現(xiàn)電路小型化的同時還實現(xiàn)消耗功率的降低。
因此,本發(fā)明的目的在于,提供一種能夠通過小的電路尺寸來放大信號以及能夠謀求消耗功率降低的技術(shù)。
解決課題的手段
本申請包含多個用于解決上述課題中的至少一部分課題的手段,其例子如下所示。為了解決上述課題,本發(fā)明的放大電路具有:第一電流源部,其基于第一設(shè)定信號來使輸出的電流變化;第二電流源部,其基于第二設(shè)定信號來使引入的電流變化;第一振幅控制部,其基于第三設(shè)定信號來使向所述第一電流源部供給的電源電壓變化,從而使通過從所述第一電流源部輸出的電流而產(chǎn)生的電壓的振幅變化;第二振幅控制部,其基于第四設(shè)定信號來使向所述第二電流源部供給的電源電壓變化,從而使通過所述第二電流源部引入的電流而產(chǎn)生的電壓的振幅變化;緩沖部,其與從所述第一電流源部輸出的電流以及從所述第二電流源部引入的電流對應地來驅(qū)動負載。
發(fā)明的效果
通過本發(fā)明,能夠通過小的電路尺寸來放大信號。
通過以下實施方式的說明能夠更加明確上述以外的課題、結(jié)構(gòu)、以及效果。
附圖說明
圖1表示本發(fā)明的第一實施方式的超聲波診斷裝置。
圖2說明圖1的2D陣列IC。
圖3說明圖2的發(fā)送電路的振幅可變以及過渡時間調(diào)整。
圖4說明圖2的發(fā)送電路的區(qū)塊的例子。
圖5說明圖4的發(fā)送電路的電路例子。
圖6表示圖5的發(fā)送電路的時序圖之一。
圖7表示圖5的發(fā)送電路的時序圖之二。
圖8表示圖5的發(fā)送電路的振幅控制的仿真結(jié)果。
圖9表示圖5的發(fā)送電路的過渡時間控制的仿真結(jié)果。
圖10表示第二實施方式的發(fā)送電路的區(qū)塊的例子。
圖11說明驅(qū)動信號的收斂。
圖12表示圖10的RZ電路的電路例子。
圖13表示圖12的RZ電路的時序圖。
具體實施方式
超聲波診斷裝置與X射線CT(Computed Tomography計算機斷層掃描)裝置和MRI(Magnetic Resonance Imaging磁共振成像)裝置一起,作為能夠容易且實時地觀察生物體內(nèi)的裝置而被廣泛使用。并且,近年來,不僅是現(xiàn)有的圖像診斷還用于穿刺觀測、造影劑觀測等治療輔助,由此擴大了超聲波診斷裝置的用途,基于這個背景,在超聲波診斷裝置中謀求比目前更高的高畫質(zhì)。以下,對將本發(fā)明的放大電路用于超聲波診斷裝置的超聲波探頭的發(fā)送電路的例子進行說明。
[第一實施方式]
圖1表示本發(fā)明的第一實施方式的超聲波診斷裝置。如圖1所示,超聲波診斷裝置具有裝置主體11、超聲波探頭12。
在裝置主體11的框體內(nèi)部例如具有:進行該超聲波診斷裝置的整體控制的CPU(Central Processor Unit中央處理單元)、存儲了CPU執(zhí)行的程序等的HDD(Hard Disk Drive硬盤驅(qū)動器)和暫時存儲要進行處理的數(shù)據(jù)的RAM等存儲裝置、用于與外部裝置進行通信的通信IF(IF:InterFace接口)裝置。另外,在裝置主體11的框體內(nèi)部例如具有:各種電源電路、對來自超聲波探頭的信號進行圖像處理的圖像處理電路。另外,裝置主體11例如具有:鍵盤和鼠標等輸入裝置、液晶顯示裝置等輸出裝置。輸入裝置例如也可以是在液晶顯示裝置上設(shè)置的觸摸板。裝置主體11是通過安裝在底面上的腳輪等能夠自由地在地面上移動的結(jié)構(gòu)。
超聲波探頭12具有:2D(Dimension維度)陣列振子12a、2D陣列IC(Integrated Circuit集成電路)12b。2D陣列振子12a在超聲波探頭12的與人體接觸一側(cè)的面上,具有發(fā)出超聲波的多個振子。2D陣列振子12a的多個振子被配置為二維(平面狀)。
2D陣列IC12b具有多個與2D陣列振子12a相對的,用于對2D陣列振子12a的振子進行驅(qū)動的電路。2D陣列IC12b的多個電路被配置為二維。
將2D陣列IC12b的多個電路設(shè)置為與2D陣列振子12a的多個振子相對應。例如,2D陣列IC12b的一個電路與2D陣列振子12a的一個振子電氣連接。
圖2說明圖1的2D陣列IC。在圖2中表示了圖1所示的2D陣列IC12b。如圖2的下部所示,2D陣列IC12b具有多個子陣列21和周圍電路22、23。
子陣列21與周圍電路22、23例如被形成在一個IC基板上。在圖2中,在IC基板上形成了40個(S00~S39)的子陣列21。另外,在圖2中,在IC基板上形成了兩個周圍電路22、23。
周圍電路22、23雖然未圖示,但具有用于與裝置主體11進行通信的IF電路。另外,周圍電路22、23雖然未圖示,但具有向多個子陣列21供給電源的通用低壓電源電路、通用高壓電源電路。另外,周圍電路22、23雖然未圖示,但是具有基于來自裝置主體11的指示控制多個子陣列21的控制電路。
如圖2的上部左側(cè)所示,多個子陣列21分別具有多個元件電路31。在圖2中表示了“S00”的子陣列21的元件電路31的例子。一個子陣列21具有64個(EL00~EL63)元件電路31。
2D陣列振子12a的多個振子根據(jù)高畫質(zhì)的要求而小型化,并增加其數(shù)量。與此相伴,元件電路31的數(shù)量例如達到約1萬個。因此,減少元件電路31的尺寸以及消耗功率是重要的。此外,在圖2中簡化了圖示,表示了40個(S00~S39)×64個(EL00~EL63)的元件電路31的例子。
如圖2的上部右側(cè)所示,多個元件電路31分別具有延遲控制電路32、發(fā)送電路33、接收電路34。在圖2中表示了“EL14”的元件電路31的電路區(qū)塊的例子。在圖2中還表示了與元件電路31相連接的2D陣列振子12a的振子41。
相同行的元件電路31(例如:EL00~EL07等)與周圍電路22、23所具有的上述未圖示的通用低壓電源電路以及通用高壓電源電路相連接。例如,相同行的元件電路31與低壓的正負一對的電源配線相連接。另外,相同行的元件電路31與高壓的正負一對的電源配線相連接。以下,將低壓的正側(cè)電源配線稱為電源VDD,將低壓的負側(cè)電源配線稱為電源VSS。另外,將高壓的正側(cè)電源配線稱為電源HVDD,將高壓的負側(cè)電源配線稱為電源HVSS。
