CN110311654B - 一种脉冲纠正方法及脉冲纠正电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲纠正方法：首先获取用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号，然后将纠正信号与激励脉冲叠加后得到的修正波输入至旋转变压器的初级，并经旋转变压器的次级传输到超声阵元，目的是使旋转变压器和超声阵元之间传输的波形满足于在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内。可见，本申请可修正旋转变压器的顽磁现象，从而降低了激励脉冲和超声回波信号的脉宽受到的顽磁影响，且减轻了因“尾包”持续时间长导致的旋转变压器的发热现象，从而提高了超声设备的安全性及可靠性。本发明还公开了一种脉冲纠正电路，与上述脉冲纠正方法具有相同的有益效果。

Description

一种脉冲纠正方法及脉冲纠正电路

技术领域

本发明涉及超声回波成像领域，特别是涉及一种脉冲纠正方法及脉冲纠正电路。

背景技术

IVUS(intravenous ultrasound，血管内超声)设备大都选用旋转变压器作为控制器和超声阵元之间超声波激励能量传递和超声波回波通信的器件。旋转变压器是一个磁性能量及信号传递的器件，由于磁性材料在工作中表现的顽磁现象，在超声波激励能量传递和超声波回波通信的过程中，会引起波形失真。由于旋转变压器在工作中不仅需要传输上百V级的激励脉冲，还要传输uV、mV级的超声回波信号，所以顽磁对于激励脉冲本身的影响较小，但对超声回波信号的影响极大，从而导致IVUS图像的质量下降。

请参照图1，某种铁磁材料在磁化过程中磁感强度B与磁场强度H之间关系的B-H曲线，体现出磁性材料在工作中表现的顽磁现象；由于顽磁的存在，图2中输入旋转变压器初级的脉冲波形，经过传输，在旋转变压器次级输出时会变为图3中的脉冲波形，脉冲尾部出现“尾包”现象。由于“尾包”持续时间长，会导致旋转变压器发热，对应设备也会产生不利影响。

如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种脉冲纠正方法及脉冲纠正电路，可修正旋转变压器的顽磁现象，从而降低了激励脉冲和超声回波信号的脉宽受到的顽磁影响，且减轻了因“尾包”持续时间长导致的旋转变压器的发热现象，从而提高了超声设备的安全性及可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种脉冲纠正方法，应用于包含旋转变压器、超声阵元及用于输出激励脉冲的激励脉冲产生电路的超声设备，脉冲纠正方法包括：

获取用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号；

将所述纠正信号与所述激励脉冲进行叠加，得到修正波；

将所述修正波输入至所述旋转变压器的初级，并经所述旋转变压器的次级传输到所述超声阵元，以使二者之间传输的波形满足于在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内。

优选地，所述获取用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号的过程，包括：

向所述旋转变压器的初级输入所述激励脉冲并测得其次级产生的顽磁曲线；

根据所述顽磁曲线获取用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号。

优选地，所述根据所述顽磁曲线获取用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号的过程，包括：

根据所述旋转变压器的初级输入波形与次级输出波形的波形关系，确定所述旋转变压器次级的目标输出波形对应的初级的目标输入波形；其中，所述目标输出波形为降低所述顽磁曲线在脉冲结束时刻的信号强度后得到的波形；

在所述激励脉冲与纠正信号叠加后得到所述目标输入波形的约束条件下，生成所述纠正信号。

优选地，所述根据所述旋转变压器的初级输入波形与次级输出波形的波形关系，确定所述旋转变压器次级的目标输出波形对应的初级的目标输入波形；在所述激励脉冲与纠正信号叠加后得到所述目标输入波形的约束条件下，生成所述纠正信号的过程，包括：

根据所述激励脉冲的脉宽区分所述顽磁曲线的脉冲主体和顽磁信号；

将所述顽磁信号进行反向，得到纠正信号。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种脉冲纠正电路，应用于包含旋转变压器、超声阵元及用于输出激励脉冲的激励脉冲产生电路的超声设备，脉冲纠正电路包括纠顽电路；其中：

所述纠顽电路的控制端与控制电路连接，所述纠顽电路的输出端与所述激励脉冲产生电路连接，所述激励脉冲产生电路的输出端与所述旋转变压器的初级连接，所述旋转变压器的次级与所述超声阵元连接；

