全数字B超波束合成装置

1.一种全数字B超波束合成装置(4)，该装置(4)被接入在B超的接收放大电路(3)的信号输出端口和信号处理与数字扫描变换电路(6)的信号输入端口之间，用于把B超接收放大电路(3)输出的模拟超声回波信号转换成数字超声回波信号并进行回波信号的合成，最后把合成过的数字超声回波信号送入所述信号处理与数字扫描变换电路(6)；其特征在于：所述全数字B超波束合成装置(4)包括：模数变换器组(41)，含有N个相同的模数变换器1～N，用于把模拟超声回波信号转换成数字信号；采样时钟产生电路(42)，含有N个相同的采样时钟产生分电路1～N，用于产生模数变换器的采样时钟及缓存电路的写时钟；波束合成电路(43)，含有加法电路(431)以及N个相同的缓存电路1～N，用于完成N路数字超声回波信号的叠加；控制电路(44)，用于产生控制信号；所述N的取值范围为4～256；所述N路模数变换器1～N的信号输入端分别接来自接收放大电路(3)的N路超声回波信号1～N，它们的信号输出端口分别接同序号的缓存电路1～N；所述N个采样时钟产生分电路1～N的信号输入端并联后接控制电路(44)的信号输出端，它们的信号输出端分别接入同序号的模数变换器1～N和缓存电路1～N；所述N个缓存电路1～N的一个信号输入端并联后接控制电路(44)的信号输出端，另一个信号输入端分别与同序号的模数变换器1～N的信号输出端相连，N个缓存电路1～N的输出信号按顺序接入加法电路(431)的信号输入端口，加法电路(431)输出合成数字超声信号。
2.根据权利要求1所述的全数字B超波束合成装置(4)，其特征在于：所述N个采样时钟产生分电路1～N都包括多路选择器(421)，含有与门AND1～AND4和或门OR1，用于从时钟1～时钟4中选择一个时钟脉冲；可预置移位寄存器(422)，含有与门AND7和芯片D1，用于产生多路选择器(421)的选择信号；门电路(423)，含有与非门NAND2、非门NOT1和与门AND6，用于控制采样时钟的输出；触发器(424)，用于产生门电路的门控信号；可预置计数器(425)，含有芯片D2，用于产生D触发器的触发信号。
3.根据权利要求1或2所述的全数字B超波束合成装置(4)，其特征在于：所述时钟1～时钟4为时间脉冲信号，它们依次有一时间位相差，选择时钟的改变顺序为：时钟1→时钟2→时钟3→时钟4→又回到时钟1，开始新一轮循环。
4.根据权利要求1所述的全数字B超波束合成装置(4)，其特征在于：所述模数变换器组(41)的N个相同的模数变换器1～N都采用型号为AD9050的模数转换芯片。
5.根据权利要求1所述的全数字B超波束合成装置(4)，其特征在于：所述控制电路(44)采用型号为EPF10K10的现场可编程门阵列芯片。
6.根据权利要求1所述的全数字B超波束合成装置(4)，其特征在于：所述N值取24。

全数字B超波束合成装置\n技术领域\n本发明涉及医疗仪器，尤其涉及一种用于B超的全数字B超波束合成装置。\n本发明的目的可以通过采取以下技术措施来实现，设计制造一种全数字B超波束合成装置，该装置被接入在B超的接收放大电路的信号输出端口和信号处理与数字扫描变换电路的信号输入端口之间，用于把B超接收放大电路输出的模拟超声回波信号转换成数字超声回波信号并进行回波信号的合成，最后把合成过的数字超声回波送入所述信号处理与数字扫描变换电路；所述全数字B超波束合成装置包括：模数变换器组，含有N个相同的模数变换器1～N，用于把模拟超声回波信号转换成数字信号；采样时钟产生电路，含有N个相同的采样时钟产生分电路1～N，用于产生模数变换器的采样时钟及缓存电路的写时钟；波束合成电路，含有加法电路以及N个相同的缓存电路1～N，用于完成N路数字超声回波信号的叠加；控制电路，用于产生控制信号；所述N的取值范围为4～256；所述N路模数变换器1～N的信号输入端分别接来自接收放大电路的N路超声回波信号1～N，它们的信号输出端口分别接同序号的缓存电路1～N；所述N个采样时钟产生分电路1～N的信号输入端并联后接控制电路的信号输出端，它们的信号输出端分别接入同序号的模数变换器1～N和缓存电路1～N；所述N个缓存电路1～N的一个信号输入端并联后接控制电路的信号输出端，另一个信号输入端分别与同序号的模数变换器1～N的信号输出端相连，N个缓存电路1～N的输出信号按顺序接入加法电路的信号输入端口，加法电路输出合成数字超声信号。\n下面结合附图对本发明的最佳实施例作进一步详细说明。