延遲控制電路32根據(jù)來自裝置主體11的控制,對從發(fā)送電路33輸出的用于驅(qū)動振子41的驅(qū)動信號的輸出定時進行控制。例如,延遲控制電路32控制發(fā)送電路33輸出的驅(qū)動信號的輸出定時,從而將從2D陣列振子12a的多個振子輸出的多個超聲波的聚焦點(超聲波重合的點)進行掃描。另外,延遲控制電路32例如控制接收電路34的接收定時,從而從2D陣列振子12a的多個振子接收的多個反射波中得到目標的恰當?shù)膱D像。延遲控制電路32向裝置主體11發(fā)送由接收電路34接收到的反射波的信號。由此,裝置主體11能夠?qū)难舆t控制電路32接收到的信號進行圖像處理,并在輸出裝置中顯示目標的圖像。
發(fā)送電路33基于從延遲控制電路32輸出的信號來輸出用于驅(qū)動振子41的驅(qū)動信號。發(fā)送電路33能夠改變輸出到振子41的驅(qū)動信號的振幅。另外,發(fā)送電路33能夠調(diào)整輸出到振子41的驅(qū)動信號的上升的過渡時間和下降的過渡時間。
接收電路34放大由振子41接收到的信號,并輸出到延遲控制電路32。
圖3說明圖2的發(fā)送電路的振幅可變以及過渡時間調(diào)整。在圖3中,表示了發(fā)送電路33向振子41輸出的驅(qū)動信號的波形W1、W2。另外,在圖3中表示了擴大波形W1后的波形W3。
發(fā)送電路33能夠根據(jù)診斷的部位或映出的影像的種類來改變驅(qū)動信號的振幅。例如,裝置主體11在顯示裝置中顯示斷層圖像時,發(fā)送電路33向振子41輸出波形W1所示的振幅的驅(qū)動信號。另外,例如裝置主體11在顯示裝置中顯示血流圖像時,發(fā)送電路33向振子41輸出振幅小于波形W1的振幅的波形W2的驅(qū)動信號。
當驅(qū)動信號的上升過渡時間與下降過渡時間不同時,在斷層圖像、血流圖像中產(chǎn)生偽像(偽差)。因此,發(fā)送電路33能夠進行調(diào)整,以使驅(qū)動信號的上升過渡時間與下降過渡時間相等。例如,發(fā)送電路33能夠調(diào)整圖3的箭頭A1所示的驅(qū)動信號的下降過渡時間、箭頭A2所示的驅(qū)動信號的上升過渡時間。發(fā)送電路33能夠同樣對波形W2調(diào)整過渡時間。
在這里,超聲波探頭的分辨率取決于各種要素,作為其中之一取決于振子41的尺寸。例如,振子41的尺寸越小,能夠越密集地掃面目標,從而斷層圖像、血流圖像的空間分辨率提高。因此,例如謀求一個振子41的尺寸為200~300μm2。
如上所述,元件電路31與振子41一對一地連接。因此,元件電路31的尺寸也謀求與振子41相同的尺寸。例如,謀求一個元件電路31的尺寸為200~300μm2。
發(fā)送電路33能夠改變驅(qū)動信號的振幅。另外,發(fā)送電路33能夠調(diào)整驅(qū)動信號的過渡時間。因此,一個元件電路31具有延遲控制電路32、發(fā)送電路33以及接收電路34,但是發(fā)送電路33占據(jù)了約一半的大小。因此,為了得到分辨率高的超聲波探頭,謀求減小發(fā)送電路33的尺寸以及降低消耗功率。
圖4表示圖2的發(fā)送電路的區(qū)塊的例子。如圖4所示,發(fā)送電路33具有可變電流源部51、電平轉(zhuǎn)換部52、電流控制電流源部53和54、振幅控制部55和56、緩沖部57。
可變電流源部51與電源VDD、VSS相連接。向可變電流源部51輸入了輸入信號inp。從在圖2中說明的延遲控制電路32輸出該輸入信號inp。輸入信號inp例如為正的脈沖信號。當向可變電流源部51輸入了輸入信號inp時,從緩沖部57例如輸出功率放大后的正的脈沖的驅(qū)動信號out。
向可變電流源部51輸入了輸入信號inn。從圖2中說明的延遲控制電路32輸出該輸入信號inn。輸入信號inn例如為正的脈沖信號。當向可變電流源部51輸入了輸入信號inn時,從緩沖部57例如輸出功率放大后的負的脈沖的驅(qū)動信號out。
向可變電流源部51輸入了過渡時間設(shè)定信號tp。過渡時間設(shè)定信號tp是用于調(diào)整從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的上升的過渡時間的信號。例如,根據(jù)過渡時間設(shè)定信號tp的電壓的大小來調(diào)整驅(qū)動信號out的上升的過渡時間。
例如,從裝置主體11輸出過渡時間設(shè)定信號tp。例如,通過用戶操作裝置主體11的輸入裝置來改變過渡時間設(shè)定信號tp的大小。即,用戶能夠調(diào)整從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的上升的過渡時間??勺冸娏髟床?1例如在輸入了正的脈沖的輸入信號inp的期間,向電平轉(zhuǎn)換部52輸出與過渡時間設(shè)定信號tp的大小相對應的電流的信號ip。
向可變電流源部51輸入過渡時間設(shè)定信號tn。過渡時間設(shè)定信號tn是用于調(diào)整從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的下降的過渡時間的信號。例如,根據(jù)過渡時間設(shè)定信號tn的電壓大小來調(diào)整驅(qū)動信號out的下降的過渡時間。
例如,從裝置主體11輸出過渡時間設(shè)定信號tn。例如,通過用戶操作裝置主體11的輸入裝置來改變過渡時間設(shè)定信號tn的大小。即,用戶能夠調(diào)整從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的上升的過渡時間??勺冸娏髟床?1例如在輸入了正的脈沖的輸入信號inn時,向電平轉(zhuǎn)換部52輸出與過渡時間設(shè)定信號tn的大小相對應的電流的信號in。
電平轉(zhuǎn)換部52與電源VDD、VSS相連接。電平轉(zhuǎn)換部52把從可變電流源部51輸出的信號ip電平轉(zhuǎn)換至高壓信號,向電流控制電流源部53輸出信號Isp。另外,電平轉(zhuǎn)換部52把從可變電流源部51輸出的信號in電平轉(zhuǎn)換至高壓信號,向電流控制電流源部54輸出信號Isn。
向電流控制電流源部53輸入從電平轉(zhuǎn)換部52輸出的信號Isp。電流控制電流源部53基于信號Isp的大小來使向緩沖部57輸出的電流變化。例如,從電平轉(zhuǎn)換部52輸出的信號Isp的電流越大,電流控制電流源部53向緩沖部57輸出越大的電流。從電流控制電流源部53向緩沖部57輸出的電流越大,從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的上升的過渡時間越短。