所述纠顽电路用于根据所述控制电路的控制信号生成用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号，以将所述激励脉冲和所述纠正信号叠加后输入至所述旋转变压器的初级，并经所述旋转变压器的次级传输到所述超声阵元，最终使二者之间传输的波形满足于在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内。

优选地，所述纠顽电路包括数模转换芯片和功率放大电路；其中：

所述数模转换芯片的数字信号输入端作为所述纠顽电路的控制端，所述数模转换芯片的模拟信号输出端与所述功率放大电路的输入端连接，所述功率放大电路的输出端作为所述纠顽电路的输出端；

相应的，所述控制电路具体用于向所述数模转换芯片发送所述纠正信号对应的数字信号，以便于所述功率放大电路将所述数模转换芯片转换得到的模拟信号进行功率放大后输出所述纠正信号。

优选地，所述功率放大电路包括工作在线性放大区的PNP型三极管；其中：

所述PNP型三极管的基极作为所述功率放大电路的输入端，所述PNP型三极管的集电极接入第一直流电源，所述PNP型三极管的发射极作为所述功率放大电路的输出端。

优选地，所述纠顽电路还包括：

挂接于所述控制电路与所述数模转换芯片的数字信号输入端的连接线路上、用于滤除二者连接线路上的谐波的滤波电路。

优选地，所述纠顽电路还包括：

设于所述数模转换芯片的模拟信号输出端和所述功率放大电路的输入端的连接线路上、用于防止所述纠正信号失真的信号整形电路。

优选地，所述激励脉冲产生电路包括第一开关管、第一二极管、第二开关管及第二二极管；所述激励脉冲产生电路的控制端包括第一控制端和第二控制端；其中：

所述第一开关管的第一端接入第三直流电源，所述第一开关管的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阳极连接并作为所述激励脉冲产生电路的输出端，所述激励脉冲产生电路的输出端与所述纠顽电路的输出端连接，所述第二二极管的阴极和所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端接地，所述第一开关管的控制端作为所述激励脉冲产生电路的第一控制端，所述第二开关管的控制端作为所述激励脉冲产生电路的第二控制端；

相应的，所述控制电路具体用于通过控制所述第一开关管和所述第二开关管的开通情况使所述激励脉冲产生电路输出所述超声设备所需的激励脉冲。

本发明提供了一种脉冲纠正方法：首先获取用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号，然后将纠正信号与激励脉冲叠加后得到的修正波输入至旋转变压器的初级，并经旋转变压器的次级传输到超声阵元，目的是使旋转变压器和超声阵元之间传输的波形满足于在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内。可见，本申请可修正旋转变压器的顽磁现象，从而降低了激励脉冲和超声回波信号的脉宽受到的顽磁影响，且减轻了因“尾包”持续时间长导致的旋转变压器的发热现象，从而提高了超声设备的安全性及可靠性。

本发明还提供了一种脉冲纠正电路，与上述脉冲纠正方法具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种磁性材料在磁化过程中的磁感强度B和磁场强度H之间关系的B-H曲线图；

图2为现有技术中的一种旋转变压器的初级输入脉冲的示意图；

图3为现有技术中的一种旋转变压器的次级输出脉冲的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种脉冲纠正方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种脉冲纠正方法的纠顽原理图；

图6为本发明实施例提供的一种改进后旋转变压器的输入输出脉冲示意图；

图7为本发明实施例提供的一种脉冲纠正电路的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种脉冲纠正电路的具体结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种脉冲纠正方法及脉冲纠正电路，可修正旋转变压器的顽磁现象，从而降低了激励脉冲和超声回波信号的脉宽受到的顽磁影响，且减轻了因“尾包”持续时间长导致的旋转变压器的发热现象，从而提高了超声设备的安全性及可靠性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种脉冲纠正方法的流程图。

该脉冲纠正方法应用于包含旋转变压器、超声阵元及用于输出激励脉冲的激励脉冲产生电路的超声设备，脉冲纠正方法包括：

步骤S1：获取用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号。

步骤S2：将纠正信号与激励脉冲进行叠加，得到修正波。

步骤S3：将修正波输入至旋转变压器的初级，并经旋转变压器的次级传输到超声阵元，以使二者之间传输的波形满足于在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内。

