JP2002065672A - Ultrasonic diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device

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JP2002065672A
JP2002065672A JP2000265167A JP2000265167A JP2002065672A JP 2002065672 A JP2002065672 A JP 2002065672A JP 2000265167 A JP2000265167 A JP 2000265167A JP 2000265167 A JP2000265167 A JP 2000265167A JP 2002065672 A JP2002065672 A JP 2002065672A
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transmission
wave
amplifier circuit
amplifier
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JP2000265167A
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Japanese (ja)
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Mitsuhiro Oshiki
光博 押木
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve the decrease in scales of two kinds transmitting wave amplification circuits respectively for a pulse wave and for a continuous wave. SOLUTION: An input terminal 1 to which a transmitting wave signal for the pulse wave and a transmitting wave signal for the continuous wave are inputted in a common way, a common amplification circuit 2 connected to the input terminal 1, an amplification circuit 4 for the pulse wave and an amplification circuit 5 for the continuous wave each connected to the output of the common amplification circuit 2, an output terminal 6 comprising a common connection of the outputs each for the amplification circuit for the pulse wave and the amplification circuit for the continuous wave are equipped to construct the amplification circuits allowing to decrease the scale of the circuits by common use of a part of the amplification circuits.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
係り、特に超音波振動子をパルスと連続波の超音波によ
って切り替え駆動する機能を備えた超音波診断装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly, to an ultrasonic diagnostic apparatus having a function of switching and driving an ultrasonic vibrator by pulse and continuous wave ultrasonic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波診断装置は、基本的に、圧電材料
で形成された振動子に電圧を印加し、これにより発生す
る超音波を被検体に送信し、被検体から発する反射波か
ら様々な情報を取り出して、被検体内の状態を知るため
のものである。
2. Description of the Related Art An ultrasonic diagnostic apparatus basically applies a voltage to a vibrator made of a piezoelectric material, transmits ultrasonic waves generated by the voltage to a subject, and generates various ultrasonic waves from reflected waves emitted from the subject. This is for extracting important information and knowing the state inside the subject.

【0003】ここで、振動子に印加する電圧波形として
は、一般に、診断目的に応じてパルス波(PW)方式と
連続波(CW)方式が使い分けられている。パルス波方
式は、距離分解能の劣化を避けるために用いられるもの
で、1回の送信において比較的大振幅のパルスを数波送
信する方式である。他方、連続波方式は、ドプラ画像等
の生成においてドプラ情報を確保して感度向上を図るた
め、多くのパルスを含んだバースト波もしくは小振幅の
連続波を送信する方式である。
Here, as a voltage waveform applied to the vibrator, a pulse wave (PW) method and a continuous wave (CW) method are generally used depending on the purpose of diagnosis. The pulse wave method is used to avoid deterioration of the distance resolution, and is a method of transmitting several waves of relatively large amplitude pulses in one transmission. On the other hand, the continuous wave method is a method of transmitting a burst wave containing many pulses or a continuous wave of small amplitude in order to secure Doppler information in generating a Doppler image or the like and improve sensitivity.

【0004】一方、被検体に直接接触させて超音波の送
受を行なう探触子は、一般に、多数の振動子を直線状又
は曲線状に配列して形成されている。そして、任意の送
受波口径に対応した振動子(エレメント)群を選択し、順
次それらの振動子を駆動しながら所望の超音波ビームを
形成する。したがって、多数の振動子に対して、それぞ
れ独立して超音波信号の送受を行なうようになってい
る。
On the other hand, a probe that transmits and receives ultrasonic waves by directly contacting a subject is generally formed by arranging a large number of transducers in a linear or curved shape. Then, a transducer (element) group corresponding to an arbitrary transmission / reception aperture is selected, and a desired ultrasonic beam is formed while sequentially driving the transducers. Therefore, ultrasonic signals are transmitted and received independently of each other to a large number of transducers.

【0005】しかしながら、全ての振動子に対して超音
波の送受信回路を一対一に設けるとなると、電気回路部
品や信号ケーブル等が膨大な数になる。そこで、一般
に、送受波回路は送受口径に対応した振動子の数だけ設
け、駆動する振動子をスイッチにより切り替えて送受波
回路に接続するようにして、回路規模等の縮小を図って
いる。
[0005] However, if one ultrasonic transmission / reception circuit is provided for all transducers, an enormous number of electric circuit components, signal cables and the like are required. Therefore, generally, the transmitting and receiving circuits are provided by the number of transducers corresponding to the transmitting and receiving apertures, and the driven transducers are switched by switches to be connected to the transmitting and receiving circuits, thereby reducing the circuit scale and the like.