此外,信號Isp是對信號ip進行電平轉(zhuǎn)換后的信號,其大小基于過渡時間設(shè)定信號tp的大小。因此,電流控制電流源部53基于用戶設(shè)定的過渡時間設(shè)定信號tp的大小來使向緩沖部57輸出的電流變化。
向電流控制電流源部54輸入從電平轉(zhuǎn)換部52輸出的信號Isn。電流控制電流源部54基于信號Isn的大小來使從緩沖部57引入的電流變化。例如,從電平轉(zhuǎn)換部52輸出的信號Isn的電流越大,電流控制電流源部53從緩沖部57引入越大的電流。電流控制電流源部54從緩沖部57引入的電流越大,從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的下降的過渡時間越短。
此外,信號Isn是對信號in進行電平轉(zhuǎn)換后的信號,其大小基于過渡時間設(shè)定信號tn的大小。因此,電流控制電流源部53基于用戶設(shè)定的過渡時間設(shè)定信號tn的大小來使從緩沖部57引入的電流變化。
振幅控制部55連接在電源HVDD與電流控制電流源部53之間。向振幅控制部55輸入振幅設(shè)定信號ap。振幅設(shè)定信號ap是用于改變從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的上升的振幅的信號。根據(jù)振幅設(shè)定信號ap的大小來改變驅(qū)動信號out的上升的振幅。
例如,從裝置主體11輸出振幅設(shè)定信號ap。關(guān)于振幅設(shè)定信號ap的大小,例如通過用戶操作裝置主體11的輸入裝置來進行改變。即,用戶能夠改變從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的上升的振幅。
振幅控制部55基于振幅設(shè)定信號ap的大小來改變向電流控制電流源部53供給的電源電壓,從而使通過從電流控制電流源部53輸出的電流而產(chǎn)生的電壓的振幅變化。例如,當減小向電流控制電流源部53供給的電源電壓的絕對值時,通過從電流控制電流源部53輸出的電流而產(chǎn)生的電壓(緩沖部57的輸入電壓)的振幅變小。并且,從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的上升的振幅變小。
振幅控制部56連接在電源HVSS與電流控制電流源部54之間。向振幅控制部56輸入振幅設(shè)定信號an。振幅設(shè)定信號an是用于改變從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的下降的振幅的信號。根據(jù)振幅設(shè)定信號an的大小來改變驅(qū)動信號out的下降的振幅。
例如,從裝置主體11輸出振幅設(shè)定信號an。關(guān)于振幅設(shè)定信號an的大小,例如通過用戶操作裝置主體11的輸入裝置來進行改變。即,用戶能夠改變從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的下降的振幅。
振幅控制部56基于振幅設(shè)定信號an的大小來改變向電流控制電流源部53供給的電源電壓,從而使通過電流控制電流源部54所引入的電流而產(chǎn)生的電壓的振幅變化。例如,當減小向電流控制電流源部54供給的電源電壓的絕對值時,通過電流控制電流源部54所引入的電流而產(chǎn)生的電壓(緩沖部57的輸入電壓)的振幅變小。然后,從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的下降的振幅變小。
緩沖部57與電源HVDD、HVSS相連接。緩沖部57的輸入信號的輸入部與串聯(lián)連接的電流控制電流源部53與電流控制電流源部54之間的連接點相連接。緩沖部57根據(jù)從電流控制電流源部53輸出的電流以及由電流控制電流源部54引入的電流,向振子41輸出驅(qū)動信號out。
圖5表示圖4的發(fā)送電路的電路例子。在圖5中表示了圖4所示的可變電流源部51、電平轉(zhuǎn)換部52、電流控制電流源部53和54、振幅控制部55和56、以及緩沖部57的電路例子。
可變電流源部51具有開關(guān)SP1、SP2、SN1、SN2;反相器61和62;NMOS(Negative channel metal Oxide Semiconductor N溝道金屬氧化物半導體)的晶體管MN1;PMOS(Positive channel metal Oxide Semiconductor P溝道金屬氧化物半導體)的晶體管MP1。
向開關(guān)SP1輸入輸入信號inp和過渡時間設(shè)定信號tp。開關(guān)SP1根據(jù)輸入信號inp對開關(guān)進行打開閉合,從而向晶體管MN1的柵極輸出或者不輸出該輸入的過渡時間設(shè)定信號tp。例如,當從延遲控制電路32輸出了輸入信號inp時(當輸出了“H狀態(tài)”的輸入信號inp時),開關(guān)SP1將開關(guān)閉合從而向晶體管MN1的柵極輸出過渡時間設(shè)定信號tp。
向反相器61輸入輸入信號inp。反相器61將輸入的輸入信號inp進行反轉(zhuǎn)后輸出給開關(guān)SP2。例如,反相器61在輸入了“H狀態(tài)”的輸入信號inp時,向開關(guān)SP2輸出“L狀態(tài)”的信號。
向開關(guān)SP2輸入由反相器61進行反轉(zhuǎn)后的輸入信號inp、電源VSS的電壓。開關(guān)SP2根據(jù)由反相器61進行反轉(zhuǎn)后的輸入信號inp來對開關(guān)進行打開閉合,從而向晶體管MN1的柵極輸出或者不輸出該輸入的電源VSS的電壓。例如,開關(guān)SP2在沒有從延遲控制電路32向反相器61輸出輸入信號inp時(在向反相器61輸出了“L狀態(tài)”的輸入信號inp時),將開關(guān)閉合,從而向晶體管MN1的柵極輸出電源VSS的電壓。
晶體管MN1的柵極與開關(guān)SP1、SP2相連接。晶體管MN1的源極與電源VSS相連接。晶體管MN1的漏極與電平轉(zhuǎn)換部52的晶體管MN2相連接。
