CN102894996A - 超声换能器驱动电路和超声图像显示设备 - Google Patents

超声换能器驱动电路和超声图像显示设备 Download PDF

Info

Publication number
CN102894996A
CN102894996A CN2012102924560A CN201210292456A CN102894996A CN 102894996 A CN102894996 A CN 102894996A CN 2012102924560 A CN2012102924560 A CN 2012102924560A CN 201210292456 A CN201210292456 A CN 201210292456A CN 102894996 A CN102894996 A CN 102894996A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
ultrasonic transducer
output lead
ground connection
type ground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102924560A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102894996B (zh
Inventor
雨宫慎一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Publication of CN102894996A publication Critical patent/CN102894996A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102894996B publication Critical patent/CN102894996B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654—Imaging
    • G01N29/0672—Imaging by acoustic tomography
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207—Driving circuits
    • B06B1/0215—Driving circuits for generating pulses, e.g. bursts of oscillations, envelopes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08—Systems for measuring distance only
    • G01S15/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G01S15/102—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves using transmission of pulses having some particular characteristics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/521—Constructional features
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/048—Transmission, i.e. analysed material between transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/102—Number of transducers one emitter, one receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/87—Combinations of sonar systems
    • G01S15/876—Combination of several spaced transmitters or receivers of known location for determining the position of a transponder or a reflector

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明提供一种在正电压供电电路和负电压供电电路中实现得到抑制的功率消耗的超声换能器驱动器电路。超声换能器驱动电路包括正电压供电电路、负电压供电电路、电流流入型接地箝位电路和电流流出型接地箝位电路。在输出线中的电压为正电压+V的状态下生成负脉冲的时刻t3，电流流入型接地箝位电路进入操作状态，并且在输出线中的电压为负电压的状态下生成正脉冲的时刻t6，电流流出型接地箝位电路进入操作状态。

