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          首页 超声回波的接收和预处理(完整)

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          超声回波的接收和预处理(完整)

          简介:本文档为《超声回波的接收和预处理(完整)ppt》,可适用于财会税务领域

          第五章超声回波的接收和预处理第一节超声接收系统概况一、概述⒈接收系统的主要作用()换能器接收灵敏度范围的控制接收阵元(位置)转接(线阵中)接收方向控制(相控阵中)接收孔径变换接收聚焦。()回波信号预处理前置放大TGC放大动态滤波对数放大检波边缘增强?#21462;"?#25509;收系统的位置及特点①信号通道的前段接收系统模拟处理。②信号通道中后?#38382;?#23383;扫描变换器数字处理。信号通道:信号经过的从换能器?#26009;?#31034;器的所有电路。⒊接收系统典型结构框图(EUB型线扫式B超)(双线箭?#33539;?#36335;信号单线箭头单路信号)二、各部分的简要工作原理⒈探头作用:声-电换能。发射-接收?#25509;謾?#32467;构:阵元线阵   二极管开关,以减少连线和前置放大器。⒉前置放大器作用:放大微弱的接收信号以利传输提高信噪?#21462;?#35201;求?#21644;?#37096;干扰小内部噪声低灵敏度高频带宽。数量:前置放大器有路。⒊接收多路转换开关作用:选择路前置放大器输出中的路──扫查。   并合成为个信号FF。控制:RQA-RQE码。⒋可变孔径电路作用:实现可变孔径接收。具体:近距离(近场)回波用小孔径接收波束窄。远距离(远场)回波用大孔径接收以利聚焦。方法?#26680;?#26102;间逐次开通孔径边缘信号F、F、F。控制:AP-AP信号。⒌相位调整(接收聚焦电路)作用:接收灵敏范围的聚焦。方法:对F-F各信号按二次曲线变化延迟再相加。控制:FCN-FCN码控制延迟变化的二次曲线曲率  也即控制聚焦焦距。?#23545;?#30410;控制和动态滤波()TGC电路──时间增益控制技术作用:补偿回波因深度增加而造成的衰减:I=Ieαx方法:由TGC控制电压控制压控放大器的增益随接收深度而上升。结果:使近区增益?#23454;?#23567;远区增益逐渐增大。()DF──动态滤波技术作用:滤除近场过强的低频和深部的高频杂波干扰。方法:由DF控制电压控制压控带通滤波器的通带中心频率随接收深度而下降。结果:近场滤除低频提高分辨力   远场滤除高频提高信噪?#21462;"范?#25968;放大器作用:压缩信号的动态范围适配显像管的动态范围?#20048;?#26377;用信息的丢失。动态范围:信号dB显像管约dB特点:信号越大增益越小。⒏检波器作用:检出调制信号。射频信号→视频信号回波调制:超声振荡受矩?#28201;?#20914;幅度调制。?#26500;?#36793;电路(边缘增强电路)作用:增强视频信号的边缘突出图像的轮廓使之便于识别和测量。控制:ENH信号控制增强效果。第二节前置信号放大一、基本要求原因:阵元获取信号=μVpp   合成电路本身噪音>μVpp   ?#24066;?#21152;前置放大器以提高信噪?#21462;?#36335;数:线阵B超前置放大常为多?#29359;?#26426;型有所差异。   EUB型B超有路EUB型B超有路。基本要求:()与探头馈线匹配良好。 馈线特性阻抗=前放输入阻抗。 否则:①信号被反射入馈线信号减弱。②多重反射造成图象重影。()动态范围大 前放动态范围=信号动态范围>dB 不丢失有价值的信息。()功?#35797;?#30410;(P)大 P=lgKP(dB)其中KP──放大器功率放大倍数P大则极限灵敏度高信噪比高。日立EUB系列B超前放P=dB。()噪声系数(F)小F=输入端信噪比输出端信噪?#21462;?#29702;想:F=即放大器无附加噪声。实际:F>晶体管、电阻等总有噪声。F小有限噪声灵敏度高放大器动态范围大。