關(guān)于晶體管MN1,在從延遲控制電路32輸出了輸入信號inp時,向柵極輸入過渡時間設(shè)定信號tp。例如,在從延遲控制電路32輸出了“H狀態(tài)”的輸入信號inp時,開關(guān)SP1閉合,開關(guān)SP2打開,從而向晶體管MN1的柵極輸入過渡時間設(shè)定信號tp。晶體管MN1在向柵極輸入了過渡時間設(shè)定信號tp時導通,在漏極-源極間流過與過渡時間設(shè)定信號tp的電壓相對應的電流。另一方面,關(guān)于晶體管MN1,在從延遲控制電路32沒有輸出輸入信號inp時,向柵極輸入電源VSS的電壓。例如,在從延遲控制電路32輸出了“L狀態(tài)”的輸入信號inp時,開關(guān)SP1打開,開關(guān)SP2閉合,從而向晶體管MN1的柵極輸入電源VSS的電壓。晶體管MN1在向柵極輸入了電源VSS的電壓時關(guān)斷,在漏極-源極間不流過電流。
向開關(guān)SN1輸入過渡時間設(shè)定信號tn和輸入信號inn。開關(guān)SN1根據(jù)輸入信號inn來對開關(guān)進行打開閉合,從而向晶體管MP1的柵極輸出或者不輸出該輸入的過渡時間設(shè)定信號tn。例如,開關(guān)SN1在從延遲控制電路32輸出了輸入信號inn時(在輸出了“H狀態(tài)”的輸入信號inn時),將開關(guān)閉合,從而向晶體管MP1的柵極輸出過渡時間設(shè)定信號tn。
向反相器62輸入輸入信號inn。反相器62將輸入的輸入信號inn進行反轉(zhuǎn)后向開關(guān)SN2輸出。例如,反相器62在輸入了“H狀態(tài)”的輸入信號inn時,向開關(guān)SN2輸出“L狀態(tài)”的信號。
向開關(guān)SN2輸入由反相器62進行反轉(zhuǎn)后的輸入信號inn、電源VDD的電壓。開關(guān)SN2根據(jù)由反相器62進行反轉(zhuǎn)后的輸入信號inn來對開關(guān)進行打開閉合,從而向晶體管MP1的柵極輸出或者不輸出該輸入的電源VDD的電壓。例如,開關(guān)SN2在沒有從延遲控制電路32向反相器62輸出輸入信號inn時(在向反相器62輸出了“L狀態(tài)”的輸入信號inn時),將開關(guān)閉合從而向晶體管MN1的柵極輸出電源VDD的電壓。
晶體管MP1的柵極與開關(guān)SN1、SN2相連接。晶體管MP1的源極與電源VDD相連接。晶體管MP1的漏極與電平轉(zhuǎn)換部52的晶體管MP2相連接。
關(guān)于晶體管MP1,在從延遲控制電路32輸出了輸入信號inn時,向柵極輸入過渡時間設(shè)定信號tn。例如,當從延遲控制電路32輸出了“H狀態(tài)”的輸入信號inn時,開關(guān)SN1閉合,開關(guān)SN2打開,向晶體管MP1的柵極輸入過渡時間設(shè)定信號tn。晶體管MP1在向柵極輸入了過渡時間設(shè)定信號tn時導通,在漏極-源極間流過與過渡時間設(shè)定信號tn的電壓相對應的電流。另一方面,關(guān)于晶體管MP1,在未從延遲控制電路32輸出輸入信號inn時,向柵極輸入電源VDD的電壓。例如,在從延遲控制電路32輸出了“L狀態(tài)”的輸入信號inn時,開關(guān)SN1打開,開關(guān)SN2閉合,向晶體管MP1的柵極輸入電源VDD的電壓。晶體管MP1在向柵極輸入了電源VDD的電壓時關(guān)斷,不在漏極-源極間流過電流。
電平轉(zhuǎn)換部52具有高耐壓用NMOS的晶體管MN2、高耐壓用PMOS的晶體管MP2。
晶體管MN2的柵極與電源VDD相連接。晶體管MN2的源極與可變電流源部51的晶體管MN1的漏極相連接。晶體管MN2的漏極與電流控制電流源部53的晶體管MP3的柵極以及漏極相連接。
當晶體管MN1導通,源極的電壓降低時晶體管MN2導通。由此,在晶體管MN2的漏極-源極間流過與在晶體管MN1的柵極輸入的過渡時間設(shè)定信號tp的大小相對應的電流。
晶體管MP2的柵極與電源VSS相連接。晶體管MP2的源極與可變電流源部51的晶體管MP1的漏極相連接。晶體管MP2的漏極與電流控制電流源部54的晶體管MN3的柵極以及漏極相連接。
當晶體管MP1導通,源極的電壓上升時,晶體管MP2導通。由此,在晶體管MP2的漏極-源極間流過與在晶體管MP1的柵極輸入的過渡時間設(shè)定信號tn的大小相對應的電流。
電流控制電流源部53具有PMOS的晶體管MP3和MP5、高耐壓用PMOS的晶體管MP4和MP6。
將晶體管MP3進行二極管連接。晶體管MP3的柵極與晶體管MP4的柵極相連接。
晶體管MP4的源極與晶體管MP5、MP6的柵極相連接。晶體管MP4的漏極與晶體管MP6的漏極、電流控制電流源部54的晶體管MN4和MN6的漏極、以及緩沖部57的晶體管MN8和MP8的柵極相連接。
將晶體管MP5進行二極管連接。晶體管MP5的柵極與晶體管MP6的柵極、晶體管MP4的源極相連接。晶體管MP5的源極與晶體管MP6的源極、振幅控制部55的晶體管MN7的源極相連接。
晶體管MP5、MP6在晶體管MP6中流過與流過晶體管MP5、MP3、MN2、MN1的電流相對應的電流。此時,晶體管MP5、MP6將流過晶體管MP5、MP3、MN2、MN1的電流進行放大后使其流過晶體管MP6。放大率例如能夠根據(jù)晶體管MP5、MP6的寬長比來進行設(shè)定。晶體管MP3、MP4使晶體管MP6的電流針對流過晶體管MP5、MP3、MN2、MN1的電流的響應時間高速化。
在這里,過渡時間設(shè)定信號tp的電壓越大,流過晶體管MP5、MP3、MN2、MN1的電流越大。電流控制電流源部53是根據(jù)晶體管MP5、MP3中流過的電流來控制流過晶體管MP6的電流的電流控制電流源,當流過晶體管MP5、MP3、MN2、MN1的電流大時,從晶體管MP6向緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極輸出的電流也變大。由此,緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極的充電時間變短,電壓的上升時間變快。
電流控制電流源部54具有NMOS的晶體管MN3和MN5、高耐壓用NMOS的晶體管MN4和MN6。
將晶體管MN3進行二極管連接。晶體管MN3的柵極與晶體管MN4的柵極相連接。
