CN108051501A - 前端接收装置及超声系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种前端接收装置及超声系统，其包括发射链路，输出高压信号；换能器，与发射链路信号连接，换能器接收高压信号并将高压信号转换成超声波并发射超声波，换能器接收超声信号并将超声信号转换成电信号；接收链路，与换能器信号连接，接收换能器的电信号，将电信号放大、调制后转换成数字信号并输出，接收链路内设置有可被配置中心频率和通带带宽以过滤电信号的频率选通部件。该前端接收装置及超声系统既可以抑制干扰信号，又可以精准选择所需要处理的超声信号，从而可以对超声信号进行精细化处理，有助于提高超声成像质量和增强超声系统的抗干扰能力。

Description

前端接收装置及超声系统
技术领域
本发明涉及一种前端接收装置及超声系统，属于超声成像领域。
背景技术
请参见图1，目前的超声前端接收装置一般由换能器30，发射链路和接收链路组成。发射链路由发射控制中心10、高压放大器20和换能器30组成，其产生高压信号经过电缆后到达换能器30，换能器30再把电信号转换成超声波以发射；接收链路由换能器30、收发开关40和模拟接收前端50组成，换能器30把接收到的超声信号转换成电信号，经过电缆和收发开关40后进入模拟接收前端50装置，模拟接收前端50装置把电信号放大、调理后转换成数字信号给后端系统处理成像。
目前的超声前端接收装置由于换能器30、电缆和收发开关40均是宽频部件，对接收到的超声信号基本为无损耗通过，不管超声信号的频率是否为超声系统所需要处理信号的频率。虽然模拟接收前端50装置对接收信号有一定的频率选择性，但其选择性比较弱，对所需频率外的信号不能有效抑制，而且连接换能器30的电缆一般都比较长，所以，导致换能器30接收到超声信号容易受外部电磁环境的干扰，影响超声成像的质量，从而导致诊断时出现误判，严重时将造成超声系统无法工作。
在超声应用中，一般根据图像扫查环境选择相适应的换能器30，选定的换能器30在工作频率范围内性能达到最佳，所以，超声系统会选择换能器30工作频率范围内的某一个特定频率作为当前的工作频率，而该频率即为中心频率，当确定中心频率后即可确定超声成像所需要处理信号的带宽。根据上述理论，为了解决前述的技术问题，目前常规的方案为：在模拟接收前端50设置初步的带通滤波器，但，由于一个换能器30只能选择一个很宽的带通滤波器，其无法根据当前系统工作频率选择一个更窄带宽的滤波器，而且该带通滤波器对带外信号的抑制能力很弱，不能有效地抑制带外强信号，所以，该种超声系统对超声信号的频率选择性弱，容易受到外部电磁环境的干扰，当外部强信号进入超声系统后，容易造成模拟接收前端50饱和，使接收信号失真，影响了超声成像的质量，造成误诊误判等现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种前端接收装置，其可以对超声信号进行精细化处理，有助于提高超声成像质量和增强超声系统的抗干扰能力。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种前端接收装置，包括
发射链路，输出高压信号；
换能器，与所述发射链路信号连接，所述换能器接收所述高压信号并将所述高压信号转换成超声波并发射所述超声波，所述换能器接收超声信号并将所述超声信号转换成电信号；
接收链路，与所述换能器信号连接，接收所述换能器的电信号，将所述电信号放大、调理后转换成数字信号并输出，所述接收链路内设置有可被配置中心频率和通带带宽以过滤电信号的频率选通部件。
进一步地，所述频率选通部件包括两个并联设置的选择通路和设置在其中一个选择通路上的滤波装置。
进一步地，两个选择通路之间的两端分别通过两个双向开关连接。
进一步地，所述双向开关为单刀双掷开关。
进一步地，所述滤波装置为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器中的一个或者多个的组合。
进一步地，所述接收链路还包括收发开关和模拟接收前端，所述收发开关、频率选通部件和模拟接收前端依次串接，所述收发开关与所述换能器信号连接。
进一步地，所述发射链路包括串接的放大器和发射控制中心，所述放大器与换能器信号连接。
进一步地，所述放大器为高压发生放大器。
本发明还提供了一种超声系统，包括上述前端接收装置。
本发明的有益效果在于：本发明的前端接收装置及超声系统通过在接收链路内设置可被配置中心频率和通带带宽以过滤电信号的频率选通部件，从而达到一致无用信号的目的，通过配置频率选通部件的中心频率、通带带宽，使进入到模拟接收前端的信号均为有用信号，如此既可以抑制干扰信号，又可以精准选择所需要处理的超声信号，从而可以对超声信号进行精细化处理，有助于提高超声成像质量和增强超声系统的抗干扰能力。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为现有技术中的前端接收装置的结构框图；
图2为本发明一实施例所示的前端接收装置的结构框图；
图3为图2中所示的频率选通部件的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明一实施例所示的超声系统包括前端接收装置，请参见图2，所述前端接收装置包括：
