脉冲控制与产生电路

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1、阵元：组成线阵的电器切换的基本单元，几十至几百个。相邻阵元中心距ｄ＜２mm阵元越多→扫查线数越多→图像越好。振元：独立振动的小晶体。几个振元电气连成一个阵元，以减小旁瓣。多阵元组合工作：发射和接收时，用相邻的一组阵元同时工作，工作孔径相对较大。超声波束的聚焦、发射与控制第一节对线阵探头实施多阵元组合工作的原因1多阵元组合工作的意义：1.减小波束扩散角，提高远场分辨力。∵对于圆形换能器，其半扩散角θ0＝sin-1(0.61λ/a)＝sin-1(1.22λ/D)∴D↑→θ0↓对于矩形振元，有相似的结论。22.延长近场区长度。而近场声束不扩散，故分辨力好。∵对于圆形换能器，近场距离r0＝ａ2/λ＝

2、D2/4λ∴　D↑→r0↑对于矩形振元，有相似的结论。当然，D↑使近场变粗，这可用可变孔径技术来克服。33．提高发射功率和接收灵敏度。4．便于实现电子聚焦(以致动态聚焦)，改善分辨力。5．可增加扫查线，改善象质。4对阵元不同顺序的分组，可形成不同的扫查方式。一、组合顺序扫描若4个阵元组合工作，次序为：1～4，2～5，3～6，4～7，……第二节超声波束的扫描5性能指标：①扫查线总数：N＝n-m+1N—扫查线总数n—阵元总数m—每组工作的阵元数②扫线间距：d’＝dd’—扫线间距d—相邻阵元中心距6二、组合间隔扫描1.d/2间隔扫描可得：　N＝2(n-m+1），d’＝d/2扫线总数是组合顺序扫描的2

3、倍，象质提高。782.d/4间隔扫描可得：　N＝4(n-m+1），d’＝d/4扫线总数是组合顺序扫描的4倍，象质进一步提高。9101112三、微角扫描如同电视机的隔行扫描，将一帧图象分为奇、偶两场。⒈特点：①扫线比普通扫描增加一倍。②图象有微小位置误差。∵超声探查，扫查声线不平行，图象显示，扫描光栅平行。但因是“微角”，这种误差很小。13⒉波束控制方法切换并采用相控技术工作时：奇数场声线偏向＋α，偶数场声线偏向－α。同时：施加电子聚焦延时。波束：线扫＋微偏＋聚焦14超声聚焦：使超声束在一定深度内会聚，改善分辨力(穿透力和回波强度）。分类：①声学聚焦，②电子聚焦。一、声学聚焦（几何聚焦，机械聚焦

4、）1.声透镜聚焦利用声传播的折射原理进行聚焦。若：C1——透镜介质声速，C2——被测介质声速，则：①当C1>C2时，凹形声透镜有会聚作用；②当C1

5、组相邻阵元组合工作：①发射时：各阵元的激励信号相位按二次曲线变化，使发射超声经空间叠加后，合成超声波束产生会聚。②接收时：各阵元的接收信号相位按同样形式变化，使接收信号经电路叠加后，接收灵敏区域产生会聚。改变相位二次曲线变化曲率，可改变会聚焦距。二次曲线——常为圆弧线181920⑵电子聚焦原理图解：①无偏向无聚焦发射：各阵元发射信号无相位差。叠加声波最强区域——同相位波面密集区域，不偏向，不会聚。21②无偏向有聚　焦发射：各阵元的激励信号相位按二次曲线变化，叠加超声最强区域——同相位波面密集区域，在焦距内逐渐会聚，在焦距外逐渐扩散。不偏向。22③无偏向有聚　焦接收：各阵元的接收信号经延迟线

6、，相位按二次曲线变化，使焦点处回波达到同相位，叠加电路对之有最大输出。接收灵敏区域产生会聚。不偏向。23⑶发射聚焦和接收聚焦的异同及连接：①相同：信号相位二次曲线变化延迟②不同：发射聚焦：超声空间叠加，合成超声聚焦。接收聚焦：信号电路叠加，灵敏范围聚焦。24⑷聚焦延迟线计算公式：∵i号阵元距焦点的声程(距离)Si：其中：i=1,2,…,ｍ——阵元序号ｍ——线阵工作组的阵元数Li——i号阵元距线阵组中心距F——焦距d——相邻阵元中心距∴i号阵元所接延迟线的延时量τi：其中：c＝1540m/s——声速123456789⒑FL1S1焦点dLiSi25⑸数值例：设：F＝35mm，d＝0.5mm，m＝8

7、，则可求得：S1＝S8＝35.043723mmτ1＝τ8＝0nsS2＝S7＝35.022314mmτ2＝τ7＝13.9nsS3＝S6＝35.008034mmτ3＝τ6＝23.17nsS4＝S5＝35.000893mmτ4＝τ5＝27.81ns26三、延迟线27三、延迟线⑴作用：将信号延迟(输出相对于输入有一定延时)。⑵分类：①模拟延迟线：模拟信号，L+C构成，廉,中低档。②数字延迟线：数字信号，A