二、前置放大器电路前置放大器之一东芝SAL系列线扫B超的前置放大器特点分析由三级直接耦合放大器组成。A=(dB)①TR为射随器使之与延时线负载阻抗匹配。②R引入深度负反馈展宽频带提高稳定性。③D,D组成双向限幅器?#20048;?#22823;信号阻塞放大器。④+V-V供电使输出信号动态范围达V以上。⑤各级射极直流负反馈稳定工作点最小可辨信号小。⑥LCC电源滤波减小噪声。⑦C高频补偿C耦?#31995;?#23481;。前置放大器之二日立公司B超常用的前置放大器。EUB型也用此。特点:①IC是大动态、高稳定的集成运算放大器HB。②DD组成双向限幅器?#20048;?#22823;信号造成放大器阻塞。③LRC为高通滤波器。④CCCC电源退耦电容。⑤VR电位器可调节增益设计增益dB。C第三节超声回波信号的合成一、回波合成法直接合成法方法:各阵元信号→孔径控制→聚焦延迟→相加合成。优点:可不对称延迟进行微角扫查。缺点:路数多设备量大。实例:AlokaSSD型B超仪用之。二步合成法方法:各阵元信号→对称合成→孔径控制→聚焦延迟→相加合成。条件:具有对称延迟特性(无偏向)。优点:孔径控制电路、聚焦电路减少一半。实例:日立EUB系列B超(如EUB)采用此法。二、接收多路转换开关()组成 IC-IC:选转接开关 TR-TR:倒相驱动管。()信号 输入:CH-CH:前放输出, 输出:F-F:转接合成输出 控制:RQA-RQE码()功能 从路前置放大器输出中 每次选通路并对称合成为 F-F的个信号。  控制码变化选择通路变化实现切换扫查。()电路分析转接开关的使能端与RQE,RQD的连接简化为图RQE,RQD=,或,有输出的芯片编号如图-。前置放大输出的转接合成关系(HPi=CHi)例如:①RQE-RQA=经TR-TR倒相为则F=CHCH,F=CHCH,F=CHCH,F=CHCH,F=CHCH,F=CH②RQE-RQA=经TR-TR倒相为则F=CHCH,F=CHCH,F=CHCH,F=CHCH,F=CHCH,F=CH三、可变孔径电?#21457;?#21487;变孔径的提出及其实现方法()接收灵敏范围与孔径的关系 根据:发射与接收的互易性发射超声场的结论。 ①非聚焦:  近场:孔径越小灵敏范围越小  远场:孔径越大灵敏范围扩散角越小。 ②聚焦: 焦点处直径: df=λFDD─接收孔径 即:为使df小当F增大时D也应增大。()方法 近场用小孔径远场用大孔径可变孔径技术。()意义 近场、远场灵敏范围(波束)均较窄横向分辨力好。⒉可变孔径电路()组成及作用 MXIC:模拟调制分离器A=“”,X→X,A=“”,X→X,X端RC:低通滤波器C:隔低频通高频信号L:隔高频通低频信号。D:二极管开关()信号F:回波信号(高频)AP?#22909;?#25511;信号(低频)()单路工作原理因D负极经L低频接地AP?#20581;啊保篨=VD截止AP?#20581;啊保篨=VD导通()组合工作过程由于各阵元接收的回波信号对应为: F~F周边~中心因此切断FFF等信号进入回波合成电路使周边阵元接收信号无效?#27492;?#23567;了接收孔径。()时间段计算举例将探测深度分四段:近场中场远场Ⅰ远场Ⅱ。分界距离:S=mmS=mmS=mm。由式:tKi=SiVD=Sic可算得各?#38382;?#38388;:tK≈μstK≈μstK≈μs四、接收相位调整电路(接收聚焦电路)⒈作用  对各阵元接收的回波信号进行延迟调整(二次曲线变化)使焦点处回波达到同相位叠加。 其实?#36866;?#25442;能器空间灵敏范围的聚焦。⒉分段聚焦的类型①非实时分段动态聚焦: 多次发射多次接收。发射与接收同焦距每次固定。②实时分段动态聚焦: 一次发射一次接收。发射固定焦距接收动态焦距。⒊实时分段动态聚焦原理()简述:以超声探查速度同步分段地移动焦点。()例接收实时段动态聚焦:若对应距离z,z,z回波所需时间为t,t,t。则:回波接收过程:①~t时间: 接收~z内回波用-阵元焦点N波束如(Ⅰ)。②t~t时间: 接收z~z内回波,用-阵元焦点M波束如(Ⅱ)。③t~t时间:接收z~z内回波,用-阵元焦点F波束如(Ⅲ)。