具体地，由图2和图3可知，若旋转变压器的初级输入的是超声设备所需的激励脉冲，则旋转变压器的次级会因顽磁现象输出带有“尾包”的激励脉冲。已知超声设备的理想状态是旋转变压器的次级输出其所需的激励脉冲，所以为了使超声设备接近其理想状态，本申请的目的是纠正旋转变压器的顽磁现象，从而减小旋转变压器的次级输出的带有“尾包”的激励脉冲的尾包大小(即提高激励脉冲的对称程度)。

基于此，本申请首先获取用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号，以为提高激励脉冲的对称程度打下基础。然后，本申请将纠正信号与激励脉冲进行叠加，得到修正波，目的是将修正波输入至旋转变压器的初级，使旋转变压器的次级在纠正信号的顽磁纠正作用下，输出“尾包”减小的激励脉冲至超声阵元，即激励脉冲的波形在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内，从而降低了激励脉冲和超声回波信号的脉宽受到的顽磁影响，且减轻了因“尾包”持续时间长导致的旋转变压器的发热现象。

本发明提供了一种脉冲纠正方法：首先获取用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号，然后将纠正信号与激励脉冲叠加后得到的修正波输入至旋转变压器的初级，并经旋转变压器的次级传输到超声阵元，目的是使旋转变压器和超声阵元之间传输的波形满足于在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内。可见，本申请可修正旋转变压器的顽磁现象，从而降低了激励脉冲和超声回波信号的脉宽受到的顽磁影响，且减轻了因“尾包”持续时间长导致的旋转变压器的发热现象，从而提高了超声设备的安全性及可靠性。

在上述实施例的基础上：

作为一种可选地实施例，获取用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号的过程，包括：

向旋转变压器的初级输入激励脉冲并测得其次级产生的顽磁曲线；

根据顽磁曲线获取用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号。

具体地，已知本申请的纠正信号的作用是纠正旋转变压器的顽磁现象，所以本申请可获取表征旋转变压器的顽磁现象的顽磁曲线，从而根据顽磁曲线获取用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号。

旋转变压器的顽磁曲线的获取过程为：向旋转变压器的初级输入超声设备所需的激励脉冲，同时从旋转变压器的次级测得其输出的波形，旋转变压器的次级输出的波形即为旋转变压器的顽磁曲线。

作为一种可选地实施例，根据顽磁曲线获取用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号的过程，包括：

根据旋转变压器的初级输入波形与次级输出波形的波形关系，确定旋转变压器次级的目标输出波形对应的初级的目标输入波形；其中，目标输出波形为降低顽磁曲线在脉冲结束时刻的信号强度后得到的波形；

在激励脉冲与纠正信号叠加后得到目标输入波形的约束条件下，生成纠正信号。

进一步地，分析图2和图3可知，旋转变压器的初级输入波形与次级输出波形具有一定波形关系(输入输出波形关系)，所以若想旋转变压器的次级输出目标输出波形(可以理解的是，目标输出波形的脉冲对称程度高于顽磁曲线的脉冲对称程度，即目标输出波形为降低顽磁曲线在脉冲结束时刻的信号强度后得到的波形)，只需旋转变压器的初级按照输入输出波形关系输入对应的目标输入波形即可。

由上述实施例可知，旋转变压器的初级输入的是激励脉冲与纠正信号叠加后得到的修正波(即修正波等同于本实施例的目标输入波形)，所以在目标输入波形和激励脉冲已确定的条件下，可生成纠正信号。

作为一种可选地实施例，根据旋转变压器的初级输入波形与次级输出波形的波形关系，确定旋转变压器次级的目标输出波形对应的初级的目标输入波形；在激励脉冲与纠正信号叠加后得到目标输入波形的约束条件下，生成纠正信号的过程，包括：

根据激励脉冲的脉宽区分顽磁曲线的脉冲主体和顽磁信号；

将顽磁信号进行反向，得到纠正信号。

具体地，已知旋转变压器的初级输入激励脉冲，旋转变压器的次级输出带有“尾包”的激励脉冲，则根据此输入输出波形关系可得到：若旋转变压器的初级输入带有反向“尾包”的激励脉冲(即带有“尾包”的激励脉冲经“尾包”反向后得到的波形)，则原则上旋转变压器的次级输出的是的激励脉冲，达到理想状态。也就是说，最优选地，激励脉冲与纠正信号叠加后得到的修正波为带有反向“尾包”的激励脉冲，即纠正信号为反向“尾包”。

