CN201290692Y - 一种有源发射接收模式转换开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种有源发射接收模式转换开关，包括依次连接的桥接模块、钳位模块和阻抗匹配模块，所述桥接模块用于隔离高压发射脉冲，所述钳位模块用于对所述桥接模块的泄漏电压进行钳位，所述阻抗匹配模块用于阻断回波信号的反射。本实用新型有源发射接收模式转换开关设置桥接模块，隔离高压发射脉冲，并且采用有源的工作方式，大大降低了回波信号经过转换开关时的损耗，同时在桥接模块中设置滤波电感，有效降低了电源噪声，本实用新型有源发射接收模式转换开关设置阻抗匹配模块阻断了回波信号的反射，是发射接收模式转换开关领域的一大进步。
Description
技术领域
本实用新型涉及超声成像设备技术领域，具体涉及一种超声成像系统有源发射接收模式转换开关(T/R Switch)。
背景技术
在超声成像系统中，通过向压电材料构成超声探头施加一定的电压(VTx)，从而将电能转换为超声波；该超声波在人体内传播时，会在体内组织间的不均匀面上产生反射，通过接收这些回波信号(VRx)可以探测人体内的情况。由于发射和接收使用同一个超声探头，为了防止发射的高压损坏接收端的放大器，通常需要一个发射接收模式转换开关，来隔离发射的高压和接收的微弱回波信号。
如图1所示，比较常用的T/R Switch是由一对二极管构成简单的钳位(Clamp)电路，其主要缺点有两个，一是该电路并不能有效阻断发射时的瞬时高压，其泄漏部分容易造成接收端的损坏；二是微弱回波信号通过该电路时存在一定的损耗，影响超声图像的质量。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种有源发射接收模式转换开关(Active T/R Switch)，克服现有技术的发射接收模式转换开关不能有效阻断发射时的瞬时高压以及回波信号存在一定损耗，影响超声图像质量的缺陷。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种有源发射接收模式转换开关，包括依次连接的桥接模块、钳位模块和阻抗匹配模块，所述桥接模块隔离高压发射脉冲，所述钳位模块对所述桥接模块的泄漏电压进行钳位，所述阻抗匹配模块阻断回波信号的反射。
所述的有源发射接收模式转换开关，其中所述桥接模块设为二极管桥接电路。
所述的有源发射接收模式转换开关，其中所述钳位模块设为二极管钳位电路。
所述的有源发射接收模式转换开关，其中所述阻抗匹配模块设为阻抗匹配网络。
所述的有源发射接收模式转换开关，其中所述二极管桥接电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4，还包括第一电容C1、第二电容C2，还包括第一电阻R1、第二电阻R2，第一二极管D1与第二二极管D2串联，第三二极管D3与第四二极管D4串联，第一二极管D1的正极连接第三二极管D3的正极和第一电阻R1，第二二极管D2的负极连接第四二极管D4的负极和第二电阻R2，第一二极管D1的负极连接第一电容C1，第三二极管D3的负极连接第二电容C2。
所述的有源发射接收模式转换开关，其中所述二极管桥接电路还包括第一电感L1和第二电感L2，第一电感L1接入第一电阻R1和第一二极管D1的正极之间，第二电感L2接入第二电阻R2和第二二极管D2的负极之间。
所述的有源发射接收模式转换开关，其中所述二极管钳位电路包括第五二极管D5和第六二极管D6，第五二极管D5的正极连接第六二极管D6的负极，第五二极管D5的负极连接第六二极管D6的正极并接地。
所述的有源发射接收模式转换开关，其中所述阻抗匹配网络包括第三电阻R3和第三电感L3，第三电阻R3和第三电感L3首尾连接并有一共极端接地。
所述的有源发射接收模式转换开关，其中所述阻抗匹配网络还包括第三电容C3，第三电容C3与第三电阻R3和第三电感L3的非接地的共极端连接。
本实用新型的有益效果：本实用新型有源发射接收模式转换开关设置桥接模块，隔离高压发射脉冲，并且采用有源的工作方式，大大降低了回波信号经过转换开关时的损耗，同时在桥接模块中设置滤波电感，有效降低了电源噪声，本实用新型有源发射接收模式转换开关设置阻抗匹配模块阻断了回波信号的反射，是发射接收模式转换开关领域的一大进步。
附图说明
本实用新型包括如下附图：
图1为现有技术发射接收模式转换开关示意图；
图2为本实用新型有源发射接收模式转换开关模块示意图；
图3为本实用新型有源发射接收模式转换开关示意图；
图4为本实用新型有源发射接收模式转换开关电路图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：
如图2和图3所示，本实用新型有源发射接收模式转换开关，包括依次连接的桥接模块、钳位模块和阻抗匹配模块，所述桥接模块隔离高压发射脉冲，所述钳位模块对所述桥接模块的泄漏电压进行钳位，所述阻抗匹配模块阻断回波信号的反射。所述桥接模块设为二极管桥接电路，该电路隔离高压发射脉冲，但通常会有几伏的泄漏电压，电路使用正负双电源供电，保证二极管处于导通状态，所以能有效减少回波信号的损耗。所述钳位模块设为二极管钳位电路，该电路将从二极管桥接电路泄漏出来的电压钳位至几百毫伏，防止接收放大电路的饱和。所述阻抗匹配模块设为阻抗匹配网络，为防止回波信号的反射，需要在放大器之前增加阻抗匹配网络。
如图4所示，C1为隔直电容，作用是让交流回波信号通过，而阻断二极管桥接电路的直流偏置电流。二极管D1、D2、D3、D4构成桥接电路，由于高压发射电压会耦合到二级管桥上，所以需要选用耐高压二极管对。R1、R2为二级管桥提供直流偏置，在电源±Vpower(通常为±5V)的驱动下，使桥接二极管处于导通状态。由于二极管的正向导通电压VF通常为1V左右，正向导通电流IF为50mA左右，所以要求偏置电阻的值为：