④t以后时间: 接收z以外回波用-阵元焦点F波束如(Ⅳ)。可见:?#34892;?#25509;收范围如图中粗线所围区域有四个焦点。⒋接收聚焦电路(EUB型B超所用)()电路组成DL-DL:模拟延时线。IC-IC:多路转接开关。()信号输入:接收回波信号F-F。输出:合成信号。控制:聚焦码FCN。()功能对各阵元接收回波信号经二次曲线变化延迟相加合成为一个信号。聚焦码控制二次曲线曲率即焦距。与可变孔径电路协同完成接收动态聚焦。()各控制状态下的延时关系有两?#21046;?#29575;(MHzMHz)各个焦点共个焦点。(书中数值有误)第四节预处理电路一、时间增益补偿(TGC)电?#21457;?#23454;现时间增益补偿的意义及方法()补偿的意义由于超声波随传播距离(时间)的衰减使相同反射系数的界面近距离反射强远距离反射弱若不给予补偿则图像将随深度(时间)而逐渐变暗。时间增益补偿:控制放大器增益随探测深度(时间)的增加而加大以补偿超声随传播距离的衰减。()各?#32622;?#31216; 时间增益补偿(TimeGainCompensationTGC) 深度增益补偿(DepthGainCompensationDGC) 灵敏度时间控制(SensitivityTimeControlSTC)()补偿原理∵声传播强度与时间(距离)的关系:I=Ieαx=Ieαct时间负指数关系。 声电转换、前置放大等时间线性关系。 经声电转换、前置放大等处理回波信号仍是:时间负指数关系。∴可用时间正指数放大补偿。()实际情况?#25353;?#26045;上述分析忽略了多种因素仅为大致的补偿关系。Ⅰ实际情况的复?#26377;浴、?#21463;超声工作频率的影响∵α=βf ∴f↑→α↑频率高衰减快。 ②多重界面反射的影响 实?#39135;?#26377;多重界面回波穿过界面越多强度越弱。 ③临床诊?#32454;行?#36259;深度的不同 临床对同一患者不同?#35838;换?#21516;一部位不同患者 ?#19978;?#26102;关注深度往往有所不同。Ⅱ对策TGC控制波形=指数波形(可变速率)+修正波形 操作者可调节:指数波形速?#24066;?#27491;波形形状  根据实际情况通过面板按钮、电位器操作。TGCGainDynamicRangeFocusDepth()电路框图①TGC电压发生器产生一个随接收时间(深度)而变的TGC控制电压用以控制可变增益放大器的增益变化。操作者由面板输入调节量可调整TGC电压的波?#38382;?#29616;临床干预TGC过程。②可变增益放大器在TGC电压控制下放大器增益可变对不同时间(深度)的回波信号有不同的放大量。⒉TGC电?#20849;?#29983;电路通常:TGC电压波形=指数电压波形+可调电压波形()可调电压波?#38382;?#35843;节的型式:①斜率控制型  可调电压的大致形状不变但?#38382;?#21487;由面板调节。 其中增益“台柱”用来增强特定深度的回波。②距离增量控制型   整个探测深度分成n段(如n=)每段一个控制点 由面板上的滑杆电位器调节。调节值连线即是可调电压波形。见书P。()TGC电?#20849;?#29983;电路有多?#20013;?#24335;。数字合成式函数发生器适用性强目前较多。①基本原理ROM中存TGC电?#36141;?#25968;值在回波接收过程中:逐一读出函数值→DA→各点电压连接→TGC电压波形函数值寻址地址A-A由加法计数器计数产生。②TGC波形的改变调整手段a)制造时预先设计在ROM中在ROM的不同区域预先存入不同的波形函数值工作时根据情况选择。有八种TGC曲线供选择。A=FCN=(MHz探头)(MHz探头)A=ZOOM=(电子放大率)(电子放大率)A=FAR=(近程)(远程)b)操作时随机调节调节附加在ROM中读出的固定函数曲线之上。调节输入:操作者→面板(滑杆电位器)仪器产生:修正数据GAIN,修正方法:TGC波形=ROM数据+修正数据GAIN③波?#24494;?#22686;益控制电路(可变增益放大器)()控制放大器增益的方法 ①改变放大器的偏置 右?