基于此，本申请首先应从带有“尾包”的激励脉冲(即顽磁曲线)区分出“尾包”(称为顽磁信号)，然后才能实现对其反向，得到纠正信号。所以本申请首先根据激励脉冲的脉宽(根据激励脉冲的开始、结束时间点确定)区分出顽磁曲线的脉冲主体和顽磁信号，然后将顽磁信号进行反向，得到纠正信号，以将纠正信号与激励脉冲进行叠加后输入至旋转变压器的初级(如图5、图6所示)。

请参照图7，图7为本发明实施例提供的一种脉冲纠正电路的结构示意图。

该脉冲纠正电路应用于包含旋转变压器、超声阵元及用于输出激励脉冲的激励脉冲产生电路的超声设备，脉冲纠正电路包括纠顽电路1；其中：

纠顽电路1的控制端与控制电路连接，纠顽电路1的输出端与激励脉冲产生电路连接，激励脉冲产生电路的输出端与旋转变压器的初级连接，旋转变压器的次级与超声阵元连接；

纠顽电路1用于根据控制电路的控制信号生成用于纠正旋转变压器的顽磁现象的纠正信号，以将激励脉冲和纠正信号叠加后输入至旋转变压器的初级，并经旋转变压器的次级传输到超声阵元，最终使二者之间传输的波形满足于在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内。

本实施例提供的脉冲纠正电路的介绍请参考上述脉冲纠正方法的实施例，本申请在此不再赘述。

请参照图8，图8为本发明实施例提供的一种脉冲纠正电路的具体结构示意图。该脉冲纠正电路在上述实施例的基础上：

作为一种可选地实施例，纠顽电路1包括数模转换芯片U和功率放大电路；其中：

数模转换芯片U的数字信号输入端作为纠顽电路1的控制端，数模转换芯片U的模拟信号输出端与功率放大电路的输入端连接，功率放大电路的输出端作为纠顽电路1的输出端；

相应的，控制电路具体用于向数模转换芯片U发送纠正信号对应的数字信号，以便于功率放大电路将数模转换芯片U转换得到的模拟信号进行功率放大后输出纠正信号。

具体地，本申请的纠顽电路1包括数模转换芯片U和功率放大电路，其工作原理为：

考虑到纠正信号是模拟信号，所以本申请可采用数模转换芯片U实现纠正信号的产生，具体是控制电路基于获取的纠正信号，向数模转换芯片U发送纠正信号对应的数字信号，然后由数模转换芯片U将所接收到数字信号进行模数转换，得到纠正信号。同时，考虑到目前的数模转换芯片U对于激励脉冲产生电路来说功率远远不够，所以本申请还采用功率放大电路对数模转换芯片U输出的纠正信号进行功率放大，以得到所需的纠正信号。

需要说明的是，如图8所示，数模转换芯片U除了数字信号输入端DIN和模拟信号输出端VO2之外，还有时钟信号输入端SCLK、使能信号输入端CS、电源端VDD、参考端VREF(温度补偿+频率补偿)、接地端GND、模拟信号输出端VO1。其中，控制电路通过向使能信号输入端CS输入使能信号HV_CS控制数模转换芯片U的工作状态，通过向时钟信号输入端SCLK输入时钟信号HV_SCLK控制数模转换芯片U的正常工作，通过向数字信号输入端DIN输入数字信号HV_SDAT控制数模转换芯片U的数模转换工作。

作为一种可选地实施例，功率放大电路包括工作在线性放大区的PNP型三极管K；其中：

PNP型三极管K的基极作为功率放大电路的输入端，PNP型三极管K的集电极接入第一直流电源，PNP型三极管K的发射极作为功率放大电路的输出端。

具体地，本申请的功率放大电路可选用工作在线性放大区的PNP型三极管K，结构较简单且成本较低。此外，由于工作在线性放大区的PNP型三极管K的基极和发射极有一定压差关系，所以本申请的控制电路应基于PNP型三极管K的工作原理和所需的纠正信号确定输入至数模转换芯片U的数字信号，以保证PNP型三极管K的发射极处得到所需的纠正信号。

此外，功率放大电路还可包括第一电阻R1；其中：第一电阻R1的第一端与PNP型三极管K的基极连接并作为功率放大电路的输入端；第一电阻R1的第二端与PNP型三极管K的发射极连接并作为功率放大电路的输出端。具体地，当数模转换芯片U不工作时，PNP型三极管K和数模转换芯片U之间的连接线路相当于断路，若此时PNP型三极管K的基极所在线路上存在干扰信号，则有可能导致PNP型三极管K出现误导通的情况，所以本申请在PNP型三极管K的基极和发射极之间设置第一电阻R1，第一电阻R1可释放掉PNP型三极管K的基极所在线路上的干扰信号，从而防止PNP型三极管K出现误导通的情况。较优地，第一电阻R1选用较大阻值的电阻，从而将干扰信号尽快释放掉。

