CN109848020A - 一种超声波功率源信号校准电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波功率源信号校准电路，包括信号输入电路、分离调幅电路和检测移相电路，所述信号输入电路接收超声功率源发出信号，运用电阻R1~电阻R3和电容C1、电容C3组成双T选频电路筛选出单一频率的信号源，所述分离调幅电路运用三极管Q1、三极管Q2和电容C4~电容C6组成同步分离电路经信号分离成两路，一路信号输入运放器AR2同相输入端内，二路信号输入运放器AR3同相输入端内，所述检测移相电路运用光电隔离开关U1、光电隔离开关U2组成同步检测电路检测运放器AR5同相输入端和反相输入端信号是否同步，够对超声功率源发出信号进行自动调频校准，防止脉冲信号彼此之间会发生信号干扰。

Description

一种超声波功率源信号校准电路

技术领域

本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种超声波功率源信号校准电路。

背景技术

超声治疗技术是利用超声波作用于人体产生机械、热、其他理化等作用以达到治疗的目的，超声治疗技术越来越被广泛的重视和采用，现有技术专利文件超声功率装置和超声肿瘤治疗系统（申请号：200710076304.6）一种超声功率装置和超声肿瘤治疗系统， 超声功率装置包括超声发射控制器和超声功率源， 还包括移相控制器， 所述移相控制器的输入端与所述超声发射控制器相连， 所述移相控制器的输出端与所述超声功率源相连，通过在超声功率装置中接入移相控制器， 通过移相控制器调整超声功率源脉冲发送的时延，使不同的超声功率源发出的脉冲同步，这样就保证了球冠体聚焦的能量达到最大状态，提高了治疗功效。此技术并未考虑到不同的超声功率源发出的脉冲同步时，脉冲信号传入超声换能器会彼此之间会发生信号干扰，会导致脉冲信号之间会产生跳频，甚至造成输入到超声换能器时电位发生变化，导致治疗功效反而降低。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种超声波功率源信号校准电路，具有构思巧妙、人性化设计的特性， 能够对超声功率源发出信号进行自动调频校准，防止脉冲信号彼此之间会发生信号干扰。

其解决的技术方案是，一种超声波功率源信号校准电路，包括信号输入电路、分离调幅电路和检测移相电路，所述信号输入电路接收超声功率源发出信号，运用电阻R1~电阻R3和电容C1、电容C3组成双T选频电路筛选出单一频率的信号源，同时运用运放器AR1同相放大后输入分离调幅电路内，所述分离调幅电路运用三极管Q1、三极管Q2和电容C4~电容C6组成同步分离电路经信号分离成两路，一路信号输入运放器AR2同相输入端内，二路信号输入运放器AR3同相输入端内，运放器AR2和运放器AR3、电位器RW1以及运放器AR5组成差分放大电路对信号差分放大处理后输出，同时运用稳压管Z1、稳压管Z2和MOS管T1组成复合电路反馈调节差分放大电路输出信号振幅，所述检测移相电路运用光电隔离开关U1、光电隔离开关U2组成同步检测电路检测运放器AR5同相输入端和反相输入端信号是否同步，通过控制继电器K1起到对运放器AR2同相输入端信号的移相调节；

所述分离调幅电路包括三极管Q2，三极管Q2的基极接电阻R8、电阻R9的一端和电容C4的一端，三极管Q2的集电极接电阻R12、电容C5的一端，电阻R9、电阻R12的另一端接地，三极管Q2的发射极接电阻R11、电阻R7的一端和电阻R8的另一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，三极管Q1的集电极接电容C6的一端和电阻R13的一端，电容C4的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接电阻R7、电阻R11的另一端和电容C6的另一端以及电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电源+5V，电阻R13的另一端接继电器K1开关K1-2触点3，继电器K1开关K1-2触点4接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R20的一端和电位器RW1的触点1，运放器AR2的输出端接电阻R20的另一端和电阻R25的一端，电阻R25的另一端接电阻R26的一端和运放器AR5的同相输入端，运放器AR5的输出端接电阻R26的另一端和电阻R27的一端以及电阻R28的一端，电阻R28的另一端接信号输出端口，电阻R27的另一端接稳压管Z2的正极和稳压管Z1的负极，稳压管Z2的负极接稳压管Z1的正极、极性电容E1的负极和MOS管T1的基极，MOS管T1的源极接电阻R23、电容C10的一端，电阻R23、电容C10的另一端和极性电容E1的正极接地，MOS管T1的漏极接电位器RW1的触点3，电位器RW1的触点2接电阻R21的一端和运放器AR3的反相输入端，电阻R21的另一端接运放器AR3的输出端和电阻R22的一端，运放器AR3的同相输入端接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接电容C5的另一端，电阻R22的另一端接电阻R24的一端和运放器AR5的反相输入端，电阻R24的另一端接地。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；