#23478;?#26230;体管(一定范围内):  β∝Ib  从而:  TGC电压→Ib→β→A ②改变放大器的反馈 右?#21152;?#20110;晶体管:  Rce∝Ib 而:A=-RceR 从而: TGC电压→Ib→Rce→A③串入电控衰减器右图电路的总增益为:A=G·G其中:G>放大器 G<衰减器。若TGC电压控制下G可变即能起TGC作用。a)衰减器基本结构(右图)Uo=(R(RR))UiG=UoUi=R(RR)≤b)电控变阻元件Ⅰ)二极管∵I=Is(eVqKT)   其中:Is反向饱和电流K波尔兹曼常数   q电子的电荷量T绝对温度∴V=(KTq)ln(IIs)RD=dVdI=(KTq)(IIs)≈(KTq)I(∵I>>Is)∴RD∝I Ⅱ)晶体管Rce∝IbⅢ)场效应管RDS∝VGSc)电控衰减器举例以上:(a)串联二极管型(b)并联二极管型(c)并联场效应管?#36864;得鰨骸?#30001;于:回波信号高频控制信号低频 利用:L隔高频通低频、C隔低频通高频 可?#20048;梗?#22238;波信号-控制信号相互干扰。()可变增益放大器实例①TR第一级放大②TRTR具正向压控增益特性的双栅极场效应管放大器。控制G、G电位可控制场效应管的跨导从而改变放大器增益。VR调节G电位静态增益调节。TGC电压控制G电位TGC控制。③TRTR为射极跟随器。④TGC作用下的场效应管特性曲线TGC控制电压↑→工作点Q沿ID-VG曲线↑→斜率↑→增益↑如:近场(t~t)回波强(ViVi)但增益小信号压缩。远场(t~t)回波弱(ViVi)但增益大信号放大。二、动态滤波(DynamicFilter:DF)电?#21457;?#21160;态滤波的意义()原因超声传播时: I=Ieαx,α=βf 所以:高频↓快低频↓慢 造成:探测距离↑→信号f↓(f频谱中心频率)()接收频带范围固定的不利 接收电路f<信号f→高频损失→分辨力↓ 接收电路f>信号f→噪声增加→信噪?#21462;。ǎ?#21160;态滤波的过程和意义随探测距离↑→接收电路的f↓近区:选通高频抑制低频→分辨力↑远区:选通低频抑制高频→信噪?#21462;"?#21160;态滤波(DF)电?#33539;?#24577;滤波也就是通频带可变的带通滤波器。()电?#26041;?#26500;及特性如图:Dc为变容二极管L、C、Dc构成LC并联回路。当信号频率f等于回路谐振频率f时回路阻抗Z最大。此时电路(可看成R与Z构成的衰减器)对信号的衰减最小输出Uo最大。当f≠f时输出Uo减小。f也称为滤波器通带中心频率。()DF工作过程由于变容二极管的反偏结电容CD电压特性:E↑→CD↓所以在回波信号接收过程中:D↑→DF电压↓→CD↑→C=CCD(CCD)↑→滤波器f↓()动态滤波电路实例如图为EUB所用带通滤波器。V、V变容二极管并联目的:增大电容变化量→增大频率控制范围。反偏结电容变化范围:PF(V)-PF(V)L、C和V、V组成LC选频网络。⒊DF电压发生器()DF电压的取值范围和变化规律由以下因素?#33539;á?#21464;容二极管的变容特性。②被探测介质(人体)对超声衰减的频率特性。③探头工作频率(频谱中最强分量频率)的变化。④观察视野的移动。⑤图像电子放大与否。可见后三种因素是不?#33539;?#30340;由操作者决定。故DF电压也应是可变的由操作者临时?#33539;ā#ǎ〥F电压发生器电路?#38382;?#21487;有多?#20013;问接?#20110;波形的可变性在微机化B超中用数字函数发生器获取DF函数电压比较方便。()DF电压发生器实例(EUBB超用)①电路组成IC:驱动器HC。IC:DA转换器。DACCN。IC:流压变换器TL有滤波回路。R、L、C:低通滤波器平滑输出波形。②工作过程CPU以一定速率?#32479;?#25968;据DDF(位)经驱动器后由DA转换成模拟电流输出再流压变换成电压。各数据电压相连经滤波光滑形成DF电压波形。CPU?#32479;?#19981;同数据可得不同波形。③波形图接收期DF电压以近似指数规律下降。周期性变化。