作为一种可选地实施例，纠顽电路1还包括：

挂接于控制电路与数模转换芯片U的数字信号输入端的连接线路上、用于滤除二者连接线路上的谐波的滤波电路。

进一步地，考虑到控制电路与数模转换芯片U的数字信号输入端的连接线路上可能存在谐波干扰，导致控制电路输入至数模转换芯片U的数字信号不够准确，所以本申请可在控制电路与数模转换芯片U的数字信号输入端的连接线路上增设滤波电路，以滤除连接线路上的谐波干扰，从而增加控制电路输入至数模转换芯片U的数字信号的准确性。

具体地，本申请的滤波电路可包括第二电阻R2和第一电容C1；其中：数模转换芯片U的数字信号输入端分别与第二电阻R2的第一端和第一电容C1的第一端连接，第二电阻R2的第二端接入第二直流电源，第一电容C1的第二端接地。第二电阻R2和第一电容C1起到吸收所连接线路上谐波的作用，从而避免谐波对所连接线路上所传输的信号造成干扰。

同理，如图8所示，本申请在控制电路与数模转换芯片U的时钟信号输入端和使能信号输入端的连接线路上也设置滤波电路，以滤除连接线路上的谐波干扰。

作为一种可选地实施例，纠顽电路1还包括：

设于数模转换芯片U的模拟信号输出端和功率放大电路的输入端的连接线路上、用于防止纠正信号失真的信号整形电路。

进一步地，本申请的纠顽电路1还包括信号整形电路，其工作原理为：

考虑到在电路板上对激励脉冲产生电路进行布局时，数模转换芯片U和功率放大电路之间的连接线路很可能不是直线连接，当二者之间的连接线路为弯曲线路时，在高频信号下很可能导致连接线路上传输的信号出现失真情况，所以本申请在数模转换芯片U和功率放大电路之间的连接线路上增设信号整形电路，以防止连接线路上传输的信号失真，从而保证纠正信号的准确性。

具体地，本申请的信号整形电路可包括第二电容C2、第三电容C3及第三电阻R3；其中：第二电容C2的第一端分别与数模转换芯片U的模拟信号输出端和第三电容C3的第一端连接，第二电容C2的第二端接地，第三电容C3的第二端与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与功率放大电路的输入端连接。则信号整形电路的具体工作原理为：数模转换芯片U和功率放大电路之间以弯曲线路连接，与以直线线路连接相比，相当于增加了电感，由于电容的极性和电感的极性相反，所以本申请主要采用电容抵消弯曲线路增加的电感值，具体是第二电容C2、第三电容C3及第三电阻R3共同纠正弯曲线路上传输的信号，以防止信号失真。

作为一种可选地实施例，激励脉冲产生电路包括第一开关管Q1、第一二极管D1、第二开关管Q2及第二二极管D2；激励脉冲产生电路的控制端包括第一控制端和第二控制端；其中：

第一开关管Q1的第一端接入第三直流电源，第一开关管Q1的第二端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极连接并作为激励脉冲产生电路的输出端，激励脉冲产生电路的输出端与纠顽电路1的输出端连接，第二二极管D2的阴极和第二开关管Q2的第一端连接，第二开关管Q2的第二端接地，第一开关管Q1的控制端作为激励脉冲产生电路的第一控制端，第二开关管Q2的控制端作为激励脉冲产生电路的第二控制端；

相应的，控制电路具体用于通过控制第一开关管Q1和第二开关管Q2的开通情况使激励脉冲产生电路输出超声设备所需的激励脉冲。

具体地，本申请的激励脉冲产生电路包括第一开关管Q1、第一二极管D1、第二开关管Q2及第二二极管D2，其工作原理为：

第一开关管Q1和第二开关管Q2为脉冲发射管，用来产生超声设备所需的激励脉冲。第一开关管Q1和第二开关管Q2的开通情况由控制电路控制，具体是控制电路通过向第一开关管Q1的控制端输入驱动信号α来控制第一开关管Q1的开通情况，通过向第二开关管Q2的控制端输入驱动信号β来控制第二开关管Q2的开通情况。

