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超声成像系统及主要子功能电子元件的设计考虑

资料介绍
摘要:该应用笔记介绍了超声成像系统的设计考虑,讨论成像系统的小型化、低成本和便携化的发展趋势,同时阐述了在小型系统中实现大型车载系统所具备的性能和诊断能力的重要条件。文章探讨了超声系统的子功能以及对电子元件的要求,重点讨论了传感器、高压复用器、高压发射机、成像通道接收机、数字波束成形、波束成形数字信号处理及显示处理等。
超声成像系统及主要子功能电子元件的设计考虑
Nov 16, 2010

摘要:该应用笔记介绍了超声成像系统的设计考虑,讨论成像系统的小型化、低成本和便携化的发展趋势,同时阐述了在小型系统中实
现大型车载系统所具备的性能和诊断能力的重要条件。文章探讨了超声系统的子功能以及对电子元件的要求,重点讨论了传感器、高压
复用器、高压发射机、成像通道接收机、数字波束成形、波束成形数字信号处理及显示处理等。


概述
通过发射超声能量进入人体,接收并处理返回的反射信号,相控阵超声系统可以生成体内器官和结构的图像,映射血液流动和组织运
动,同时提供高准确度的血流速度信息。传统设计中,构建这样的成像系统需要大量的高性能相控阵发射器和接收器,使得车载设备体
积庞大且价格昂贵。近年来,随着集成工艺的进步,设计人员能够获得小尺寸、低成本而且高度便携的成像系统方案,并可达到接近大
型成像设备的性能指标。而新的设计挑战依然存在,即在进一步提高方案集成度的同时提高系统性能和诊断能力。


传感器
成像系统的关键器件是超声传感器。典型的超声成像系统需要使用各种传感器支持特定的诊断要求。每个传感器由一组压电传感器单元
阵列构成,它们集中能量并发射到人体内部,然后接收相应的反射信号。每个单元通过纤细的同轴电缆连接到超声系统。通常,传感器
由32 至512个单元构成,工作频率为1MHz至15MHz 。多数超声系统提供两个至四个传感器转换接口,临床医生可根据不同的检测类型
方便地更换传感器。


高压复用开关
典型的相控阵超声系统配备了32 至256个发射器和接收器。多数情况下,系统配备的发射器和接收器的数量少于传感器单元的数量。这
些情况下,需要在传感器或系统中安装高压开关,用于信号复用,开关连接在特定的传感器单元和发送器/接收器(Tx/Rx) 对之间。由
此,系统能够在所提供的传感器阵列中动态改变有效的传感器……
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