⒋TGC和DF综合实例(EUB中用)动态滤波电路设置在两个虚线框内。L、C、C和变容二极管D、D组成选频槽路。L、C、C和变容二极管D、D组成选频槽路。三、对数放大器对数放大的意义()原因 ∵回波信号动态范围:LD>dB 显像亮度动态范围:LD?#20581;玠B 若直接显示: 强信号图像一片模糊 弱信号图像?#20999;?#28857;点如同胶片曝光太过和曝光不足。∴需要压缩信号动态范围:dB→~dB 同时并不丢失亮度信息。对数放大器能起到这样的作用。信息淹没、丢失(2)对数放大器的特性①输入、输出关系uo=Klg(Kui)=KlgK(K)(lgui)其中:K─斜率K─对数偏差。②输入、输出关系曲线均匀座标系中:斜?#23454;?#20943;、数?#26723;?#22686;曲线。输入对数座标/输出均匀座标系中:递增直线。③对数放大器?#38382;?#30340;外部调整原理对于对数放大器:Vo=Klg(KVi)经如上前后线性放大后输入输出关系:uo=GKlg(KGui)其中:GG线性放大器增益令:K’=GK  K’=GK 则:uo=K’lg(K’ui)故可:改变G、G→改变K’、K’④小信号放大特性的修正当ui=时:uo=Klg(Kui)?#20581;?#19981;可实现实际的对数放大器小信号时:u=Kui线性放大⑤动态范围压缩特性当线性对数放大特性平滑过渡时可?#39057;茫篖Do=lnLDi其中:LDi=uimaxuimin输入信号动态范围LDo=uomaxuomin输出信号动态范围一般:LDi>右图可见:LDo<LDi即:可压缩信号的动态范围。对数放大和TGC放大的比较和关系(?#20445;?#21160;态压缩比?#24687;賂GC放大  浅部信号(含Umax)增益小:UOmax=AUimaxA小  深部信号(含Umin)增益大:UOmin=AUiminA大  ∴UOmaxUOmin=AUimaxAUimin<UimaxUimin  也有压缩信号动态范围的作用。但中间信号并不按比例压缩。 总动态范围压缩。②对数放大  增益只与Ui有关与时间无关。信号全部按一定规律压缩。瞬时动态范围和总动态范围全面压缩。(2)位置安排的影响①先TGC放大再对数放大TGC放大压缩信号动态范围:dB→dB要求对数放大器:LDi=dB电路可简化。②先对数放大再TGC放大要求对数放大器:LDi>dB。∵输入信号伴有随传播距离(时间)的指数衰减:I=Ieαx=Ieαct经线性声电变换和放大得:V=Veαct  时间指数衰减∴经对数放大:U=Klg(KVeαct)=Klg(KV)Kαctlge时间线?#36816;?#20943;这使TGC简化线性补偿TGC电?#20849;?#29983;电路简化。基?#24452;?#25968;放大器电路原理(?#20445;?#20108;极管特性I=Is(eVqKT)室温下(℃)KTq≈mV当V>>KTq时可有: I≈IseVqKT或:V≈(KTq)ln(IIs)(2)基?#24452;?#25968;放大器(如图)∵I=UiR=ID∴UO=VD=(KTq)ln(IIs) =(KTq)ln(UiIsR)但是二极管对数工作的动态范围很窄温度稳定性频率稳定性也不理想。宽输入动态范围对数放大器的结构(一)概述(?#20445;?#29305;性要求作用:压缩宽广的信号动态范围要求:有宽广的输入动态范围。(2)名称及含义名称?#26680;?#23545;数放大器含义:以多段直线或曲线相加──近似对数函数。它与真正的对数放大之间有一定误差。(?#24120;?#32467;构和类型以多级限幅放大器构成:线性限幅放大器串联相加非线性限幅放大器并联相加(二)串联相加型对数放大器(?#20445;?#21333;级限幅放大器特性图中:LL…LN限幅放大器特性相同。若放大区为线性则可?#27425;篤i<截止区Vo=KVi≤Vi<VT线性放大区VmVi≥VT限幅区其中:K>(放大)Vm=KVT(2)电路总体输入输出关系①分析∵K>故限幅放大器放大区有:Vo>Vi则当信号很小各级限幅放大器都在放大区时:Vop>VipP=,,,…,N∴当信号由小变大时总是最后一级先进入限幅区并向前依次逐级进入限幅区。