发射链路60，输出高压信号；
换能器70，与所述发射链路60信号连接，所述换能器70接收所述高压信号并将所述高压信号转换成超声波并发射所述超声波，所述换能器70接收超声信号并将所述超声信号转换成电信号；
接收链路80，与所述换能器70信号连接，接收所述换能器70的电信号，将所述电信号放大、调理后转换成数字信号并输出。
所述发射链路60包括串接的放大器和发射控制中心1，所述放大器与换能器70信号连接，所述换能器70与放大器通过线缆(未标号)连接以实现信号传输。在本实施例中，所述放大器为高压发生放大器2。发射控制中心1将电信号发送至高压发生放大器2，然后通过该高压发生放大器2将该电信号放大以转换成高压信号(高压电信号)，然后通过线缆传输至换能器70。
所述接收链路80还包括依次串接的收发开关3、频率选通部件4和模拟接收前端5，所述收发开关3与所述换能器70信号连接，所述收发开关3与换能器70之间通过线缆连接。所述收发开关3用以接收链路80与换能器70之间信号传输的开断。当高压发生放大器2将高压信号传输至换能器70时，收发开关3断开以使得接收链路80与换能器70断路；当换能器70将电信号传输至接收链路80时，该收发开关3闭合以使得接收链路80与换能器70导通。所述频率选通部件4可被配置中心频率和通带带宽以过滤电信号。所述频率选通部件4包括两个并联设置的选择通路(未标号)和设置在其中一个选择通路上的滤波装置，两个选择通路之间的两端分别通过两个双向开关连接，在本实施例中，双向开关采用单刀双掷开关41。该滤波装置为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器中的一个或者多个的组合，在本实施例中，该滤波装置采用带通滤波器，具体可称之为可控带通滤波器42。该可控带通滤波器42有两个控制信号，一个控制该可控带通滤波器42的中心频率，一个控制该可控带通滤波器42的通带带宽。换能器70的超声信号通过该频率选通部件4的输入端进入位于输入端一侧的单刀双掷开关41，两个选择通路为两条支路，一条支路直通到位于该频率选通部件4的输出端一侧的单刀双掷开关41；另一条支路进入可控带通滤波器42，然后再进入到位于该频率选通部件4的输出端一侧的单刀双掷开关41。超声系统控制单刀双掷开关41，使超声信号直通或者经过可控带通滤波器42后再进入模拟接收前端5。可控带通滤波器42的中心频率和通带带宽可覆盖超声系统中的所有换能器70的所有应用，超声系统可根据当前应用自适应控制，在超声初步成像时，超声系统可以选择直通，在需要显示局部图像的细节时，超声系统可自适应选择接收信号的中心频率和带宽。通过该频率选通部件4可以精准选择超声成像所需要的信号，有效抑制带外无用信号，从而增强超声成像质量，其相当于给超声系统增加了一个显微镜，显著提高超声图像局部细节的分辨率，细腻度；另外还能增强该超声系统的抗干扰能力，使系统在恶劣复杂的外部电磁环境中有效可靠准备工作，避免诊断时出现误判。
综上所述，上述超声系统通过在接收链路80内设置可被配置中心频率和通带带宽以过滤电信号的频率选通部件4，从而达到一致无用信号的目的，通过配置频率选通部件4的中心频率、通带带宽，使进入到模拟接收前端5的信号均为有用信号，如此既可以抑制干扰信号，又可以精准选择所需要处理的超声信号，从而可以对超声信号进行精细化处理，有助于提高超声成像质量和增强超声系统的抗干扰能力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种前端接收装置，其特征在于，包括
发射链路，输出高压信号；
换能器，与所述发射链路信号连接，所述换能器接收所述高压信号并将所述高压信号转换成超声波并发射所述超声波，所述换能器接收超声信号并将所述超声信号转换成电信号；
接收链路，与所述换能器信号连接，接收所述换能器的电信号，将所述电信号放大、调理后转换成数字信号并输出，所述接收链路内设置有可被配置中心频率和通带带宽以过滤电信号的频率选通部件。
2.如权利要求1所述的前端接收装置，其特征在于，所述频率选通部件包括两个并联设置的选择通路和设置在其中一个选择通路上的滤波装置。
3.如权利要求2所述的前端接收装置，其特征在于，两个选择通路之间的两端分别通过两个双向开关连接。
4.如权利要求3所述的前端接收装置，其特征在于，所述双向开关为单刀双掷开关。
5.如权利要求2所述的前端接收装置，其特征在于，所述滤波装置为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器中的一个或者多个的组合。
6.如权利要求1至5项中任一项所述的前端接收装置，其特征在于，所述接收链路还包括收发开关和模拟接收前端，所述收发开关、频率选通部件和模拟接收前端依次串接，所述收发开关与所述换能器信号连接。
7.如权利要求1至5项中任一项所述的前端接收装置，其特征在于，所述发射链路包括串接的放大器和发射控制中心，所述放大器与换能器信号连接。
8.如权利要求7所述的前端接收装置，其特征在于，所述放大器为高压发生放大器。
9.一种超声系统，其特征在于，所述超声系统包括如权利要求1至8项中任一项所述的前端接收装置。
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