R1＝R2＝(Vpower-VF)/IF
微弱的回波信号会通过导通的二极管到达桥的另一端，由于有电源的驱动，会大大降低回波信号在二极管上的损耗。但回波信号对噪声很敏感，特别是电源噪声，所以在桥接电路处要增加滤波电感L1、L2，滤除电源噪声，同时也隔离发射脉冲对电源的干扰。
电容C2作用同C1一样，为隔直电容，通过交流回波信号而隔断桥接电路的直流偏置。
二极管D5、D6构成钳位电路。防止接收放大电路的饱和，该二极管对应选用正向导通电压较低的二极管，通常使通过的回波信号限制在±300mV左右。
R3和L3组成阻抗匹配网络，匹配阻抗应该等于信号源的内阻，因而电阻和电感的值随不同的探头而有一定的区别，通常其范围为50欧姆至1000欧姆。
C3同样为隔直电容，不同的是其作用是阻断接收放大器内部的偏置电流。
本领域技术人员不脱离本实用新型的实质和精神，可以有多种变形方案实现本实用新型，以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。
Claims (9)
1、一种有源发射接收模式转换开关，其特征在于：包括依次连接的桥接模块、钳位模块和阻抗匹配模块，所述桥接模块隔离高压发射脉冲，所述钳位模块对所述桥接模块的泄漏电压进行钳位，所述阻抗匹配模块阻断回波信号的反射。
2、根据权利要求1所述的有源发射接收模式转换开关，其特征在于：所述桥接模块设为二极管桥接电路。
3、根据权利要求2所述的有源发射接收模式转换开关，其特征在于：所述钳位模块设为二极管钳位电路。
4、根据权利要求3所述的有源发射接收模式转换开关，其特征在于：所述阻抗匹配模块设为阻抗匹配网络。
5、根据权利要求2所述的有源发射接收模式转换开关，其特征在于：所述二极管桥接电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，还包括第一电容、第二电容，还包括第一电阻、第二电阻，第一二极管与第二二极管串联，第三二极管与第四二极管串联，第一二极管的正极连接第三二极管的正极和第一电阻，第二二极管的负极连接第四二极管的负极和第二电阻，第一二极管的负极连接第一电容，第三二极管的负极连接第二电容。
6、根据权利要求5所述的有源发射接收模式转换开关，其特征在于：所述二极管桥接电路还包括第一电感和第二电感，第一电感接入第一电阻和第一二极管的正极之间，第二电感接入第二电阻和第二二极管的负极之间。
7、根据权利要求3所述的有源发射接收模式转换开关，其特征在于：所述二极管钳位电路包括第五二极管和第六二极管，第五二极管的正极连接第六二极管的负极，第五二极管的负极连接第六二极管的正极并接地。
8、根据权利要求4所述的有源发射接收模式转换开关，其特征在于：所述阻抗匹配网络包括第三电阻和第三电感，第三电阻和第三电感首尾连接并有一共极端接地。
9、根据权利要求8所述的有源发射接收模式转换开关，其特征在于：所述阻抗匹配网络还包括第三电容，第三电容与第三电阻和第三电感的非接地的共极端连接。
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| CNU2008202131426U CN201290692Y (zh) | 2008-11-04 | 2008-11-04 | 一种有源发射接收模式转换开关 |
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| CNU2008202131426U CN201290692Y (zh) | 2008-11-04 | 2008-11-04 | 一种有源发射接收模式转换开关 |
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| CN201290692Y true CN201290692Y (zh) | 2009-08-19 |
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| CNU2008202131426U Expired - Fee Related CN201290692Y (zh) | 2008-11-04 | 2008-11-04 | 一种有源发射接收模式转换开关 |
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| CN (1) | CN201290692Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109512462A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-03-26 | 中聚科技股份有限公司 | 一种高信噪比的胎心监护系统 |
| CN111625045A (zh) * | 2020-05-23 | 2020-09-04 | 上海沪工焊接集团股份有限公司 | 一种应用于逆变焊机高精度电流控制的温度补偿电路 |
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2008
- 2008-11-04 CN CNU2008202131426U patent/CN201290692Y/zh not_active Expired - Fee Related
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