Description

超声换能器驱动电路和超声图像显示设备
技术领域
本发明涉及超声换能器驱动电路和超声图像显示设备。
背景技术
超声换能器驱动电路是用于通过将由正电压脉冲和负电压脉冲构成的脉冲输出至到超声换能器的输出线来驱动超声换能器的电路。作为此类超声换能器驱动电路，例如，专利文献1公开了具有用于将正电压供给至输出线的正电压供电电路以及用于将负电压供给至输出线的负电压供电电路的电路。在超声换能器驱动电路中，当在输出线中的电压为正电压的状态下生成负电压脉冲时，对负电压供电电路进行操作，以及在输出线中的电压为负电压的状态下生成正电压脉冲时，对正电压供电电路进行操作。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]：日本未审查专利申请公开号：No.2009-101072
发明内容
当在输出线中的电压是正电压的状态下生成负电压脉冲时对负电压供电电路进行操作的时候，电流在负电压供电电路中流动预定的时间，并消耗功率。当在输出线中的电压是负电压的状态下生成正电压脉冲时对正电压供电电路进行操作的时候，电流在正电压供电电路中流动预定的时间，并消耗功率。因此，在正电压供电电路和负电压供电电路中功率消耗的抑制是一问题。
实现解决问题的本发明涉及用于通过将由正脉冲和负脉冲构成的脉冲输出至到超声换能器的输出线来驱动超声换能器的超声换能器驱动电路，包括：正电压供电电路，用于将正电压供给至输出线；负电压供电电路，用于将负电压供给至输出线；电流流入型接地箝位电路(current-inflow-type ground clampcircuit)，当输出线中的电压为正电压时进行操作并将输出线中的电压改变到接地电压；以及电流流出型(current-outflow-type)接地箝位电路，当输出线中的电压为负电压时进行操作并将输出线中的电压改变到接地电压。当在输出线中的电压为正电压的状态下生成负脉冲时，电流流入型接地箝位电路进入操作状态，以及当在输出线中的电压为负电压的状态下生成正脉冲时，电流流出型接地箝位电路进入操作状态。
根据上述方面的本发明，在输出线中的电压为正电压的状态下生成负脉冲时，电流流入型接地箝位电路代替负电压供电电路来进行操作。在输出线中的电压为负电压的状态下生成正脉冲时，电流流出型接地箝位电路代替正电压供电电路来进行操作。因此，正电压供电电路和负电压供电电路中的功率消耗就能被抑制。
附图说明
图1是示出根据本发明的超声图像显示设备的实施例的例子的框图；
图2是示出图1中所示的超声图像显示设备中的发送/接收单元的框图；
图3是示出图1中所示的超声图像显示设备中的超声换能器驱动电路的电路图；
图4是用于解释图3中所示的超声换能器驱动电路的操作的示意图；
图5是用于解释从时刻t1到时刻t2的输出电流和功率消耗的示意图；
图6是用于解释从时刻t3到时刻t4的输出电流和功率消耗的示意图；
图7是用于解释从时刻t4到时刻t5的输出电流和功率消耗的示意图；
图8是用于解释从时刻t6到时刻t7的输出电流和功率消耗的示意图；
图9是用于解释从时刻t7到时刻t8的输出电流和功率消耗的示意图；
图10是用于解释传统的超声换能器驱动电路的操作的示意图；
图11是周于解释传统的超声换能器驱动电路中从时刻t3到时刻t4的输出电流和功率消耗的示意图；
图12是用于解释传统的超声换能器驱动电路中从时刻t6到时刻t7的输出电流和功率消耗的示意图；
图13是用于解释第一实施例的第一变型中的超声换能器驱动电路的操作的示意图；
图14是示出第一实施例的第二变型中的超声换能器驱动电路的电路图。
图15是示出图14中所示的反馈单元的结构的示意图；
图16是用于解释第一实施例的第二变型中的超声换能器驱动电路的操作的示意图；
图17是用于解释第二实施例中的超声换能器驱动电路的操作的示意图；
图18是用于解释第二实施例的超声换能器驱动电路中从时刻t3到时刻t4的电流的流动的示意图；
图19是用于解释第二实施例的超声换能器驱动电路中从时刻t6到时刻t7的电流的流动的示意图。
附图标记说明
1、1＇超声换能器驱动电路；2正电压供电电路；3负电压供电电路；4电流流入型接地箝位电路；5电流流出型接地箝位电路；6第一驱动器电路；7第二驱动器电路；8第三驱动器电路；9第四驱动器电路；O输出线；Trl第一晶体管；Tr2第二晶体管；Tr3第三晶体管；Tr4第四晶体管。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本发明的实施例。
第一实施例
首先，将参考附图1至9对第一实施例进行描述。如图1中所示，超声图像显示设备100具有超声探头101、发送/接收单元102、回波数据处理单元103、显示控制单元104、显示单元105、操作单元106以及控制单元107。
超声探头101配备有多个发送/接收超声波的超声换能器101a。
如图2中所示，发送/接收单元102具有发送单元1021和接收单元1022。发送单元1021基于来自控制单元107的控制信号来供给用于在预定扫描条件下将超声波发送至超声探头101的电信号。发送单元1021具有供给用于通过驱动超声换能器101a来发送超声波的电信号的超声换能器驱动电路1(图2中未示出，参考图3)。之后将描述超声换能器驱动电路1。