【0006】他方、超音波診断装置においては、S/N
改善や深部の感度向上などの画質向上の要請があり、こ
れに対応するために大口径化のシステムが開発され、送
受波回路の回路規模が大きくなる傾向がある。
On the other hand, in an ultrasonic diagnostic apparatus, S / N
There has been a demand for improvement in image quality such as improvement and sensitivity in deep areas, and a system with a large diameter has been developed to respond to this, and the circuit scale of the transmission / reception circuit tends to increase.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、パルス方式
と連続波方式の双方の機能を備えるためには、それらの
送受信波の電気的特性が異なるため、アナログアンプを
用いてゲインを固定して使用する従来の送波アンプ回路
の場合は、パルス用と連続波用の2種類の送波アンプ回
路を独立に設けなければならない。したがって、駆動す
る振動子数の2倍の数の送波アンプ回路が必要となり、
大口径化により益々回路規模が大きくなるとともに、設
置スペース増大などの問題から、改良することが要請さ
れている。
By the way, in order to provide the functions of both the pulse system and the continuous wave system, since the electrical characteristics of the transmitted and received waves are different, the gain is fixed using an analog amplifier. In the case of the conventional transmission amplifier circuit described above, two types of transmission amplifier circuits for pulse and continuous wave must be provided independently. Therefore, twice as many wave transmitting amplifier circuits as the number of vibrators to be driven are required.
Along with the increase in the diameter, the circuit scale becomes larger and the installation space is increased.

【0008】また、振動子を駆動して超音波を発生させ
るためには、振動子に十分な振動歪を生じさせなければ
ならないが、そのためには一般に100V程度の電圧を
印加する必要がある。このような電圧を送波アンプ回路
で発生させるため、大口径化により消費電力が益々増大
するという問題がある。この消費電力を削減する方法と
して、送波アンプ回路の電源をスイッチングして消費電
力を抑えることが考えられるが、100Vの電圧のスイ
ッチングには時間がかかり、それによって診断モードに
制限が生ずるおそれがあるので好ましくない。
In order to generate ultrasonic waves by driving the vibrator, it is necessary to generate sufficient vibration distortion in the vibrator. For this purpose, it is generally necessary to apply a voltage of about 100 V. Since such a voltage is generated by the transmission amplifier circuit, there is a problem that power consumption is further increased due to an increase in diameter. As a method of reducing the power consumption, it is conceivable to suppress the power consumption by switching the power supply of the transmission amplifier circuit. However, it takes time to switch the voltage of 100 V, which may limit the diagnostic mode. Is not preferred.

【0009】また、診断モードに合わせてパルス用と連
続波用の送波アンプ回路を切り替えて使うことになる
が、その切り替えは一般にアナログスイッチなどにより
行なわれている。しかし、アナログスイッチのオン抵抗
の影響によるアンプ出力特性の劣化が生じたり、スイッ
チングノイズの混入により送波波形が歪み、これにより
画質劣化が生ずるおそれがある。これを回避しようとす
ると、専用回路の構築が必要になり、回路規模の増大に
つながるという問題がある。
Further, the transmission amplifier circuit for pulse and continuous wave is used by switching according to the diagnosis mode, and the switching is generally performed by an analog switch or the like. However, there is a possibility that the output characteristics of the amplifier may be deteriorated due to the influence of the on-resistance of the analog switch, or the transmission waveform may be distorted due to the mixing of switching noise, thereby deteriorating image quality. To avoid this, there is a problem that a dedicated circuit needs to be constructed, which leads to an increase in circuit scale.