1，运用三极管Q1、三极管Q2和电容C4~电容C6组成同步分离电路经信号分离成两路，利用三极管Q2、三极管Q1的导通电压不一样，实现对信号振幅分离，分离信号频率不变，分离后的一路信号输入运放器AR2同相输入端内，二路信号输入运放器AR3同相输入端内，运放器AR2和运放器AR3、电位器RW1以及运放器AR5组成差分放大电路对信号差分放大处理后输出，可以有效地稳定静态工作点，防止信号跳频；

2.运用稳压管Z1、稳压管Z2和MOS管T1组成复合电路反馈运放器AR5输出信号至电位器RW1，调节差分放大电路输出信号振幅，三极管T1检测信号电位，当信号振幅过大时，经稳压管Z1、稳压管Z2稳压后触发三极管T1导通，通过电位器RW1降低差分放大电路输出信号振幅，实现对信号的调幅、调频的作用；

3. 为防止同步分离电路分离后的信号经差分放大电路输出时改变了信号频率，只有两路信号同步时，才能保证信号频率不变，当同步时，三极管Q3不导通，继电器K1开关K1-1断开，继电器K1开关K1-2导通，也即是检测移相电路不工作，当不同步时，三极管Q3导通，继电器K1开关K1-2断开，继电器K1开关K1-1导通，此时一路信号先经电容二极管DC1和电感L1、电容C7、电容C8组成的复合电路移相，消除一路信号和二路信号之间的脉冲宽度误差，使一路信号和二路信号同步，具有很大的实用价值。

附图说明

图1为本发明一种超声波功率源信号校准电路的模块图。

图2为本发明一种超声波功率源信号校准电路的原理图。

图3为本发明一种超声波功率源信号校准电路分离调幅电路原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

实施例一，一种超声波功率源信号校准电路，包括信号输入电路、分离调幅电路和检测移相电路，所述信号输入电路接收超声功率源发出信号，运用电阻R1~电阻R3和电容C1、电容C3组成双T选频电路筛选出单一频率的信号源，同时运用运放器AR1同相放大后输入分离调幅电路内，所述分离调幅电路运用三极管Q1、三极管Q2和电容C4~电容C6组成同步分离电路经信号分离成两路，一路信号输入运放器AR2同相输入端内，二路信号输入运放器AR3同相输入端内，运放器AR2和运放器AR3、电位器RW1以及运放器AR5组成差分放大电路对信号差分放大处理后输出，同时运用稳压管Z1、稳压管Z2和MOS管T1组成复合电路反馈调节差分放大电路输出信号振幅，所述检测移相电路运用光电隔离开关U1、光电隔离开关U2组成同步检测电路检测运放器AR5同相输入端和反相输入端信号是否同步，通过控制继电器K1起到对运放器AR2同相输入端信号的移相调节；

所述分离调幅电路运用三极管Q1、三极管Q2和电容C4~电容C6组成同步分离电路经信号分离成两路，利用三极管Q2、三极管Q1的导通电压不一样，实现对信号振幅分离，分离信号频率不变，电容C5、电容C6为滤除电容，滤除信号杂波，电容C4为旁路电容，滤除低频信号噪声，分离后的一路信号输入运放器AR2同相输入端内，二路信号输入运放器AR3同相输入端内，运放器AR2和运放器AR3、电位器RW1以及运放器AR5组成差分放大电路对信号差分放大处理后输出，可以有效地稳定静态工作点，防止信号跳频，其中电位器RW1为差分电路调节器，运用稳压管Z1、稳压管Z2和MOS管T1组成复合电路反馈运放器AR5输出信号至电位器RW1，调节差分放大电路输出信号振幅，三极管T1检测信号电位，当信号振幅过大时，经稳压管Z1、稳压管Z2稳压后触发三极管T1导通，通过电位器RW1降低差分放大电路输出信号振幅，实现对信号的调幅、调频的作用，三极管Q2的基极接电阻R8、电阻R9的一端和电容C4的一端，三极管Q2的集电极接电阻R12、电容C5的一端，电阻R9、电阻R12的另一端接地，三极管Q2的发射极接电阻R11、电阻R7的一端和电阻R8的另一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，三极管Q1的集电极接电容C6的一端和电阻R13的一端，电容C4的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接电阻R7、电阻R11的另一端和电容C6的另一端以及电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电源+5V，电阻R13的另一端接继电器K1开关K1-2触点3，继电器K1开关K1-2触点4接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R20的一端和电位器RW1的触点1，运放器AR2的输出端接电阻R20的另一端和电阻R25的一端，电阻R25的另一端接电阻R26的一端和运放器AR5的同相输入端，运放器AR5的输出端接电阻R26的另一端和电阻R27的一端以及电阻R28的一端，电阻R28的另一端接信号输出端口，电阻R27的另一端接稳压管Z2的正极和稳压管Z1的负极，稳压管Z2的负极接稳压管Z1的正极、极性电容E1的负极和MOS管T1的基极，MOS管T1的源极接电阻R23、电容C10的一端，电阻R23、电容C10的另一端和极性电容E1的正极接地，MOS管T1的漏极接电位器RW1的触点3，电位器RW1的触点2接电阻R21的一端和运放器AR3的反相输入端，电阻R21的另一端接运放器AR3的输出端和电阻R22的一端，运放器AR3的同相输入端接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接电容C5的另一端，电阻R22的另一端接电阻R24的一端和运放器AR5的反相输入端，电阻R24的另一端接地。