晶體管MN4的源極與晶體管MN5、MN6的柵極相連接。晶體管MN4的漏極與晶體管MN6的漏極、電流控制電流源部53的晶體管MP4和MP6的漏極、以及緩沖部57的晶體管MN8和MP8的柵極相連接。
將晶體管MN5進行二極管連接。晶體管MN5的柵極與晶體管MN6的柵極、晶體管MN4的源極相連接。晶體管MN5的源極與晶體管MN6的源極、振幅控制部56的晶體管MP7的源極相連接。
晶體管MN5、MN6在晶體管MN6中流過與流過晶體管MP1、MP2、MN3、MN5的電流相對應的電流。此時,晶體管MN5、MN6在將流過晶體管MP1、MP2、MN3、MN5的電流放大后使其流過晶體管MN6。放大率例如能夠根據(jù)晶體管MN5、MN6的寬長比來進行設(shè)定。晶體管MN3、MN4使晶體管MN6的電流針對流過晶體管MP1、MP2、MN3、MN5的電流的響應時間高速化。
在這里,過渡時間設(shè)定信號tn的電壓越小,流過晶體管MP1、MP2、MN3、MN5的電流越大。電流控制電流源部54是根據(jù)晶體管MN3、MN5中流過的電流來控制流過晶體管MN6的電流的電流控制電流源,當流過晶體管MP1、MP2、MN3、MN5的電流大時,從緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極向晶體管MP6引入的電流也變大。由此,緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極的充電時間變短,電壓的下降時間變快。
振幅控制部55具有高耐壓用NMOS的晶體管MN7。在晶體管MN7的柵極輸入振幅設(shè)定信號ap。晶體管MN7的漏極與電源HVDD相連接。晶體管MN7的源極與電流控制電流源部53的晶體管MP5、MP6的源極相連接。
當晶體管MP6中流過電流時,緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極電壓上升,晶體管MP6的源極電壓也上升。當把在晶體管MN7的柵極輸入的振幅設(shè)定信號ap的電壓設(shè)為“apv”,將晶體管MN7的閾值電壓設(shè)為“Vthn”時,晶體管MP6的源極電壓上升到“apv-Vthn”附近。因為“Vthn”是固定值,所以晶體管MP6的源極電壓能夠通過改變“apv”來改變。即,晶體管MN7能夠根據(jù)在柵極輸入的振幅設(shè)定信號ap的電壓“apv”來改變緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極電壓上升時的振幅。當晶體管MP6的源極電壓上升到“apv-Vthn”附近時,流過晶體管MP6的電流流過一端與電源VSS相連接的電阻R1。
振幅控制部56具有高耐壓用PMOS的晶體管MP7。在晶體管MP7的柵極輸入振幅設(shè)定信號an。晶體管MP7的漏極與電源HVSS相連接。晶體管MP7的源極與電流控制電流源部54的晶體管MN5、MN6的源極相連接。
當晶體管MN6中流過電流時,緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極電壓下降,晶體管MN6的源極電壓也下降。當把在晶體管MP7的柵極輸入的振幅設(shè)定信號an的電壓設(shè)為“anv”,將晶體管MP7的閾值電壓設(shè)為“Vthp”時,晶體管MN6的源極電壓下降到“anv+Vthp”附近。因為“Vthp”是固定值,所以晶體管MN6的源極電壓能夠通過改變“anv”來改變。即,晶體管MP7能夠根據(jù)在柵極輸入的振幅設(shè)定信號an的電壓“anv”來改變緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極電壓下降時的振幅。此外,在晶體管MN6的源極電壓下降到“anv+Vthp”附近時,晶體管MN6從一端與電源VSS相連接的電阻R1引入電流。
緩沖部57具有高耐壓用NMOS的晶體管MN8、高耐壓用PMOS的晶體管MP8。
晶體管MN8、MP8的柵極與電流控制電流源部53的晶體管MP4、MP6的漏極相連接。另外,晶體管MN8、MP8的柵極與電流控制電流源部54的晶體管MN4、MN6的漏極相連接。另外,晶體管MN8、MP8的柵極與一端連接到電源VSS的電阻R1的另一端相連接。
晶體管MN8的漏極與電源HVDD相連接。晶體管MN8的源極與晶體管MP8的源極相連接,并與未圖示的振子41相連接。晶體管MP8的漏極與電源HVSS相連接。
晶體管MN8在從電流控制電流源部53輸出電流時導通。由此,從電源HVDD向振子41流動電流。晶體管MP8在電流控制電流源部53引入電流時導通。由此,從振子41向電源HVSS引入電流。
高耐壓用晶體管MN8、MP8的尺寸大于高耐壓用晶體管MN2、MP2、MP4、MP6、MN7、MN4、MN6、MP7,能夠流過大電流。例如,晶體管MN8、MP8具有相對于晶體管MN2、MP2、MP4、MP6、MN7、MN4、MN6、MP710倍的尺寸。晶體管MN2、MP2、MP4、MP6、MN7、MN4、MN6、MP7例如流過數(shù)毫安(mA)的電流,與此相對,晶體管MN8、MP8能夠流過數(shù)十毫安的電流。
另外,不是用于高耐壓的晶體管MN1、MP1、MP3、MP5、MN3、MN5的尺寸小于高耐壓用晶體管。另外,構(gòu)成開關(guān)SP1、SP2、SN1、SN2的晶體管以及構(gòu)成反相器61、62的晶體管的尺寸小于高耐壓用晶體管的尺寸。
使用時序圖來說明圖5的發(fā)送電路33的動作。
圖6是表示圖5的發(fā)送電路的時序圖之一。圖6所示的“ap”表示向振幅控制部55的晶體管MN7的柵極輸入的振幅設(shè)定信號ap的電壓。
“an”表示向振幅控制部56的晶體管MP7的柵極輸入的振幅設(shè)定信號an的電壓。
“tp”表示向可變電流源部51的開關(guān)SP1輸入的過渡時間設(shè)定信號tp的電壓。
“tn”表示向可變電流源部51的開關(guān)SN1輸入的過渡時間設(shè)定信號tn的電壓。
“inp”表示向可變電流源部51的開關(guān)SP1以及反相器61輸入的輸入信號inp的電壓。
“inn”表示向可變電流源部51的開關(guān)SN1以及反相器62輸入的輸入信號inn的電壓。
“Isp”表示流過電平轉(zhuǎn)換部52的晶體管MN2的電流。如圖6所示,在輸入了電壓VDD(H狀態(tài))的輸入信號inp時,電流“Isp”流過電平轉(zhuǎn)換部52的晶體管MN2。根據(jù)經(jīng)由開關(guān)SP1向晶體管MN1的柵極輸入的過渡時間設(shè)定信號tp的電壓的大小,來改變電流“Isp”的大小。