【0010】本発明は、パルス波用と連続波用の2種類
の送波アンプ回路の規模を縮小化することを課題とす
る。
An object of the present invention is to reduce the scale of two types of transmission amplifier circuits for pulse waves and continuous waves.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る送波アンプ回路は、パルス波用の送波
信号と連続波用の送波信号とが共通に入力される入力端
と、該入力端に接続された共通増幅回路と、該共通増幅
回路の出力にそれぞれ接続されたパルス波用増幅回路及
び連続波用増幅回路と、前記パルス波用増幅回路及び前
記連続波用増幅回路の出力を共通接続してなる出力端と
を備えてなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a transmission amplifier circuit according to the present invention comprises an input terminal to which a pulse wave transmission signal and a continuous wave transmission signal are commonly input. A common amplifier circuit connected to the input terminal, a pulse wave amplifier circuit and a continuous wave amplifier circuit respectively connected to the output of the common amplifier circuit, the pulse wave amplifier circuit and the continuous wave amplifier And an output terminal formed by connecting the outputs of the circuits in common.

【0012】すなわち、本発明は、パルス波用と連続波
用の送波アンプは、少なくとも増幅特性が異なるが、2
段増幅を適用して前段の増幅回路を共用化することによ
り、送波アンプ回路の回路規模を小さくしたのである。
例えば、連続波用の送波アンプの増幅率が10倍程度
で、パルス波用の送波アンプの増幅率が50〜60倍の
場合、前段の増幅回路である共通増幅回路の増幅率を1
0倍程度に設定し、後段の増幅回路であるパルス波用増
幅回路の増幅率を5〜6倍、連続波用増幅回路の増幅率
を1倍程度に設定することにより実現できる。
That is, according to the present invention, the transmission amplifiers for the pulse wave and the continuous wave have at least different amplification characteristics.
The circuit scale of the transmission amplifier circuit was reduced by applying the stage amplification and sharing the preceding amplification circuit.
For example, when the amplification factor of the transmission amplifier for the continuous wave is about 10 times and the amplification factor of the transmission amplifier for the pulse wave is 50 to 60 times, the amplification factor of the common amplification circuit which is the preceding amplification circuit is 1
This can be realized by setting the gain to about 0 times, setting the gain of the pulse wave amplifier circuit, which is the subsequent amplifier circuit, to 5 to 6 times, and the gain of the continuous wave amplifier circuit to about 1 time.

【0013】また、後段のパルス波用増幅回路及び連続
波用増幅回路の増幅素子としてトランジスタ(例えば、
FETなど)を用いた場合、直流バイアスを印加するバ
イアス回路を設け、入力信号の電圧が小さい範囲から動
作可能にすることが好ましい。しかし、この場合、使用
しない増幅回路の増幅素子にもバイアス電流が流れる。
そこで、パルス波用と連続波用のモード選択信号に基づ
いて、後段の増幅回路の増幅素子を強制的にオン、オフ
する制御回路を設けることが望ましい。
Further, transistors (for example, transistors, for example) are used as amplifying elements of the subsequent-stage pulse wave amplifier circuit and continuous wave amplifier circuit.
When an FET or the like is used, it is preferable to provide a bias circuit for applying a DC bias so that the input signal can operate from a small voltage range. However, in this case, the bias current also flows through the amplifying element of the unused amplifier circuit.
Therefore, it is desirable to provide a control circuit that forcibly turns on and off the amplifying element of the subsequent amplifying circuit based on the mode selection signals for the pulse wave and the continuous wave.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の超音波診断装置に
係る送波アンプ回路の実施の形態を図に基づいて説明す
る。図1に送波アンプ回路の一実施形態の概念構成図を
示し、図2に本発明に係る送波アンプ回路を適用した超
音波診断装置のブロック構成図を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a transmission amplifier circuit according to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a conceptual configuration diagram of an embodiment of a transmission amplifier circuit, and FIG. 2 shows a block configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus to which the transmission amplifier circuit according to the present invention is applied.

【0015】図2に示すように、超音波診断装置は、超
音波の探触子11と、送波処理回路12と、送波アンプ
回路13と、受波アンプ回路14と、整相処理回路15
と、信号処理回路16と、画像処理回路17と、表示モ
ニタ18とを備えて構成されている。探触子11は、図
示していないが、多数の振動子を配列して形成され、被
検体の表面に密着させて用いられる。各振動子は、一般
に、入力されるパルス波又は連続波の送波信号を超音波
に変換して被検体に発射する機能と、被検体の内部から
反射する超音波を受けて電気信号の受波信号に変換して
出力する機能を有して形成されている。
As shown in FIG. 2, the ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 11, a transmission processing circuit 12, a transmission amplifier circuit 13, a reception amplifier circuit 14, a phasing processing circuit, Fifteen
, A signal processing circuit 16, an image processing circuit 17, and a display monitor 18. Although not shown, the probe 11 is formed by arranging a number of transducers, and is used in close contact with the surface of the subject. In general, each transducer converts an input pulse wave or continuous wave transmission signal into an ultrasonic wave and emits the ultrasonic wave to the subject, and receives an ultrasonic signal reflected from the inside of the subject to receive an electric signal. It is formed to have a function of converting into a wave signal and outputting it.