本申请的第一开关管Q1可选用PMOS管，PMOS管的栅极作为第一开关管Q1的控制端，PMOS管的源极作为第一开关管Q1的第一端，PMOS管的漏极作为第一开关管Q1的第二端；第二开关管Q2可选用NMOS管，NMOS管的栅极作为第二开关管Q2的控制端，NMOS管的漏极作为第二开关管Q2的第一端，NMOS管的源极作为第二开关管Q2的第二端。当然，本申请的第一开关管Q1和第二开关管Q2也可以其它类型的开关管，只要在二者配合下可产生超声设备所需的激励脉冲即可。

接下来，以第一开关管Q1选用PMOS管、第二开关管Q2选用NMOS管为例，对激励脉冲产生电路及纠顽电路1(如图8所示)的工作原理进行说明(其它开关形式参照此工作原理即可，本申请在此不再赘述)：驱动信号α和驱动信号β在时间轴上为连续关系(驱动信号α的后沿在时间轴上与驱动信号β的前沿对应)，且驱动信号α为负极性驱动信号，驱动信号β为正极性驱动信号。在超声过程中，驱动信号α先到达PMOS管，PMOS管在接到负极性驱动信号时，呈开启导通状态，此时驱动信号β为低电平状态，NMOS管截止，则激励脉冲产生电路的输出端PULSE信号为高电平输出阶段；当驱动信号α由低电平变为高电平时，PMOS管截止，同时驱动信号β由低电平变为高电平，NMOS管导通，将PULSE信号拉向地(第二二极管D2的负极为零，将PULSE信号钳位到地)，则PULSE信号为低电平输出阶段，即激励脉冲完成一个周期。

当激励脉冲完成这个周期时，作用到PNP型三极管K的基极上的信号γ状态同步进行转变，进入模拟量状态。PNP型三极管K的集电极接的是第一直流电源-12V，工作在跟随状态。当PNP型三极管K的基极接入模拟量信号γ时，在发射极会输出一个同向模拟量脉冲，其波形与模拟量信号γ相同，此模拟量脉冲即上述纠正信号，叠加在激励脉冲上，则此时的激励脉冲会是一个比电平GND还低的负极性脉冲。因第二二极管D2的存在，此负极性脉冲拉低了第二二极管D2正极的电平，则第二二极管D2的负极电平为0，第二二极管D2反向截止，此负极性脉冲无法反灌到NMOS管；而由于PMOS管是截止状态，此负极性脉冲也无法通过第一二极管D1D1、PMOS管向第三直流电源倒灌。因此，激励脉冲不会受到任何影响，直接送至旋转变压器的初级，则此时旋转变压器的初级输入的是激励脉冲和纠正信号叠加后得到的修正波。

此外，需要说明的是，虽然理论上可以直接利用激励脉冲产生电路中的开关管完成输出负极性脉冲的功能，但是若开关管在第三直流电源(200V/3A)的大功率输出状态下工作在放大区，不仅工作效率会下降到不足原来的5分之1，而且会使开关管迅速发热烧坏，所以本申请采用工作在小功率输出状态下的纠顽电路1来完成输出负极性脉冲的功能，从而提高了设备的安全性及可靠性。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种脉冲纠正方法，其特征在于，应用于包含旋转变压器、超声阵元及用于输出激励脉冲的激励脉冲产生电路的超声设备，所述超声设备还包括脉冲纠正电路，所述脉冲纠正电路包括纠顽电路；所述纠顽电路包括数模转换芯片和功率放大电路；其中：

所述数模转换芯片的数字信号输入端作为所述纠顽电路的控制端，所述数模转换芯片的模拟信号输出端与所述功率放大电路的输入端连接，所述功率放大电路的输出端作为所述纠顽电路的输出端；

相应的，控制电路具体用于向所述数模转换芯片发送纠正信号对应的数字信号，以便于所述功率放大电路将所述数模转换芯片转换得到的模拟信号进行功率放大后输出所述纠正信号；

所述脉冲纠正方法包括：

获取用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号；

将所述纠正信号与所述激励脉冲进行叠加，得到修正波；

将所述修正波输入至所述旋转变压器的初级，并经所述旋转变压器的次级传输到所述超声阵元，以使二者之间传输的波形满足于在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内。