每增加一级限幅uo的增益减小KNP数值增加Vm。②电路总体输入输出关系式┆┆┆┆③电路总体输入输出关系曲线上式表明:此放大器输入输出关系呈多段折线。输入信号越大对应直线斜?#35797;?#23567;。(如图)(?#24120;?#35823;差分析分析此函数与标准对数函数间的误差。①标准对数函数的特征对于对数函数:uo=Klg(Kui)如输入一组公比为R的等比量:uiP/uiP=R  P=,…N则输出:uoP-uoP=Klg(KuiP)-Klg(KuiP)=Klg(uiPuiP)=KlgR为一组公差为KlgR的等差量。②与标准对数函数之间的误差令函数折线各拐点对应的输入和输出为:uip,uop,P=,…N则:               等比量  ∴当K>>1时曲线各拐点在对数曲线上。(三)并联相加型对数放大器(?#20445;?#26694;图图中:A,A,…,ANN个线性放大器。L,L,…,LNN个限幅放大器特性相同。Σ为加法器。(2)单级限幅及线性放大器特性①限幅放大器 假定放大区为线性可有:,Vi<Vs截止区Vo=KViδ,Vs≤Vi<VT线性放大区Vm,Vi≥VT限幅区其中:?#27169;終VsVm=KVTδ线性区动态范围为:lDi=lg(VTVS)②线性放大器放大倍数均为AA=VTVS即:lgA=lg(VTVS)=lDi(?#24120;?#30005;路总的输入输出关系①分析 ∵A=VTVs> ∴Aui<Aui<…<ANPui<…<ANui  当任一级输入:ANPui=Vs  ?#25112;?#25918;大区时  其后一级输入:ANPui=AVs=VT?#25112;?#38480;幅区。 即:相邻两极同时进行状态变化类似接力。 故任一时?#25506;?#19968;级放大其前均截止其后均限幅。若有P级限幅则uo的增益下降AP倍数值增加PVm。②电路总的输入输出关系式┆┆P=,,,…,N┆┆③电路总的输入输出关系曲线上式表明:此输入输出关系曲线也是多段折线。输入越大对应折线斜?#35797;?#23567;放大器增益越小。(4)误差分析分析此函数与标准对数函数间的误差。令函数折线各拐点对应的输入和输出为:uip,uop,P=,,…N(如上图)∵∴折线各拐点完全符合对数关系误差为零。若拐点之间以对数曲线连接将非常理想。(5)对数放大输入动态范围①以上对数放大?#34892;?#33539;围在VsAN-VTA之间。为单个限幅放大器动态范围的N倍──动态范围扩大。这是以减小uimin向小信号方向扩展(用放大器)。也可以扩大uimax向大信号方向扩展(用衰减器)或双向扩展。如图:②多级相加动态范围扩展图例:集成对数放大器TL 现代B超通常采用集成对数放大器TL应用最普遍。 产品公司: 美国德克萨斯仪器公司(TexasInstrumentInc)(?#20445;㏕L的内部电路图(2)电路分析如图为一半电路。①组成TTTTTTTT?#26680;?#32423;差分放大器。T,T,T,T: 射极恒流源负载。T,T: 差分输出级。电阻:R=ΩR=KΩR=ΩR=KΩ②单级差分放大器工作原理∵假设:Is=Is──管子对称ui=VbVb=VbeVbe则:或:其中:再令:射极恒流源电流为Ik则:∴∴ICIC与ui关系的归一化曲线:(取:KTq=mV)特点:非线性限幅函数。分区:对数区:ui=mV~mV(≈dB)。(在对数线性座标系中曲线线性段)线性区:ui<dB限幅区:ui>dB③?#35835;?#20851;系Ⅰ输入?#35835;猅T与TT: R,R衰减量为:Ⅱ输出?#35835;o=VYVY =(VIcR)(VIcR) =(IcIc)R ≈(IeIe)R =((IcIcIcIc)(IcIcIcIc))R =((IcIc)(IcIc)(IcIc)(IcIc))R∴T,T:流压变换合成差分电压输出④总体框图∵?#32771;?#23545;数动态范围=dB级间衰减=dB∴两级组合对数放大输入动态范围:LDi=dB。非线性限幅并联相加型对数放大器CA,CA’,CB,CB’:对数线性度调节以利匹配。