接收单元1022执行信号处理，诸如对通过超声探头101接收的回波信号的A/D转换和相位调整及加法处理，以及将所获得的回波数据输出到回波数据处理单元103。
回波数据处理单元103执行用于凭借由发送/接收单元102供给的回波数据来生成超声图像的过程。例如，回波数据处理单元103执行诸如对数压缩过程和包络检测过程的B模式过程、诸如正交检测过程和滤波过程的多普勒过程、以及诸如此类。
显示控制单元104通过扫描转换器来扫描转换通过回波数据处理单元103获得的数据，从而生成超声图像数据。显示控制单元104基于超声图像数据在显示单元105上显示超声图像。
显示单元105是LCD(液晶显示器)、CRT(阴极射线管)或诸如此类。操作单元106包括用于由操作员输入指令和信息的键盘和指点装置(未示出)。
控制单元107具有CPU(中央处理单元)。控制单元107读取存储在未示出的存储装置中的控制程序，并运行超声图像显示设备100中的单元中的功能。
随后，将参考图3对超声换能器驱动电路1进行描述。为每个超声换能器101a提供超声换能器驱动电路1(图3中仅示出一个)。超声换能器驱动器电路1输出用于驱动超声换能器101a的电信号至连接到超声换能器101a的输出线O。在该实施例中，电信号解释为由正电压脉冲和负电压脉冲构成的电压脉冲。
超声换能器驱动电路1具有正电压供电电路2、负电压供电电路3、电流流入型接地箝位电路4和电流流出型接地箝位电路5。正电压供电电路2、负电压供电电路3、电流流入型接地箝位电路4和电流流出型接地箝位电路5连接到输出线O。
超声换能器101a等价于其中电容和电阻并联连接的电路。
正电压供电电路2是用于基于正电源电压+HV来将正电压供给至输出线O的电路，并具有第一晶体管Trl和设置在第一晶体管Trl与输出线O之间的第一二极管D1。第一二极管D1设置为电流从第一晶体管Trl传递到输出线O的方向。
第一晶体管Trl是p沟道型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。在第一晶体管Trl中，用于供给正电压+HV的电源连接到的源极侧，及第一二极管D1和输出线O连接到漏极侧。输出驱动信号来导通(ON)/截至(OFF)第一晶体管Trl的第一驱动器电路6连接到第一晶体管Trl的棚极。当第一晶体管Trl处于导通状态时，正电压供电电路2进入操作状态，并将正电压供给至输出线O。
正电压供电电路2是本发明中正电压供电电路的实施例的例子。第一晶体管Trl是本发明中第一晶体管的实施例的例子。另外，第一驱动器电路6是本发明中第一驱动器电路的实施例的例子。
负电压供电电路3是用于基于负电压-HV来将负电压供给至输出线O的电路，并具有第二晶体管Tr2和设置在第二晶体管Tr2与输出线O之间的第二二极管D2。第二二极管D2设置为电流从输出线O传递到第二晶体管Tr2的方向。
第二晶体管Tr2是n沟道型MOSFET。在第二晶体管Tr2中，用于供给负电压-HV的电源连接到源极侧，以及第二二极管D2和输出线O连接到漏极侧。输出驱动信号来导通/截至第二晶体管tr2的第二驱动器电路7连接到第二晶体管Tr2的栅极。当第二晶体管Tr2处于导通状态时，负电压供电电路3进入操作状态，并将负电压供给至输出线O。
负电压供电电路3是本发明中负电压供电电路的实施例的例子。第二晶体管Tr2是本发明中的第二晶体管的实施例的例子。另外，第二驱动器电路7是本发明中第二驱动器电路的实施例的例子。
电流流入型接地箝位电路4具有第三晶体管Tr3和设置在第三晶体管Tr3与输出线O之间的第三二极管D3。第三二极管D3设置为电流从输出线O传递到第三晶体管Tr3的方向。电流流入型接地箝位电路4是当第三晶体管Tr3处于导通状态时进入操作状态且电流从输出线O流入到其中的电路，并且是用于将输出线O中的正电压改变到接地电压的电路。
第三晶体管Tr3是n沟道型MOSFET。在第三晶体管Tr3中，第三二极管D3和输出线O连接到漏极侧，且源极连接到地。输出驱动信号来导通/截至第三晶体管tr3的第三驱动器电路8连接到第三晶体管Tr3的栅极。
电流流入型接地箝位电路4是本发明中电流流入型接地箝位电路的实施例的例子。第三晶体管Tr3是本发明中的第三晶体管的实施例的例子。另外，第三驱动器电路8是本发明中的第三驱动器电路的实施例的例子。
电流流出型接地箝位电路5具有第四晶体管Tr4和设置在第四晶体管Tr4与输出线O之间的第四二极管D4。第四二极管D4设置为电流从第四晶体管Tr4传递到输出线O的方向。电流流出型接地箝位电路5是当第四晶体管Tr4处于导通状态时进入工作状态且电流流出到输出线O的电路，并且是用于将输出线O中的负电压改变到接地电压的电路。
第四晶体管Tr4是p沟道型MOSFET。在第四晶体管Tr4中，第四二极管D4和输出线O连接到的漏极侧，且源极连接到地。输出驱动信号来导通/截至第四晶体管Tr4的第四驱动器电路9连接到第四晶体管Tr4的栅极。
电流流出型接地箝位电路5是本发明中的电流流出型接地箝位电路的实施例的例子。第四晶体管Tr4是本发明中的第四晶体管的实施例的例子。另外，第四驱动器电路9是本发明中的驱动器电路的实施例的例子。