2.如权利要求1所述的脉冲纠正方法，其特征在于，所述获取用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号的过程，包括：

向所述旋转变压器的初级输入所述激励脉冲并测得其次级产生的顽磁曲线；

根据所述顽磁曲线获取用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号。

3.如权利要求2所述的脉冲纠正方法，其特征在于，所述根据所述顽磁曲线获取用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号的过程，包括：

根据所述旋转变压器的初级输入波形与次级输出波形的波形关系，确定所述旋转变压器次级的目标输出波形对应的初级的目标输入波形；其中，所述目标输出波形为降低所述顽磁曲线在脉冲结束时刻的信号强度后得到的波形；

在所述激励脉冲与纠正信号叠加后得到所述目标输入波形的约束条件下，生成所述纠正信号。

4.如权利要求3所述的脉冲纠正方法，其特征在于，所述根据所述旋转变压器的初级输入波形与次级输出波形的波形关系，确定所述旋转变压器次级的目标输出波形对应的初级的目标输入波形；在所述激励脉冲与纠正信号叠加后得到所述目标输入波形的约束条件下，生成所述纠正信号的过程，包括：

根据所述激励脉冲的脉宽区分所述顽磁曲线的脉冲主体和顽磁信号；

将所述顽磁信号进行反向，得到纠正信号。

5.一种脉冲纠正电路，其特征在于，应用于包含旋转变压器、超声阵元及用于输出激励脉冲的激励脉冲产生电路的超声设备，脉冲纠正电路包括纠顽电路；其中：

所述纠顽电路的控制端与控制电路连接，所述纠顽电路的输出端与所述激励脉冲产生电路连接，所述激励脉冲产生电路的输出端与所述旋转变压器的初级连接，所述旋转变压器的次级与所述超声阵元连接；

所述纠顽电路用于根据所述控制电路的控制信号生成用于纠正所述旋转变压器的顽磁现象的纠正信号，以将所述激励脉冲和所述纠正信号叠加后输入至所述旋转变压器的初级，并经所述旋转变压器的次级传输到所述超声阵元，最终使二者之间传输的波形满足于在每个脉冲结束的时刻，其信号强度均回落到预设强度范围内；

所述纠顽电路包括数模转换芯片和功率放大电路；其中：

所述数模转换芯片的数字信号输入端作为所述纠顽电路的控制端，所述数模转换芯片的模拟信号输出端与所述功率放大电路的输入端连接，所述功率放大电路的输出端作为所述纠顽电路的输出端；

相应的，所述控制电路具体用于向所述数模转换芯片发送所述纠正信号对应的数字信号，以便于所述功率放大电路将所述数模转换芯片转换得到的模拟信号进行功率放大后输出所述纠正信号。

6.如权利要求5所述的脉冲纠正电路，其特征在于，所述功率放大电路包括工作在线性放大区的PNP型三极管；其中：

所述PNP型三极管的基极作为所述功率放大电路的输入端，所述PNP型三极管的集电极接入第一直流电源，所述PNP型三极管的发射极作为所述功率放大电路的输出端。

7.如权利要求5所述的脉冲纠正电路，其特征在于，所述纠顽电路还包括：

挂接于所述控制电路与所述数模转换芯片的数字信号输入端的连接线路上、用于滤除二者连接线路上的谐波的滤波电路。

8.如权利要求7所述的脉冲纠正电路，其特征在于，所述纠顽电路还包括：

设于所述数模转换芯片的模拟信号输出端和所述功率放大电路的输入端的连接线路上、用于防止所述纠正信号失真的信号整形电路。

9.如权利要求5-8任一项所述的脉冲纠正电路，其特征在于，所述激励脉冲产生电路包括第一开关管、第一二极管、第二开关管及第二二极管；所述激励脉冲产生电路的控制端包括第一控制端和第二控制端；其中：

所述第一开关管的第一端接入第三直流电源，所述第一开关管的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阳极连接并作为所述激励脉冲产生电路的输出端，所述激励脉冲产生电路的输出端与所述纠顽电路的输出端连接，所述第二二极管的阴极和所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端接地，所述第一开关管的控制端作为所述激励脉冲产生电路的第一控制端，所述第二开关管的控制端作为所述激励脉冲产生电路的第二控制端；

相应的，所述控制电路具体用于通过控制所述第一开关管和所述第二开关管的开通情况使所述激励脉冲产生电路输出所述超声设备所需的激励脉冲。

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