“Isn”表示流過電平轉(zhuǎn)換部52的晶體管MP2的電流。如圖6所示,在輸入了電壓VDD(H狀態(tài))的輸入信號inn時,電流“Isn”流過電平轉(zhuǎn)換部52的晶體管MP2。根據(jù)經(jīng)由開關(guān)SN1向晶體管MP1的柵極輸入的過渡時間設(shè)定信號tn的電壓的大小,來改變電流“Isn”的大小。
“ccip”表示從電流控制電流源部53向緩沖部57輸出的電流。通過向電平轉(zhuǎn)換部52的晶體管MN2流過電流“Isp”,從電流控制電流源部53向緩沖部57輸出“ccip”所示的電流。根據(jù)過渡時間設(shè)定信號tp的電壓的大小,來改變電流“ccip”的振幅(電流的大小)。
電流“ccip”最初流入緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極,因此如圖6所示,流過絕對值大的電流。此后,電流“ccip”隨著向晶體管MN8、MP8的柵極進行電荷充電,其絕對值逐漸減少。然后,電流“ccip”以固定的電流值流過電阻R1。
“ccin”表示電流控制電流源部54從緩沖部57引入的電流。通過在電平轉(zhuǎn)換部52的晶體管MP2中流過電流“Isn”,電流控制電流源部54從緩沖部57引入“ccin”所示那的電流。根據(jù)過渡時間設(shè)定信號tn的電壓的大小,來改變電流“ccin”的振幅(電流的大小)。
電流“ccin”最初從緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極引入電荷,因此如圖6所示,流過絕對值大的電流。此后,電流“ccin”隨著將晶體管MN8、MP8的柵極的電荷進行放電,其絕對值逐漸減少。然后,電流“ccin”以固定的電流值流過電阻R1。
“vin”表示緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極的電壓。電壓“vin”通過從電流控制電流源部54輸出電流“ccip”而上升。
能夠根據(jù)從電流控制電流源部54輸出的電流“ccip”的大小,來改變電壓“vin”的上升的過渡時間。如上所述,電流“ccip”的大小可根據(jù)過渡時間設(shè)定信號tp來改變,所以電壓“vin”的上升的過渡時間根據(jù)過渡時間設(shè)定時間tp來改變。
因為電流“ccip”的絕對值越大,緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極電壓就上升越快,所以“vin”的上升的過渡時間變短。另外,因為電流“ccip”的絕對值越小,緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極電壓就上升越慢,所以“vin”的上升的過渡時間變長。
另外,通過電流控制電流源部54引入電流“ccin”,電壓“vin”降低。
電壓“vin”的下降的過渡時間能夠根據(jù)從電流控制電流源部54引入的電流“ccin”的大小進行改變。如上所述,電流“ccin”的大小根據(jù)過渡時間設(shè)定信號tn來進行改變,所以電壓“vin”的下降的過渡時間根據(jù)過渡時間設(shè)定時間tn來進行改變。
因為電流“ccin”的絕對值越大,緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極電壓就下降越快,所以“vin”的下降的過渡時間變短。另外,因為電流“ccin”的絕對值越小,緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極電壓就下降越慢,所以“vin”的下降的過渡時間變長。
另外,電壓“vin”上升到與向電流控制電流源部53的晶體管MN6的源極供給的電壓相對應的電壓為止。因為電流控制電流源部53的晶體管MN6的源極電壓根據(jù)向振幅控制晶體管MN7的柵極供給的振幅設(shè)定信號ap的電壓進行改變,所以電壓“vin”上升時的振幅根據(jù)振幅設(shè)定信號ap的電壓進行改變。
另外,電壓“vin”下降到與向電流控制電流源部54的晶體管MP6的源極供給的電壓相對應的電壓為止。因為電流控制電流源部54的晶體管MP6的源極電壓根據(jù)向振幅控制晶體管MP7的柵極供給的振幅設(shè)定信號an的電壓進行改變,所以電壓“vin”下降時的振幅根據(jù)振幅設(shè)定信號an進行改變。
“out”表示緩沖部57的晶體管MN8、MP8的源極電壓。電壓“out”的振幅相對于電壓“vin”,減小緩沖部57的晶體管MN8、MP8的閾值電壓量。
圖7是表示圖5的發(fā)送電路的時序圖之二。圖7所示的“ccip”、“ccin”、“vin”、以及“out”與圖6所示的“ccip”、“ccin”、“vin”、以及“out”相同,因此省略其詳細說明。
圖7的“ccip”所示的“-Ip”表示在向緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極進行電荷充電時的,從電流控制電流源部53輸出的電流的大小(振幅)。
“ccin”所示的“In”表示在從緩沖部57的晶體管MN8、MP8的柵極進行電荷放電時的,從電流控制電流源部54引入的電流的大小(振幅)。
“aip”表示流過振幅控制部55的晶體管MN7的電流。因為振幅控制部55連接在電源HVDD與電流控制電流源部53之間,所以電流“aip”與流過電流控制電流源部53的電流“ccip”相同。即,振幅控制部55基于振幅設(shè)定信號ap來改變向電流控制電流源部53供給的電壓,并且從電源HVDD向電流控制電流源部53供給電流。
“ain”表示流過振幅控制部56的晶體管MP7的電流。因為振幅控制部56連接在電源HVSS與電流控制電流源部54之間,所以電流“ain”與流過電流控制電流源部54的電流“ccin”相同。即,振幅控制部56基于振幅設(shè)定信號an來改變向電流控制電流源部54供給的電壓,并且使電流控制電流源部54引入的電流流過電源HVSS。