现将参考图4来描述超声换能器驱动电路1的操作。首先，在时刻t1，第一晶体管Trl从截至状态改变到导通状态，且第三晶体管Tr3从导通状态改变到截至状态。此时，第二晶体管Tr2保持处于截至状态，且第四晶体管Tr4保持处于导通状态。
当第一晶体管Trl改变到导通状态时，输出线O中的输出电压Vo从接地电压Vg上升。在从时刻t1起经过预定的时间之后的时刻t2，输出电压Vo上升至正电压+V，并且，随后稳定在正电压+V。
随后，在从时刻t2起经过预定的时间之后的时刻t3，第一晶体管Trl从导通状态改变到截至状态，且第三晶体管Tr3从截至状态改变到导通状态。在时刻t3，第四晶体管Tr4从导通状态改变到截至状态。
当第三晶体管Tr3在时刻t3改变到导通状态时，输出电压Vo从正电压+V开始下降。在作为输出电压Vo改变到接地电压Vg的定时的时刻t4，第二晶体管Tr2从截至状态改变到导通状态。因此，输出电压Vo变成负的，且在时刻t5变成负电压-V。
作为第二晶体管Tr2从截至状态改变到导通状态的定时的时刻t4是自第三晶体管Tr3从截至状态改变到导通状态起经过预定的延迟时间dt之后的时刻。作为延迟时间dt，对所需要用于输出线中的电压变为接地电压Vg的时间进行预设。
时刻t3对应于在输出线O中的电压为正电压的状态下生成负脉冲的时刻。
输出电压Vo在时刻t5变为负电压-V并被稳定。在自时刻t5起经过预定的时间之后的时刻t6，第二晶体管Tr2从导通状态改变到截至状态，且第四晶体管Tr4从截至状态改变到导通状态。在时刻t6，第三晶体管Tr3从导通状态改变到截至状态。
通过在时刻t6第四晶体管Tr4改变到导通状态，输出电压Vo从负电压-V开始上升。在作为输出电压Vo变为接地电压Vg的定时的时刻t7，第一晶体管Trl从截至状态改变到导通状态。结果，输出电压Vo变为正的且在时刻t8再次变为正电压+V。
作为第一晶体管Trl从截至状态改变到导通状态的定时的时刻t7是自第四晶体管Tr4从截至状态改变到导通状态起经过预定的延迟时间dt之后的时刻。作为延迟时间dt，对所需要用于输出线O中的电压变为接地电压Vg的时间进行预设。
时刻t6对应于在输出线O中的电压为负电压的状态下生成正脉冲的时刻。
在从时刻t8起经过预定的时间之后的时刻t9，第一晶体管Trl再次从导通状态改变到截至状态，且第三晶体管Tr3从截至状态改变到导通状态。在时刻t9，第四晶体管Tr4从导通状态改变到截至状态。
超声换能器驱动电路1重复上述操作，因此将由正脉冲和负脉冲构成的脉冲输出到输出线O，以便超声换能器101a驱动。该脉冲是电压脉冲，正脉冲是正电压脉冲，且负脉冲是负电压脉冲。
将参考图5到9描述功率W和输出线O中的输出电流Io的消耗。假设输出电流Io是流入超声换能器101a侧上的一部分的大于输出线O中的电流流出型接地箝位电路5连接在其中的一部分和电流流入型接地箝位电路4连接在其中的一部分的电流。
在图5到9中，简化第一晶体管Trl到第四晶体管Tr4并示为开关。
在从时刻t1到时刻t2的一段时间中，如图5中所示，电流i1流入正电压供电电路2，且电流+I作为输出电流Io流动。此时，在正电压供电电路2中消耗功率W(参考图4)
在从时刻t3到时刻t4的一段时间中，如图6中所示，电流i3流入电流流入型接地箝位电路4，且电流-I作为输出电流Io流动。此时，因为第二晶体管Tr2处于截至状态，所以没有电流在负电压供电电路3中流动，且在负电压供电电路3中没有功率消耗。
在从时刻t4到时刻t5的一段时间中，如图7中所示，电流i2流入负电压供电电路3，且电流-I作为输出电流Io流动。此时，在负电压供电电路3中消耗功率W。
在从时刻t6到时刻t7的一段时间中，如图8中所示，电流i4流入电流流出型接地箝位电路5，且电流+I作为输出电流Io流动。此时，因为第一晶体管Trl处于截至状态，所以没有电流在正电压供电电路2中流动，且在正电压供电电路2中没有功率消耗。
在从时刻t7到时刻t8的一段时间中，如图9中所示，电流i1流入正电压供电电路2，且电流+I作为输出电流Io流动。此时，在正电压供电电路2中消耗功率W。
在从时刻t2到时刻t3的一段时间和从时刻t5到时刻t6的一段时间中，电流流入超声换能器101a中的电阻组件中，电流仅流入正电压供电电路2和负电压供电电路3该电流量，且消耗功率。
为了解释通过本实施例的超声换能器驱动电路1比传统技术抑制更多的功率消耗的事实，传统的超声换能器驱动电路的操作将参考图10进行描述。传统的超声换能器驱动电路具有和图3相同的结构。
将仅描述和实施例的超声换能器驱动电路1的操作不相同的要点。首先，在时刻t1，操作与实施例的超声换能器驱动电路1的类似，除了晶体管Tr4从导通状态改变到截至状态。晶体管Tr3和Tr4自时刻t1继续处于截至状态，并在作为将输出电压Vo改变到接地电压Vg的定时的时刻t10，改变到导通状态。
在时刻t3，第一晶体管Trl从导通状态改变到截至状态，且第二晶体管Tr2从截至状态改变到导通状态。在时刻t6，第二晶体管Tr2从导通状态改变到截至状态，且第一晶体管Trl从截至状态改变到导通状态。