实施例二，在实施例一的基础上，为防止同步分离电路分离后的信号经差分放大电路输出时改变了信号频率，只有两路信号同步时，才能保证信号频率不变，因此所述检测移相电路运用光电隔离开关U1、光电隔离开关U2组成同步检测电路检测运放器AR5同相输入端和反相输入端信号是否同步，当同步时，三极管Q3不导通，继电器K1开关K1-1断开，继电器K1开关K1-2导通，也即是检测移相电路不工作，当不同步时，三极管Q3导通，继电器K1开关K1-2断开，继电器K1开关K1-1导通，此时一路信号先经电容二极管DC1和电感L1、电容C7、电容C8组成的复合电路移相，消除一路信号和二路信号之间的脉冲宽度误差，使一路信号和二路信号同步，光电隔离开关U1的触点1接光电隔离开关U2的触点2和运放器AR5的反相输入端，光电隔离开关U1的触点2接光电隔离开关U2的触点1和运放器AR5的同相输入端，光电隔离开关U1的触点3和光电隔离开关U2的触点3接地，光电隔离开关U1的触点4和光电隔离开关U2的触点4接电阻R29的一端和三极管Q3的基极，电阻R29的另一端接电源+6V，三极管Q3的发射极接第，三极管Q3的集电极接二极管D1的正极和继电器K1的触点6，继电器K1的触点5和二极管D1的负极接电源+12V，继电器K1开关K1-1触点1接继电器K1开关K1-2触点3，继电器K1开关K1-1触点2接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接电容C7的一端，电容C7的另一端接电感L1的一端和电容C8、电阻R18的一端，电容C8的另一端接电容C9、电阻R16的一端，电阻R16的另一端接电容二极管DC1的正极，电容二极管DC1的负极和电感L1、电阻R18的另一端接地，电容C9的另一端接运放器AR2的同相输入端。

实施三，在实施例一的基础上，所述信号输入电路接收超声功率源发出信号，运用电阻R1~电阻R3和电容C1、电容C3组成双T选频电路筛选出单一频率的信号源，同时运用运放器AR1同相放大后输入分离调幅电路内，电阻R1的一端接电容C1的一端和信号输出端口，电阻R1的另一端接电阻R3、电容C3的一端，电阻R3的另一端接电阻R5、电容C2的一端和运放器AR1的同相输入端，电容C1的另一端接电容C2的另一端和电阻R2的一端，电阻R2、电容C3的另一端接地，运放器AR1的反相输入端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地， 运放器AR1的输出端接电阻R5 的另一端和电容C4的另一端。

本发明具体使用时，一种超声波功率源信号校准电路，包括信号输入电路、分离调幅电路和检测移相电路，所述信号输入电路接收超声功率源发出信号，运用电阻R1~电阻R3和电容C1、电容C3组成双T选频电路筛选出单一频率的信号源，同时运用运放器AR1同相放大后输入分离调幅电路内，所述分离调幅电路运用三极管Q1、三极管Q2和电容C4~电容C6组成同步分离电路经信号分离成两路，利用三极管Q2、三极管Q1的导通电压不一样，实现对信号振幅分离，分离信号频率不变，电容C5、电容C6为滤除电容，滤除信号杂波，电容C4为旁路电容，滤除低频信号噪声，分离后的一路信号输入运放器AR2同相输入端内，二路信号输入运放器AR3同相输入端内，运放器AR2和运放器AR3、电位器RW1以及运放器AR5组成差分放大电路对信号差分放大处理后输出，可以有效地稳定静态工作点，防止信号跳频，其中电位器RW1为差分电路调节器，运用稳压管Z1、稳压管Z2和MOS管T1组成复合电路反馈运放器AR5输出信号至电位器RW1，调节差分放大电路输出信号振幅，三极管T1检测信号电位，当信号振幅过大时，经稳压管Z1、稳压管Z2稳压后触发三极管T1导通，通过电位器RW1降低差分放大电路输出信号振幅，实现对信号的调幅、调频的作用，所述检测移相电路运用光电隔离开关U1、光电隔离开关U2组成同步检测电路检测运放器AR5同相输入端和反相输入端信号是否同步，通过控制继电器K1起到对运放器AR2同相输入端信号的移相调节。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种超声波功率源信号校准电路，包括信号输入电路、分离调幅电路和检测移相电路，其特征在于，所述信号输入电路接收超声功率源发出信号，运用电阻R1~电阻R3和电容C1、电容C3组成双T选频电路筛选出单一频率的信号源，同时运用运放器AR1同相放大后输入分离调幅电路内，所述分离调幅电路运用三极管Q1、三极管Q2和电容C4~电容C6组成同步分离电路经信号分离成两路，一路信号输入运放器AR2同相输入端内，二路信号输入运放器AR3同相输入端内，运放器AR2和运放器AR3、电位器RW1以及运放器AR5组成差分放大电路对信号差分放大处理后输出，同时运用稳压管Z1、稳压管Z2和MOS管T1组成复合电路反馈调节差分放大电路输出信号振幅，所述检测移相电路运用光电隔离开关U1、光电隔离开关U2组成同步检测电路检测运放器AR5同相输入端和反相输入端信号是否同步，通过控制继电器K1起到对运放器AR2同相输入端信号的移相调节；