集成对数放大器TL在B超中的应用(?#20445;?#19968;个实用对数放大器的方框图非线性限幅并联相加型对数放大器对数放大输入动态范围:LDi?#20581;羋B=dB()EUB型B超用对数放大器TL小动态应用实例①适用:先TGC后对数②要求:IC线性增益=dB③输入动态范围:理论:LDi?#20581;粒絛B实际:LDi≈dB因对数放大动态范围之外有过度区与前述的理论分析之间产生误差。④输出动态范围:LDo=dB⑤电路输入输出关系曲线对数放大输入动态范围限制因素:下限:主要受噪声电平和线性对数过渡点限制。上限:主要受限幅电平限制。三、检波电路概述①检波定义:振幅调制波的解调信号包络检波。②信号包络含信息包络大小界面反射的强弱包络时间反射界面的距离。③信号称谓检波前射频信号检波后视频信号。④检波方框图非线性器件:二极管、三极管、集成运算放大器。⑤检波类型a)峰值包络检波:输出反馈到二极管两端。二极管。b)平均包络检波:输入与输出隔离。三极管、运放。二极管峰值包络检波电路(?#20445;?#22522;本型 ①原理  当Ui>Uc时D导通C充电。τ=RDC小充电快。  当Ui<Uc时D截止C放电。τ=RC大放电慢。  形成Ui的峰值包络输出。 ②要求  RC选?#30331;?#24403;。   太小:放电太快不能检出包络失效。   太大:放电太慢包络拖尾惰性失真。 因超声调制与载波信号频率接近使R、C选择困?#36873;#ǎ玻?#20108;极管全波峰值包络检波①原理差分输入正半周D检波负半周D检波。②优点a电容充电时间增加一倍放电时间不足一半。元件?#38382;?#26356;易选取。b高频纹波是载频的两倍更易滤除。c传输系数提高并可偏置调节此可进行TGC控制。EUB检波电?#21457;?#32452;成 IC:差动放大器 IC:低通滤波器D,D: 检波二极管 C,C:耦?#31995;?#23481;R:检波负载电阻 D:偏置二极管克服检波管死区 L,L:偏置引入电感,通低频阻高频。②工作原理等效电路见图(b)差动放大器输出差动信号a正半周:输出→R→D→C。b负半周:输出→R→D→C。全波整流R?#31995;?#36127;向整流电压。经IC低通滤波后检出信号平均值平均包络。各点波形见图(c)。四、边缘增强电?#21457;?#21407;理(?#20445;?#21517;称边缘增强勾边或称:快时间常数(FastTimeConstantFTC)处理。(2)处理对象和目的对象:视频信号。目的:锐化图像增强图像轮廓。以利识别、测量。(?#24120;?#22522;本原理对信号频谱:增强高频成分减弱低频成分。(4)方法①微分相加法:原始信号+原始信号的微?#20013;?#21495;。②积分相减法:原始信号-原始信号的积?#20013;?#21495;。③带通滤波器?#21644;?#39640;频信号减弱低频信号。(5)微分相加法电路如图(a):①组成R、C:微分器IC:倒相加法器②原理uo=(Kui+Kduidt)③调节W:调节相加比例。④波形如图(6)积分相减法电路如图(b):①组成IC:带限幅积分器  限幅值=(RR)uiIC:倒相加法器②元件作用 D:禁止负向输出, 半波整流。 D:负向输出时反馈 ?#20048;?#24320;环过载。③原理⒉EUB边缘增强电?#21457;?#32452;成IC、IC:限幅积分器IC:加法器IC:三?#36153;?#27169;拟开关。②原理电路具有:积分相减边缘增?#35838;?#20998;相减边缘减弱(?#20048;?#36807;增强)。③控制ENH控制开关改变?#38382;?#25511;制边缘增强程度。开关与?#38382;?#20851;系:X→VXY→KCZ→τB超声作业一、是非题.若一台B超仪的工作频率为MHz则其脉冲重复频率为MHz。电子聚焦技术用在接收时可使回波超声场发生会聚作用。据B型超声仪的?#19978;?#21407;理可知图像中越明亮的区域反映了组织中该区域的特性阻抗越大。介质的声阻抗?#35797;?#22823;其中的声速越低。可对肺部进行超声检查。