在图10中，交替的长和两短划线指示实施例的超声换能器驱动电路1中的操作。
参考图11和12，具体地，与本发明的实施例相比较，将描述执行此类操作的传统的超声换能器驱动电路1＇中的输出线O＇中的功率W的消耗和输出电流Io。在从时刻t3到时刻t4的一段时间中，如图11中所示，电流i2流入负电压供电电路3，且电流-I作为输出电流Io流动。此时，在负电压供电电路3中消耗功率W。
在从时刻t6到时刻t7的一段时间中，如图12中所示，电流i1流入正电压供电电路2，且电流+I作为输出电流Io流动。此时，在正电压供电电路2中消耗功率W。
另一方面，在本实施例的超声换能器驱动电路1中，在作为输出线O中的电压为正电压的状态下生成负脉冲的时刻的时刻t3，第三晶体管Tr3进入导通状态。在从时刻t3到时刻t4的延迟时间dt中，电流流入型接地箝位电路4代替负电压供电电路3进入操作状态。在输出线O中的电压为负电压的状态下生成正脉冲的时刻t6，第四晶体管Tr4进入导通状态。在从时刻t6到时刻t7的延迟时间dt中，电流流出型接地箝位电路5代替正电压供电电路2进入操作状态。因此，在本实施例的超声换能器驱动电路1中，在从时刻t3到时刻t4的一段时间段和从时刻t6到时刻t7的一段时间段中，正电压供电电路2和负电压供电电路3中都没有消耗功率(图10中交替的长和短划线)，因此仅能够以多于传统技术的量来抑制正电压供电电路2和负电压供电电路3中的功率消耗。
随后，将描述第一实施例的变型。首先，将参考图13来描述第一变型。第三晶体管Tr3不必处于导通状态到时刻t6，但可处于导通状态直到至少时刻t4，也就是，直到输出线O中的正电压变为接地电压Vg。第四晶体管Tr4不必处于导通状态直到时刻t9，但可处于导通状态直到至少时刻t7，也就是，直到输出线O中的负电压变为接地电压Vg。
第四晶体管Tr4可在时刻t1从导通状态改变到截至状态。
现将描述第二变型。在第二变型中，不预设延迟时间dt而是基于输出电压Vo来确定。具体地，如图14中所示，第二变型的超声换能器驱动电路1＇具有反馈单元10。反馈单元10的输入侧连接到输出线O。反馈单元10的输出侧连接到第一驱动器电路6和第二驱动器电路7。
反馈单元10由图15中所示的窗口比较器Wi构成。输出线O的输出电压Vo供给至窗口比较器Wi。窗口比较器Wi将输出电压Vo与正阈值电压+Vth和负阈值电压-Vth进行比较，并将信号输出到第一驱动器电路6和第二驱动器电路7。
高于等于负阈值电压-Vth且低于等于正阈值电压+Vth的范围包括接地电压Vg，并且是本发明中的预定的范围中的电压的实施例的例子。
将参考图16来描述第二变型的操作。将描述关于第一晶体管Trl和第二晶体管Tr2的操作与前述实施例不同的要点。第三晶体管Tr3和第四晶体管Tr4的操作和前述实施例的那些相同，因此将不进行重复描述。
在时刻t3，输出电压Vo从正电压+V开始减小。当输出电压Vo在时刻t4＇变为正阈值电压+Vth时，反馈单元10将使得第二晶体管Tr2进入导通状态的信号输出到第二驱动器电路7。通过该信号，第二晶体管Tr2导通。如上所述，输出电压Vo从正电压+V变为接近接地电压Vg，第二晶体管Tr2从截至状态改变到导通状态，因此，输出电压Vo变为负电压。
当输出电压Vo在时刻t6从负电压-V开始上升且在时刻t7＇变为负阈值电压-Vth时，反馈单元10将使得第一晶体管Trl进入导通状态的信号输出到第一驱动器电路6。通过该信号，第一晶体管Trl导通。如上所描述，输出电压Vo从负电压-V变为接近接地电压Vg，第一晶体管Trl从截至状态改变到导通状态，因此，输出电压Vo变为正电压。
还在第二变型中，作为延迟时间dt，从时刻t3到时刻t4＇的时间或者从时刻t6到时刻t7＇的时间是确定的，且能比传统技术抑制更多的功率消耗。
第二实施例
随后，将描述第二实施例。第二实施例的超声换能器驱动电路1具有和图4相同的结构，且刻将描述和第一实施例不同的操作。
在本实施例的超声换能器驱动电路1中，如图17中所示，第二晶体管Tr2在时刻t3从截至状态改变到导通状态。在时刻t6，第一晶体管Trl从截至状态改变到导通状态。也就是，在本实施例中，没有延迟时间dt。
在本实施例的超声换能器驱动电路1中，和第一实施例不同，当第三晶体管Tr3从截至状态改变到导通状态时，第二晶体管Tr2从截至状态改变到导通状态。当第四晶体管Tr4从截至状态改变到导通状态时，第一晶体管Trl从截至状态改变到导通状态。在本实施例的此类超声换能器驱动电路1中，也比传统技术能抑制更多的功率消耗。现将参考图18和19来描述功率W的消耗。
当第二晶体管Tr2和第三晶体管Tr3在时刻t3进入导通状态时，如图18中所示，电流i2＇流入负电压供电电路3，电流i3＇流入电流流入型接地箝位电路4，及电流-I作为输出电流Io流动。
在传统的超声换能器驱动电路1＇中，在从时刻t3到时刻t4的一段时间中，如图11中所示，虽然电流i2流入负电压供电电路3中，但是没有电流流入电流流入型接地箝位电路4。在另一方面，在本发明的本实施例的超声换能器驱动电路1中，电流i3＇也流入电流流入型接地箝位电路4，且输出电流Io被分流。因此，电流i2＇变得小于电流i2(i2＇＜i2)。