所述分离调幅电路包括三极管Q2，三极管Q2的基极接电阻R8、电阻R9的一端和电容C4的一端，三极管Q2的集电极接电阻R12、电容C5的一端，电阻R9、电阻R12的另一端接地，三极管Q2的发射极接电阻R11、电阻R7的一端和电阻R8的另一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，三极管Q1的集电极接电容C6的一端和电阻R13的一端，电容C4的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接电阻R7、电阻R11的另一端和电容C6的另一端以及电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电源+5V，电阻R13的另一端接继电器K1开关K1-2触点3，继电器K1开关K1-2触点4接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R20的一端和电位器RW1的触点1，运放器AR2的输出端接电阻R20的另一端和电阻R25的一端，电阻R25的另一端接电阻R26的一端和运放器AR5的同相输入端，运放器AR5的输出端接电阻R26的另一端和电阻R27的一端以及电阻R28的一端，电阻R28的另一端接信号输出端口，电阻R27的另一端接稳压管Z2的正极和稳压管Z1的负极，稳压管Z2的负极接稳压管Z1的正极、极性电容E1的负极和MOS管T1的基极，MOS管T1的源极接电阻R23、电容C10的一端，电阻R23、电容C10的另一端和极性电容E1的正极接地，MOS管T1的漏极接电位器RW1的触点3，电位器RW1的触点2接电阻R21的一端和运放器AR3的反相输入端，电阻R21的另一端接运放器AR3的输出端和电阻R22的一端，运放器AR3的同相输入端接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接电容C5的另一端，电阻R22的另一端接电阻R24的一端和运放器AR5的反相输入端，电阻R24的另一端接地。

2.如权利要求1所述一种超声波功率源信号校准电路，其特征在于，所述检测移相电路包括光电隔离开关U1，光电隔离开关U1的触点1接光电隔离开关U2的触点2和运放器AR5的反相输入端，光电隔离开关U1的触点2接光电隔离开关U2的触点1和运放器AR5的同相输入端，光电隔离开关U1的触点3和光电隔离开关U2的触点3接地，光电隔离开关U1的触点4和光电隔离开关U2的触点4接电阻R29的一端和三极管Q3的基极，电阻R29的另一端接电源+6V，三极管Q3的发射极接第，三极管Q3的集电极接二极管D1的正极和继电器K1的触点6，继电器K1的触点5和二极管D1的负极接电源+12V，继电器K1开关K1-1触点1接继电器K1开关K1-2触点3，继电器K1开关K1-1触点2接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接电容C7的一端，电容C7的另一端接电感L1的一端和电容C8、电阻R18的一端，电容C8的另一端接电容C9、电阻R16的一端，电阻R16的另一端接电容二极管DC1的正极，电容二极管DC1的负极和电感L1、电阻R18的另一端接地，电容C9的另一端接运放器AR2的同相输入端。

3.如权利要求1所述一种超声波功率源信号校准电路，其特征在于，所述信号输入电路包括电阻R1，电阻R1的一端接电容C1的一端和信号输出端口，电阻R1的另一端接电阻R3、电容C3的一端，电阻R3的另一端接电阻R5、电容C2的一端和运放器AR1的同相输入端，电容C1的另一端接电容C2的另一端和电阻R2的一端，电阻R2、电容C3的另一端接地，运放器AR1的反相输入端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地， 运放器AR1的输出端接电阻R5 的另一端和电容C4的另一端。