【0016】送波処理回路12は、図示していない超音
波発信器から出力される基本周波数f0の送波信号を、
所定の振動子に送信する時間を調整して出力する。つま
り、短冊状に配列された複数の振動子から発する超音波
が、可変設定される被検体内の1つの焦点に到達する時
間を一致させるように、それぞれの超音波振動子に送信
する送信波信号の発信タイミング(位相)を制御してい
る。送波アンプ回路13は、送波処理回路12から出力
される各振動子に向けた送波信号を増幅して、探触子1
1の対応する振動子に供給するようになっている。本実
施形態では、送波処理回路12と送波アンプ回路13
は、パルス波(PW)と連続波(CW)の双方を選択に
合わせて送波するようになっている。
The transmission processing circuit 12 converts a transmission signal of a fundamental frequency f 0 output from an ultrasonic transmitter (not shown) into
The transmission time to a predetermined oscillator is adjusted and output. That is, the transmission waves transmitted to the respective ultrasonic transducers so that the ultrasonic waves emitted from the plurality of transducers arranged in a strip form arrive at one focal point in the subject which is variably set. The signal transmission timing (phase) is controlled. The transmission amplifier circuit 13 amplifies the transmission signal output from the transmission processing circuit 12 and directed to each transducer, and amplifies the probe 1
One corresponding vibrator is supplied. In the present embodiment, the transmission processing circuit 12 and the transmission amplifier circuit 13
Is designed to transmit both a pulse wave (PW) and a continuous wave (CW) according to the selection.

【0017】受波アンプ回路14は、複数の振動子から
出力される複数の受波信号を、送波信号と分離して受信
し、増幅する機能を有している。この受波アンプ回路1
4からは、各振動子の数に対応した数の受波信号が、そ
れぞれ独立した受波信号として整相処理回路15に入力
される。整相処理回路15は、入力される受波信号を取
り込み、上述した送波処理回路12の場合とは逆に、被
検体内の1つの焦点から発する反射波が短冊状に配列さ
れた複数の振動子に到達する時間のずれをなくすため、
それぞれの振動子から出力される受波信号の位相を遅延
して一致させ、一致させた複数の受波信号を加算して受
信ビーム信号を形成し、1つの焦点からの音響特性情報
を得るようになっている。整相処理回路15から出力さ
れる受信信号aは、信号処理回路16に入力され、フィ
ルタ処理、圧縮処理、検波処理、エンハンス、ドプラ演
算処理等の信号処理を施し、その処理結果を画像処理回
路17にに出力する。画像処理回路17は、ディジタル
・スキャン・コンバータ(DSC)の機能を有し、受波信
号を画像データに変換して表示モニタ18に描画させる
ようになっている。
The receiving amplifier circuit 14 has a function of receiving a plurality of received signals output from a plurality of transducers separately from a transmitted signal, and amplifying the received signals. This receiving amplifier circuit 1
From 4, the number of received signals corresponding to the number of transducers is input to the phasing processing circuit 15 as independent received signals. The phasing processing circuit 15 captures the input received signal, and, contrary to the case of the above-described transmission processing circuit 12, a plurality of reflected waves emitted from one focal point in the subject are arranged in a strip shape. In order to eliminate the time lag to reach the vibrator,
The phase of the received signal output from each transducer is delayed and matched, a plurality of matched received signals are added to form a received beam signal, and acoustic characteristic information from one focal point is obtained. It has become. The received signal a output from the phasing processing circuit 15 is input to a signal processing circuit 16 and subjected to signal processing such as filter processing, compression processing, detection processing, enhancement, and Doppler arithmetic processing. Output to 17. The image processing circuit 17 has a function of a digital scan converter (DSC), and converts a received signal into image data and causes the display monitor 18 to draw the image data.