M式显示是运动显示故探头要进行扫查。超声的工作频?#35797;?#39640;在人体组织中的作用距离越大。.若一台B超仪的图像由根超声扫线组成其M式图像由这根扫线之一形成。如果超声换能器背面不加背衬材料而悬空则将不利于?#19978;瘛?#32437;波是一?#36136;?#23494;波。频率和波长在超声?#19978;?#20013;是两个极为重要的?#38382;?#27874;长决定了?#19978;?#30340;组织深度而频?#35797;?#20915;定了可?#19978;?#30340;极限分辨率。超声诊断仪换能器中压电体的作用是电声转换。改变激励脉冲的时延就可调节焦距从而获得动态电子聚焦。虽然采用多阵元组?#25103;?#23556;实现了电子聚焦和动态电子聚焦但也使得换能器的?#34892;?#23380;径增大。在电子相控阵中不仅发射要偏转接收时也要偏转。超声脉冲?#34892;С中?#26102;间越短?#19978;?#30340;分辨?#35797;?#39640;。二、选择题提高超声工作频率可使。A.探测深度增加  B.图像帧频提高C.图像分辨率改善  D.超声脉冲重复频率提高以下人体部位中部位适用超声?#19978;瘛.脑  B.眼 C.耳  D.胃发射聚焦电路是。A.一?#26041;?#19968;路出B.多?#26041;?#22810;路出C.一?#26041;?#22810;路出D.多?#26041;?#19968;路出各阵元信号不同延迟之后发射聚焦效果的获得是通过。A.电路中各路发射信号叠加B.介质中各阵元发射声波叠加C.电路中各路接收信号叠加D.介质中各阵元接收声波叠加.改变聚焦控制码将使各阵元对应信号延迟变化率。A.按线性改变斜率B.按指数型改变速率 C.按对数型改变斜率D.按二次曲线型改变曲?#25910;?#23545;超声传播过程中的信号衰减要用。A.DF技术 B.FTC技术  C.DSC技术 D.TGC技术换能器电子聚焦时各阵元延迟变化是。A.边缘延迟长、中间延迟短 B.边缘延迟短、中间延迟长C.一侧延迟长、另一侧延迟短 D.均匀延迟电子相控阵探?#20998;?#23454;?#21046;?#36716;时延迟线是。A.指数变化 B.对数变化 C.二次曲线变化 D.线性变化  B型超声?#19978;?#30340;信息特点是。A.组织密度像B.组织声阻抗率像C.组织超声反射特性像D.组织超声衰减率像线阵多阵元组合工作的原因之一是。A.扩展频带宽度  B.扩展接收动态范围C.可实?#20540;?#23376;聚焦  D.提高工作可靠性超声?#19978;?#30340;优点之一是。A.能对任何脏器?#19978;瘛 .能从任何部位探查脏器  C.对不同密度的软组织鉴别力强 D.对不同声阻抗率的软组织鉴别力强动态电子聚焦每次接收。A仅一个焦点B总有多个焦点 C可没有焦点D可有一个或多个焦点.接收聚焦电路是。A一?#26041;?#19968;路出B多?#26041;?#22810;路出C一?#26041;?#22810;路出D多?#26041;?#19968;路出TGC技术要求可变的。A.焦距   B.通频带   C.孔径   D.增益  三、超声换能器在如图坐标系中扫查且声束始终在y方向扫查方式如表。试根据各种显示方式显示屏各方向及亮度的意义在表中?#23454;?#20301;置填入字母:x、y、z、u、t?#36816;得?#23545;应关系。其中:x、y、z坐标u回波信号强度t时间。???X?Y?Z????????u???????????????A?B?C?M???????????????X?????????XZ?????????????????????????????????????????????四、.如图小球在水中作水平振动超声换能器在水面探查。试画出A式B式和M式显示的图形(假定B式显示时换能器作扇形扫查)。????????????????A???B???M???

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