“outi”表示從緩沖部57的晶體管MN8、MP8的源極輸出的電流。電流“outi”所示的“10×Ip”表示從電流控制電流源部53向緩沖部57輸出振幅“-Ip”的電流時的緩沖部57的輸出電流的振幅。另外,電流“outi”所示的“10×In”表示電流控制電流源部53從緩沖部57引入振幅“In”的電流時的緩沖部57的輸出電流的振幅。在圖7中表示了緩沖部57輸出相對于輸入電流10倍的電流的例子。
圖8表示圖5的發(fā)送電路的振幅控制的仿真結(jié)果。在圖8中表示針對7種振幅設(shè)定信號ap、an,從發(fā)送電路33的緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的仿真結(jié)果。
發(fā)送電路33能夠根據(jù)向可變電流源部51輸入的振幅設(shè)定信號ap、an,改變從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的振幅。例如,如圖8所示,發(fā)送電路33能夠根據(jù)輸入的振幅設(shè)定信號an來改變驅(qū)動信號out下降時的振幅。另外,發(fā)送電路33能夠根據(jù)輸入的振幅設(shè)定信號ap來改變驅(qū)動信號out上升時的振幅。
圖9表示圖5的發(fā)送電路的過渡時間控制的仿真結(jié)果。在圖9中表示針對4種過渡時間設(shè)定信號tp、tn,從發(fā)送電路33的緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的仿真結(jié)果。
發(fā)送電路33能夠根據(jù)向可變電流源部51輸入的過渡時間設(shè)定信號tp、tn來改變從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的上升以及下降的過渡時間。例如,如圖8所示,發(fā)送電路33能夠根據(jù)輸入的過渡時間設(shè)定信號tn來調(diào)整驅(qū)動信號out的下降的過渡時間。另外,發(fā)送電路33能夠根據(jù)輸入的過渡時間設(shè)定信號tp來調(diào)整驅(qū)動信號out的上升的過渡時間。
如此,發(fā)送電路33具有:基于過渡時間設(shè)定信號tp來使輸出的電流變化的電流控制電流源部53、基于過渡時間設(shè)定信號tn來使引入的電流變化的電流控制電流源部54、基于振幅設(shè)定信號ap來使向電流控制電流源部53供給的電源電壓變化,從而使通過從電流控制電流源部53輸出的電流而產(chǎn)生的電壓的振幅變化的振幅控制部55、基于振幅設(shè)定信號an來使向電流控制電流源部54供給的電源電壓變化,從而使通過電流控制電流源部54所引入的電流而產(chǎn)生的電壓的振幅變化的振幅控制部56、與從電流控制電流源部53輸出的電流以及從電流控制電流源部54引入的電流對應地來驅(qū)動負載的緩沖部57。
由此,發(fā)送電路33能夠分為驅(qū)動負載的緩沖部57、對從緩沖部57輸出的信號的過渡時間以及振幅進行控制的電流控制電流源部53和54以及振幅控制部55和56,在緩沖部57中,能夠使用用于驅(qū)動負載的大電流用晶體管,在電流控制電流源部53、54以及振幅控制部55、56中,能夠使用小電流用晶體管,能夠通過小的電路尺寸來放大信號。
例如,高耐壓用的大電流用晶體管流過相對于高耐壓用的小電流用晶體管10倍的電流。此時,高耐壓用的小電流用晶體管的尺寸成為相對于高耐壓用的大電流用晶體管約1/10的尺寸。因此,高耐壓用的小電流用晶體管例如在使用10個時,與一個高耐壓用的大電流用晶體管的尺寸相同。在圖5的發(fā)送電路中,高耐壓用的大電流用晶體管為2個,高耐壓用的小電流用晶體管為8個(不到1個高耐壓用的大電流用晶體管的尺寸),與使用4個大電流用晶體管的放大電路相比尺寸變小。另外,還能夠抑制消耗功率的增加。
[第二實施方式]
優(yōu)選發(fā)送電路在結(jié)束了驅(qū)動信號的輸出時,立即使驅(qū)動信號收斂到基準電壓(例如,電源VSS的電壓)。當收斂速度慢時,在驅(qū)動信號中包含低頻成分,因此超聲波探頭的分辨率下降。在第二實施方式中,說明在結(jié)束了驅(qū)動信號的輸出時,提高驅(qū)動信號向基準電壓的收斂速度的電路。
圖10表示第二實施方式的發(fā)送電路的區(qū)塊的例子。在圖10中,對與圖4相同的部分賦予相同的符號。
如圖10所示,發(fā)送電路33具有RZ(Return to zero歸零)電路71。向RZ電路71輸入輸入信號inp、inn。RZ電路71的輸出與緩沖部57的輸入相連接。
圖11說明驅(qū)動信號的收斂。在圖11中表示從緩沖部57輸出的驅(qū)動信號out的波形。
如圖11的虛線的波形所示,具有如下情況:在結(jié)束輸出時,驅(qū)動信號out從下降后的狀態(tài)收斂到電源VSS的電壓(例如,接地電壓0V)需要時間。因此,如圖11的實線波形所示,RZ電路71在結(jié)束驅(qū)動信號out的輸出時,提高驅(qū)動信號out的收斂速度。
此外,在圖11中,對驅(qū)動信號out從下降后的狀態(tài)開始上升來收斂到基準電壓的例子進行了說明,從上升后的狀態(tài)開始下降來收斂到基準電壓的情況也相同。
圖12表示圖10的RZ電路的電路例子。如圖12所示,RZ電路71具有:NOR電路81、開關(guān)電路82和83、高耐壓用PMOS的晶體管MP11、高耐壓用NMOS的晶體管MN11、二極管D1和D2。
向NOR電路81輸入輸入信號inp、inn。NOR電路81在輸入了“H狀態(tài)”的輸入信號inp或輸入信號inn時,向開關(guān)電路82、83輸出“L狀態(tài)”的信號。NOR電路81在輸入了“L狀態(tài)”的輸入信號inp以及輸入信號inn時,向開關(guān)電路82、83輸出“H狀態(tài)”的信號。
向開關(guān)電路82輸入從NOR電路81輸出的信號、收斂信號vss-r。收斂信號vss-r是用于使下降后的驅(qū)動信號out收斂到基準電壓的信號。例如,收斂信號vss-r用于使圖11所示的虛線的波形的信號成為實線的波形的信號。
收斂信號vss-r例如從裝置主體11輸出。收斂信號vss-r的大小例如通過用戶操作裝置主體11的輸入裝置來進行改變。即,用戶通過改變收斂信號vss-r的大小,能夠調(diào)整下降后的驅(qū)動信號out向基準電壓的收斂時間。