【0018】図2の実施形態における送波アンプ回路1
3は、図1に示すように、入力端子1に接続された前段
増幅器であるオペアンプ(OPアンプ)2と、このオペア
ンプ2の出力に接続された後段増幅器3とを備えて形成
されている。後段増幅器3は、オペアンプ2の出力にそ
れぞれ接続されたパルス波増幅用のPW増幅部4及び連
続波増幅用のCW増幅部5を有して構成されている。そ
して、それらのPW増幅部4とCW増幅部5の出力は出
力端子6に共通接続され、増幅された送波信号が図示し
ていない振動子に供給されるようになっている。また、
PW増幅部4とCW増幅部5には、パルス波用と連続波
用の診断モード選択信号に応じた制御信号Tcontが入力
され、PW増幅部4とCW増幅部5のいずれか一方の増
幅素子の動作をオフするようになっている。
The transmission amplifier circuit 1 in the embodiment of FIG.
As shown in FIG. 1, reference numeral 3 denotes an operational amplifier (OP amplifier), which is a pre-amplifier connected to the input terminal 1, and a post-amplifier 3 connected to the output of the operational amplifier 2. The post-amplifier 3 includes a pulse wave amplification PW amplification unit 4 and a continuous wave amplification CW amplification unit 5 connected to the output of the operational amplifier 2, respectively. The outputs of the PW amplifying unit 4 and the CW amplifying unit 5 are commonly connected to an output terminal 6, so that the amplified transmission signal is supplied to a vibrator (not shown). Also,
A control signal Tcont corresponding to a diagnostic mode selection signal for a pulse wave and a continuous wave is input to the PW amplifying unit 4 and the CW amplifying unit 5, and one of the amplifying elements of the PW amplifying unit 4 and the CW amplifying unit 5 is used. Is turned off.

【0019】すなわち、PW用とCW用のアンプ回路を
2段に分け、前段の増幅回路を共通化し、後段の増幅回
路によりそれぞれに合わせた増幅特性を実現している。
つまり、PWとCWは画像化を行なう際に必要な振幅が
異なるため、後段の増幅回路によりそれぞれに合わせた
増幅を行なう。例えば、CW用の送波アンプの増幅率が
10倍程度で、PW用の送波アンプの増幅率が50〜6
0倍の場合、前段のOPアンプ2の増幅率を10倍程度
に設定し、後段のPW増幅部4の増幅率を5〜6倍、C
W増幅部5の増幅率を1倍程度に設定する。このよう
に、図1の実施の形態によれば、2種類の送波アンプ回
路の前段部を共用化していることから、回路規模を小さ
くすることができる。
That is, the amplifier circuits for PW and CW are divided into two stages, the amplifier circuit of the preceding stage is made common, and the amplification characteristics adapted to each are realized by the amplifier circuit of the subsequent stage.
That is, since the PW and the CW have different amplitudes required when performing imaging, amplification is performed in accordance with the respective amplifiers in the subsequent stage. For example, the amplification factor of the transmission amplifier for CW is about 10 times, and the amplification factor of the transmission amplifier for PW is 50 to 6 times.
In the case of 0 times, the amplification factor of the OP amplifier 2 in the former stage is set to about 10 times, the amplification factor of the PW amplification unit 4 in the latter stage is 5 to 6 times,
The amplification factor of the W amplification unit 5 is set to about one. As described above, according to the embodiment of FIG. 1, since the former stage of the two types of transmission amplifier circuits is shared, the circuit scale can be reduced.