当第一晶体管Trl和第四晶体管Tr4在时刻t6进入导通状态时，如图19中所示，电流il＇流入正电压供电电路2，电流i4＇流入电流流出型接地箝位电路5，且电流+I作为输出电流Io流动。
在传统的超声换能器驱动电路1＇中，在从时刻t6到时刻t7的一段时间中，如图12中所示，虽然电流i1流入正电压供电电路2中，但是没有电流流入电流流出型接地箝位电路5。在另一方面，在本发明的本实施例的超声换能器驱动电路1中，输出电流Io的大小和传统的超声换能器驱动电路1＇中的相同。因此，电流i1＇变得小于电流i1(i1＇＜i1)仅流入电流流出型接地箝位电路5中的电流i4＇的量。
如上所描述，在本发明的本实施例的超声换能器驱动电路1中，在从时刻t3到时刻t4的一段时间和从时刻t6到时刻t7的一段时间期间，与传统技术中的相比较，能减少流入正电压供电电路2和负电压供电电路3中的电流。因此，正电压供电电路2和负电压供电电路3中的功率消耗能比传统技术中抑制更多。
虽然通过前述实施例已描述了本发明，但是显而易见地，能对本发明进行各种地改变而不改变发明主旨。例如，每个超声换能器驱动电路1和1＇可设置在超声探头101中。

Claims (20)

1.一种超声换能器驱动电路，用于通过将包括正脉冲和负脉冲的脉冲输出至到超声换能器的输出线来驱动所述超声换能器，包括：
正电压供电电路，用于将正电压供给至所述输出线；
负电压供电电路，用于将负电压供给至所述输出线；
电流流入型接地箝位电路，其当所述输出线中的电压为正电压时操作，并将所述输出线中的所述电压改变到接地电压；以及
电流流出型接地箝位电路，其当所述输出线中的电压为负电压时操作，并将所述输出线中的所述电压改变到接地电压；
其中，在所述输出线中的所述电压为正电压的状态下生成负脉冲时，所述电流流入型接地箝位电路进入操作状态，以及
在所述输出线中的所述电压为负电压的状态下生成正脉冲时，所述电流流出型接地箝位电路进入操作状态。
2.根据权利要求1所述的超声换能器驱动电路，其中所述电流流入型接地箝位电路操作至少直到所述输出线中的所述正电压变为接地电压，以及所述电流流出型接地箝位电路操作至少直到所述输出线中的所述负电压变为接地电压。
3.根据权利要求1或2所述的超声换能器驱动电路，其中所述正电压供电电路具有从所述电流流出型接地箝位电路的操作开始点起的预定延迟时间而开始操作，以及所述负电压供电电路具有从所述电流入型接地箝位电路的操作开始点的预定延迟时间而开始操作。
4.根据权利要求3所述的超声换能器驱动电路，其中所述延迟时间是预设的时间。
5.根据权利要求4所述的超声换能器驱动电路，其中所述延迟时间是自所述电流流出型接地箝位电路的操作开始点或者所述电流流入型接地箝位电路的操作开始点直到所述输出线中的所述电压变为接地电压的时间。
6.根据权利要求3所述的超声换能器驱动电路，其中所述延迟时间基于所述输出线中的所述电压来确定。
7.根据权利要求6所述的超声换能器驱动电路，其中所述延迟时间是自所述电流流出型接地箝位电路的操作开始点或所述电流流入型接地箝位电路的操作开始点直到所述输出线中的所述电压变为被设置以便包括接地电压的预定范围内的电压的时间。
8.根据权利要求1或2所述的超声换能器驱动电路，其中所述正电压供电电路在与所述电流流出型接地箝位电路的所述操作开始的同时开始操作，以及所述负电压供电电路在与所述电流流入型接地箝位电路的所述操作开始的同时开始操作。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的超声换能器驱动电路，其中所述正电压供电电路包括开始/停止向所述输出线供给所述正电压的第一晶体管。
10.根据权利要求9所述的超声换能器驱动电路，其中所述电流流入型接地箝位电路的所述操作开始定时是所述第一晶体管从导通状态改变到截至状态的定时。
11.根据权利要求9或10所述的超声换能器驱动电路，还包括用于驱动所述第一晶体管的第一驱动器电路。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的超声换能器驱动电路，其中所述负电压供电电路包括开始/停止向所述输出线供给所述负电压的第二晶体管。
13.根据权利要求12所述的超声换能器驱动电路，其中所述电流流出型接地箝位电路的所述操作开始定时是所述第二晶体管从导通状态改变到截至状态的定时。
14.根据权利要求12或13所述的超声换能器驱动电路，还包括用于驱动所述第二晶体管的第二驱动器电路。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的超声换能器驱动电路，其中所述电流流入型接地箝位电路包括连接在所述输出线和所述地之间的第三晶体管，以及当所述第三晶体管处于导通状态时，电流从所述输出线流入。
16.根据权利要求15所述的超声换能器驱动电路，还包括用于驱动所述第三晶体管的第三驱动器电路。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的超声换能器驱动电路，其中所述电流流出型接地箝位电路包括连接在所述输出线和所述地之间的第四晶体管，以及当所述第四晶体管处于导通状态时，电流传递到所述输出线。