開關(guān)電路82在從NOR電路81輸入了“L狀態(tài)”的信號時,不向晶體管MP11的柵極輸出收斂信號vss-r。即,開關(guān)電路82在從延遲控制電路32輸出了輸入信號inp或者輸入信號inn時,不向晶體管MP11輸出收斂信號vss-r。另一方面,開關(guān)電路82在從NOR電路81輸入了“H狀態(tài)”的信號時,向晶體管MP11的柵極輸出收斂信號vss-r。即,開關(guān)電路82在沒有從延遲控制電路32輸出輸入信號inp以及輸入信號inn時,向晶體管MP11輸出收斂信號vss-r。
向開關(guān)電路83輸入從NOR電路81輸出的信號、收斂信號vdd-r。收斂信號vdd-r用于使上升后的驅(qū)動信號out收斂到基準電壓。
收斂信號vdd-r例如從裝置主體11輸出。收斂信號vdd-r的大小例如通過用戶操作裝置主體11的輸入裝置來進行改變。即,用戶通過改變收斂信號vdd-r的大小,能夠調(diào)整上升后的驅(qū)動信號out向基準電壓的收斂時間。
開關(guān)電路83在從NOR電路81輸入了“L狀態(tài)”的信號時,不向晶體管MN11的柵極輸出收斂信號vdd-r。即,開關(guān)電路83在從延遲控制電路32輸出了輸入信號inp或者輸入信號inn時,不向晶體管MN11輸出收斂信號vdd-r。另一方面,開關(guān)電路83在從NOR電路81輸入了“H狀態(tài)”的信號時,向晶體管MN11的柵極輸出收斂信號vdd-r。即,開關(guān)電路83在沒有從延遲控制電路32輸出輸入信號inp以及輸入信號inn時,向晶體管MN11輸出收斂信號vdd-r。
晶體管MP11的柵極與開關(guān)電路82的輸出相連接。晶體管MP11的源極與電源VSS相連接。晶體管MP11的漏極與二極管D1的陽極相連接。晶體管MP11在從開關(guān)電路82輸出了收斂信號vss-r時導通,將緩沖部57的輸入與電源VSS相連接。此時,在晶體管MP11中流過與在柵極輸入的收斂信號vss-r的電壓的大小相對應的電流。
晶體管MN11的柵極與開關(guān)電路83的輸出相連接。晶體管MN11的源極與電源VSS相連接。晶體管MN11的漏極與二極管D2的陰極相連接。晶體管MN11在從開關(guān)電路83輸出了收斂信號vdd-r時導通,將緩沖部57的輸入與電源VSS相連接。此時,在晶體管MN11中流過與在柵極輸入的收斂信號vdd-r的電壓的大小相對應的電流。
二極管D1的陽極與晶體管MP11的漏極相連接。二極管D1的陰極與二極管D2的陽極相連接,并與電流控制電流源部53和54以及緩沖部57的連接點相連接。二極管D1防止從緩沖部57向晶體管MP11流過電流。
二極管D2的陰極與晶體管MN11的漏極相連接。二極管D2的陽極與二極管D1的陰極相連接,并與電流控制電流源部53和54以及緩沖部57的連接點相連接。二極管D2防止從電源VSS向晶體管MN11流過電流。
使用時序圖來說明圖12的RZ電路71的動作。
圖13表示圖11的RZ電路的時序圖。圖13所示的“inp”表示從延遲控制電路32輸出的輸入信號inp的電壓。
“inn”表示從延遲控制電路32輸出的輸入信號inp的電壓。
“vss-r”表示從開關(guān)電路82向晶體管MP11的柵極輸出的電壓。
“vdd-r”表示從開關(guān)電路83向晶體管MN11的柵極輸出的電壓。
開關(guān)電路82、83如圖13所示,在輸入信號inp以及輸入信號inn為“L狀態(tài)”時,向晶體管MP11、MN11輸出收斂信號vss-r以及收斂信號vdd-r。即,開關(guān)電路82、83在電流控制電流源部53結(jié)束了電流輸出,從而結(jié)束了驅(qū)動信號out的輸出時,或者在電流控制電流源部54結(jié)束了電流引入,從而結(jié)束了驅(qū)動信號out的輸出時,向晶體管MP11、MN11輸出收斂信號vss-r以及收斂信號vdd-r。由此,在結(jié)束了驅(qū)動信號out的輸出時,晶體管MP11、MN11導通,將緩沖部57的輸入與電源VSS相連接。然后,在晶體管MP11、MN11中的某一方中流過與收斂信號vss-r以及收斂信號vdd-r相對應的電流。
例如,在結(jié)束了驅(qū)動信號out的輸出時,如果緩沖部57的輸入的信號下降,則在晶體管MP11中流過與收斂信號vss-r相對應的電流。在結(jié)束了驅(qū)動信號out的輸出時,如果緩沖部57的輸入的信號上升,則在晶體管MN11中流過與收斂信號vdd-r相對應的電流。
如此,發(fā)送電路33具有RZ電路71,其在電流控制電流源部53結(jié)束了電流輸出時以及電流控制電流源部54結(jié)束了電流引入時,使緩沖部57的輸入的電壓收斂到電源VSS。由此,發(fā)送電路33能夠提高驅(qū)動信號向基準電壓的收斂速度。
另外,發(fā)送電路33能夠抑制驅(qū)動信號out中包含的低頻成分,從而能夠抑制超聲波探頭的分辨率降低。
另外,因為在RZ電路71的晶體管MP11、MN11的柵極輸入收斂信號vss-r、vdd-r,所以用戶能夠通過調(diào)整收斂信號vss-r、vdd-r的大小來調(diào)整驅(qū)動信號out的收斂速度。
本發(fā)明并不限定于上述的實施例,還包含各種變形例子。例如,上述的實施例為了容易理解地說明本發(fā)明而詳細說明了整體系統(tǒng),但是并不限于必須具備說明的全部結(jié)構(gòu)。另外,能夠?qū)⒛硞€實施例的結(jié)構(gòu)的一部分替換為其他實施例的結(jié)構(gòu),另外,能夠在某個實施例的結(jié)構(gòu)中添加其他實施例的結(jié)構(gòu)。另外,能夠?qū)Ω鲗嵤├慕Y(jié)構(gòu)的一部分追加/刪除/置換其他的結(jié)構(gòu)。另外,例如可以通過集成電路方式進行設(shè)計等通過硬件方式來將上述的各結(jié)構(gòu)、功能、處理部、處理單元等全部實現(xiàn)或者實現(xiàn)其中的一部分。另外,上述的發(fā)送電路33的放大電路還能夠用于進行信號放大的裝置。
符號的說明
11:裝置主體
12:超聲波探頭
12a:2D陣列振子
12b:2D陣列IC
21:子陣列
22、23:周圍電路
31:元件電路
32:延遲控制電路
33:發(fā)送電路
34:接收電路
41:振子
51:可變電流源部
52:電平轉(zhuǎn)換部
53、54:電流控制電流源部
55、56:振幅控制部
57:緩沖部
61、62:反相器
71:RZ電路
81:NOR電路
82、83:開關(guān)電路。