【0020】ここで、図1の後段増幅回路の具体的な回
路構成の一実施形態を図3に示す。図3の実施形態は、
本発明に係る送波アンプ回路の基本構成を示している。
図示のように、PW増幅部4とCW増幅部5は相似形の
回路構成であり、それぞれ増幅素子としてFET(電界
効果型トランジスタ)を用いたプッシュプル回路で形成
されている。すなわち、P型のFET1とN型のFET
2のドレイン同士を接続して出力端子6に接続し、それ
ぞれのソースを電源+HV1、−HV1に接続する。ま
た、FET1とFET2のゲートを共通接続し、抵抗R
1を介してOPアンプ2の出力に接続すると共に、抵抗
R2を介してドレインの共通接続点に接続する。ただ
し、それらの回路素子の回路定数は、要求される増幅特
性に応じで異なる値に設定される。特に、CW増幅部5
のFET1とFET2からなるプッシュプル回路の電源
は+HV2と−HV2のように、PW増幅部4とは異な
る電圧に設定される。
Here, FIG. 3 shows an embodiment of a specific circuit configuration of the post-amplifier circuit of FIG. The embodiment of FIG.
1 shows a basic configuration of a transmission amplifier circuit according to the present invention.
As shown in the figure, the PW amplification unit 4 and the CW amplification unit 5 have a similar circuit configuration, and are each formed by a push-pull circuit using an FET (field effect transistor) as an amplification element. That is, a P-type FET 1 and an N-type FET
The two drains are connected to each other and connected to the output terminal 6, and the respective sources are connected to the power supplies + HV1 and -HV1. Also, the gates of FET1 and FET2 are commonly connected, and a resistor R
1 and to the output of the OP amplifier 2 and to the common drain connection point via a resistor R2. However, the circuit constants of these circuit elements are set to different values according to the required amplification characteristics. In particular, the CW amplifier 5
The power supply of the push-pull circuit composed of FET1 and FET2 is set to a voltage different from that of the PW amplifier 4, such as + HV2 and -HV2.

【0021】このように、図3に示したように、PW増
幅部4とCW増幅部5を相似の回路構成としたことか
ら、回路設計が容易になると共に、前段のOPアンプ2
との結合が容易になる。また、プッシュプル回路を用い
たことから、振動子の低い入力インピーダンスに整合さ
せることが容易である。さらに、ICモジュールで形成
された従来のPW用アンプの入出力ピンに整合させて形
成すれば、本実施形態の送波アンプ回路をそのまま置き
換えることにより、PW/CW両用の送波アンプ回路を
備えた超音波診断装置に形成することができる。
As described above, as shown in FIG. 3, since the PW amplification section 4 and the CW amplification section 5 have similar circuit configurations, the circuit design becomes easy and the OP amplifier 2 in the preceding stage is used.
And the connection is facilitated. Further, since the push-pull circuit is used, it is easy to match the input impedance to the low input impedance of the vibrator. Furthermore, if the transmission amplifier circuit of the present embodiment is formed by matching the input / output pins of a conventional PW amplifier formed by an IC module, the transmission amplifier circuit for both PW / CW is provided by directly replacing the transmission amplifier circuit of the present embodiment. It can be formed in an ultrasonic diagnostic apparatus.

【0022】ここで、一般に、FETの動作はゲート・
ソース間電圧及びドレイン電流によって決まってくる。
図3に示した送波アンプ回路のように、プッシュプル回
路の場合は、FETに直流バイアスをかけないと、入力
信号のレベルが小さい場合に、FETが動作しない場合
があり、出力波形に歪みが生ずるおそれがある。そこ
で、小さな入力信号に対してもFETを動作させるよう
にするために、僅かなドレイン電流をバイアスとして流
しておく必要がある。このバイアス電流は、出力に波形
歪みを生じさせない程度に小さな値に抑えて、発熱によ
る影響を小さくすることが好ましい。
Here, generally, the operation of the FET is determined by the gate
It is determined by the source-to-source voltage and the drain current.
In the case of a push-pull circuit, such as the transmission amplifier circuit shown in FIG. 3, unless a DC bias is applied to the FET, the FET may not operate when the level of the input signal is small, and the output waveform may be distorted. May occur. Therefore, in order to operate the FET even with a small input signal, it is necessary to flow a slight drain current as a bias. It is preferable that the bias current is suppressed to a small value that does not cause waveform distortion in the output, and the influence of heat generation is reduced.