18.根据权利要求17所述的超声换能器驱动电路，还包括用于驱动所述第四晶体管的第四驱动器电路。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的超声换能器驱动电路，其中所述脉冲是电压脉冲。
20.一种超声图像显示设备，具有根据权利要求1-19中任一项所述的超声换能器驱动电路。
CN201210292456.0A 2011-05-16 2012-05-16 超声换能器驱动电路和超声图像显示设备 Expired - Fee Related CN102894996B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011109442A JP5717533B2 (ja) 2011-05-16 2011-05-16 超音波振動子駆動回路及び超音波画像表示装置
JP2011-109442 2011-05-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102894996A true CN102894996A (zh) 2013-01-30
CN102894996B CN102894996B (zh) 2016-08-03

Family

ID=46604492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210292456.0A Expired - Fee Related CN102894996B (zh) 2011-05-16 2012-05-16 超声换能器驱动电路和超声图像显示设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9182377B2 (zh)
JP (1) JP5717533B2 (zh)
KR (1) KR101922257B1 (zh)
CN (1) CN102894996B (zh)
DE (1) DE102012104241A1 (zh)
NL (1) NL2008826C2 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5635540B2 (ja) * 2011-10-26 2014-12-03 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 受信回路、超音波プローブ及び超音波画像表示装置
JP6038735B2 (ja) * 2013-06-21 2016-12-07 東芝メディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置及び超音波プローブ
US10799213B2 (en) 2013-12-19 2020-10-13 Hitachi, Ltd. Ultrasound probe, element circuit thereof, and ultrasound diagnostic device using same
CN106257235B (zh) * 2016-08-31 2019-08-30 中国特种设备检测研究院 脉冲式电磁超声大功率激励源

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010022760A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波撮像装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6836159B2 (en) 2003-03-06 2004-12-28 General Electric Company Integrated high-voltage switching circuit for ultrasound transducer array
JP4643214B2 (ja) 2004-10-01 2011-03-02 株式会社東芝 超音波プローブ及び超音波診断装置
JP4886443B2 (ja) 2006-09-14 2012-02-29 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波振動子駆動回路および超音波診断装置
JP4886447B2 (ja) * 2006-09-15 2012-02-29 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波振動子駆動回路および超音波診断装置
JP2009101072A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波振動子駆動回路及び超音波診断装置
US8193683B2 (en) 2008-10-30 2012-06-05 Texas Instuments Incorporated Low power continuous wave ultrasound transmitter