\n如图2和图3所示，本发明全数字B超波束合成装置4包括：模数变换器组41，含有N个相同的模数变换器1～N，用于把模拟超声回波信号转换成数字信号；采样时钟产生电路42，含有N个相同的采样时钟产生分电路1～N，用于产生模数变换器的采样时钟及缓存电路的写时钟；波束合成电路43，含有加法电路431以及N个相同的缓存电路1～N，用于完成N路数字超声回波信号的叠加；控制电路44，用于产生控制信号；所述N的取值范围为4～256，在图2的所述模数变换器组41的N个相同的模数变换器1～N都采用型号为AD9050的模数转换芯片；所述控制电路44采用型号为EPF10K10的现场可编程门阵列芯片。\nN路模数变换器1～N的信号输入端分别接来自接收放大电路3的N路超声回波信号1～N，它们的信号输出端口分别接同序号的缓存电路1～N；所述N个采样时钟产生分电路1～N的信号输入端并联后接控制电路44的信号输出端，它们的信号输出端分别接入同序号的模数变换器1～N和缓存电路1～N；所述N个缓存电路1～N的一个信号输入端并联后接控制电路44的信号输出端，另一个信号输入端分别与同序号的模数变换器1～N的信号输出端相连，N个缓存电路1～N的输出信号按顺序接入加法电路431的信号输入端口，加法电路431输出合成数字超声信号。\n图4是所述采样时钟产生电路的电原理图，N个采样时钟产生分电路1～N都包括多路选择器421，含有与门AND1～AND4和或门OR1，用于从时钟1～时钟4中选择一个时钟脉冲；可预置移位寄存器422，含有与门AND7和芯片D1，用于产生多路选择器421的选择信号；门电路423，含有与非门NAND2、非门NOT1和与门AND6，用于控制采样时钟的输出；触发器424，用于产生门电路的门控信号；可预置计数器425，含有芯片D2，用于产生D触发器的触发信号。图4中的F251、F252、F253、F254分别对应时钟1、时钟2、时钟3、时钟4。控制数据信号被送入可预置计数器425与可预置移位寄存器422，由可预置移位寄存器422产生多路选择器421的选择信号，控制多路选择器421从时钟1到时钟4中选择一个时钟信号输出；可预置计数器425开始计数，当计数到设定值时，产生触发信号触发D触发器424，控制门电路423开始产生采样时钟。当有移位控制信号时，可预置移位寄存器422产生移位，改变多路选择器421的选择信号，重新从时钟1到时钟4中选择一个输出做为采样时钟。\n本发明的全数字B超波束合成装置的工作过程如下：来自全数字B超接收放大电路3的N路超声回波信号分别被送入同序号的模数变换器1～N后被变成数字信号，然后把N路数字信号分别存入同序号的缓存电路1～N；再从各个缓存电路1～N中读出送入加法电路431求和，最后得到合成数字超声回波信号。每一路模数变换器1～N的采样时钟及缓存电路1～N的写时钟分别由同序号的采样时钟产生分电路1～N产生，各路之间的写时钟互不相同，各路之间的写时钟由控制电路44对其设置参数产生；但所有N路缓存电路1～N的读时钟的相同的。\n在超声扫描的逆程期间，控制电路44产生控制数据信号送入可预置计数器425与可预置移位寄存器422，由可预置移位寄存器422产生多路选择器421的初始选择信号，控制多路选择器421从时钟1到时钟4中选择一个时钟输出，为可预置计数器425设定一个初值。\n在超声扫描的正程期间，可预置计数器425开始计数，当计数到设定值时，产生触发信号触发D触发器424，控制门电路423开始产生采样时钟，此采样时钟被送往模数变换器组41和缓存电路1～N。同时，来自全数字B超接收放大电路的模拟超声回波信号被送入模数变换器组41；在采样时钟的控制下，由模数变换器组41变成数字信号并存入缓存电路1～N。控制电路44根据接收参数产生移位控制信号，当有移位控制信号时，可预置移位寄存器422产生移位，改变多路选择器421的选择信号，重新从时钟1到时钟4中选择一个输出做为采样时钟；所述时钟1～时钟4为时间脉冲信号(图5)，它们依次有一时间位相差，选择时钟的改变顺序为：时钟1→时钟2→时钟3→时钟4→又回到时钟1，开始新一轮循环，从而产生变频采样时钟。当所有缓存电路1～N均存入超声回波数据后，控制电路44产生缓存电路1～N的读信号；将所有缓存电路1～N中的超声回波数据同步读出，送入加法电路431求和，得到合成数字超声回波信号。\n与现有技术相比，本发明的全数字B超波束合成装置具有如下优点：实现的动态聚焦延时精度是基本时钟的4倍，而系统只在基本时钟频率下运行，使全数字黑白B超得以合理成本实现。