US7705517B1 (en) 2008-10-30 2010-04-27 Texas Instruments Incorporated Ultrasound transmitter
US8715192B2 (en) 2008-10-30 2014-05-06 Texas Instruments Incorporated High voltage ultrasound transmitter with symmetrical high and low side drivers comprising stacked transistors
JP2011004998A (ja) 2009-06-26 2011-01-13 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波振動子駆動回路及び超音波診断装置
GB2486698B (en) * 2010-12-23 2014-01-15 Wolfson Microelectronics Plc Charge pump circuit
US8542056B2 (en) * 2010-12-27 2013-09-24 Stmicroelectronics S.Rl. High voltage transmission switch, namely for ultrasound applications

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010022760A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
NL2008826A (en) 2012-11-19
JP2012239496A (ja) 2012-12-10
US20120294113A1 (en) 2012-11-22
DE102012104241A1 (de) 2012-11-22
CN102894996B (zh) 2016-08-03
US9182377B2 (en) 2015-11-10
KR101922257B1 (ko) 2018-11-26
KR20120128111A (ko) 2012-11-26
JP5717533B2 (ja) 2015-05-13
NL2008826C2 (en) 2013-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9472747B2 (en) Ultrasonic transducer driving circuit and ultrasonic image display apparatus
US9800245B2 (en) Bipolar gate driver
US20020154524A1 (en) Charge pump rash current limiting circuit
CN101847930B (zh) 转换器、开关电源和图像形成装置
US20100041997A1 (en) Ultrasonic imaging apparatus
US20080284500A1 (en) Load-drive controller
CN102894996A (zh) 超声换能器驱动电路和超声图像显示设备
CN102688069B (zh) 超声图像显示装置电源电路和超声图像显示装置
US7764524B2 (en) Inverter for driving a load including a capacitive element in an input stage
US20060192437A1 (en) High frequency control of a semiconductor switch
WO2023035271A1 (zh) 驱动电路以及电子设备
JP4749448B2 (ja) 超音波撮像装置
US8379012B2 (en) Selector switch for direct connection of switched regulator to voltage inputs
US5138187A (en) Amplitude variable pulse generating circuit
US20060109697A1 (en) Synchronous rectification mode dc-to-dc converter power supply device
CN216162694U (zh) 驱动电路以及电子设备
KR100958181B1 (ko) 직류전원 컨버터의 보조전원제어장치
CN113659972A (zh) 驱动电路以及电子设备
CN103138571A (zh) 电源电路及包括该电源电路的便携式超声检测装置
CN112346063A (zh) 超声设备、超声设备的控制方法及存储介质
CN114928232A (zh) 产生正负电压的驱动器
JP2018152781A (ja) サージ抑制回路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160803