【0023】このような点を考慮したバイアス回路の一
実施形態を図4に示す。同図に示すように、FET1と
FET2のソースと電源+HV、−HV間にそれぞれ抵
抗R13とR23を挿入し、ゲートを抵抗R14とツエ
ナーダイオードZD1及び抵抗R24とツエナーダイオ
ードZD2の直列回路を介してそれぞれ電源+HV、−
HVに接続する。そして、ツエナーダイオードZD1と
抵抗R14の接続点及びツエナーダイオードZD2と抵
抗R24の接続点の間に定電流源8を接続する。また、
入力信号はそれぞれコンデンサC11、C21を介して
FET1とFET2のゲートに入力する。
FIG. 4 shows an embodiment of the bias circuit in consideration of such points. As shown in the figure, resistors R13 and R23 are inserted between the sources of FET1 and FET2 and the power supplies + HV and -HV, respectively. Power supply + HV,-
Connect to HV. Then, the constant current source 8 is connected between a connection point between the Zener diode ZD1 and the resistor R14 and a connection point between the Zener diode ZD2 and the resistor R24. Also,
The input signal is input to the gates of FET1 and FET2 via capacitors C11 and C21, respectively.

【0024】ここで、ツエナーダイオードZD1、ZD
2のツエナー電位をVz(V)とすると、FET1のゲ
ート電位は、 +HV−Vz に固定される。FET2についても同様である。そし
て、ドレイン電流Idを前述した消費電力を抑え、かつ
出力波形の歪みを抑える値に決定する。このIdは、ソ
ースに接続してある抵抗R13,R23を調整して、最
適な値に設定する。これにより、FET1のソース電位
は、 +HV−R13・Id になる。そうすると、FET1のゲート・ソース間電圧
Vgsは、 −Vz+R13・Id となり、電源電圧+HVに無関係に定まることになる。
すなわち、ツエナ−ダイオードZDによりバイアス回路
を形成したことから、PW増幅部4とCW増幅部5は、
電源電圧HV1,HV2に関わらず同一の動作をするこ
とになる。
Here, Zener diodes ZD1, ZD
Assuming that the zener potential of No. 2 is Vz (V), the gate potential of FET1 is fixed at + HV-Vz. The same applies to FET2. Then, the drain current Id is determined to a value that suppresses the above-described power consumption and suppresses the distortion of the output waveform. This Id is set to an optimum value by adjusting the resistors R13 and R23 connected to the source. As a result, the source potential of the FET 1 becomes + HV-R13 · Id. Then, the gate-source voltage Vgs of the FET 1 becomes −Vz + R13 · Id, which is determined independently of the power supply voltage + HV.
That is, since the bias circuit is formed by the Zener diode ZD, the PW amplification unit 4 and the CW amplification unit 5
The same operation is performed regardless of the power supply voltages HV1 and HV2.

【0025】図3において、PW増幅部4とCW増幅部
5のどちらの回路を動作させるかは、制御信号Tcontに
より選択切り換えする。例えば、Tcontを2値論理信号
とし、L(Low)時はCW動作、H(High)時はPW
動作に設定する。そして、TcontのH,Lに基づいて、
PW増幅部4とCW増幅部5のいずれかのFET1、F
ET2の動作をオン、オフするようにする。具体的に
は、図5に示すスイッチング制御回路により実現でき
る。つまり、FET1のゲートと電源+HV間にバイポ
ーラトランジスタQ1を挿入接続し、そのベースに抵抗
R15を介してTcontを入力するとともに、そのベース
を抵抗R16を介して電源+HVに接続する。ここで、
TcontのHレベルは+HVに設定され、Lレベルは+H
V−αに設定されているものとする。同図は、FET1
についてのみのスイッチング制御回路を示しているが、
FET2についても同様に構成する。
In FIG. 3, which of the PW amplifier 4 and the CW amplifier 5 is operated is selectively switched by a control signal Tcont. For example, Tcont is a binary logic signal, CW operation at L (Low), PW at H (High).
Set to action. Then, based on H and L of Tcont,
Any one of the FETs 1 and F of the PW amplifier 4 and the CW amplifier 5
The operation of ET2 is turned on and off. Specifically, it can be realized by the switching control circuit shown in FIG. That is, the bipolar transistor Q1 is inserted and connected between the gate of the FET1 and the power supply + HV, Tcont is input to the base via the resistor R15, and the base is connected to the power supply + HV via the resistor R16. here,
The H level of Tcont is set to + HV, and the L level is + H
It is assumed that V-α is set. The figure shows FET1
Although only a switching control circuit is shown for
The same applies to FET2.

【0026】このように構成されることから、Tcontが
Hのとき、トランジスタQ1のベースに+HVの電位が
かかり、トランジスタQ1のベース・エミッタ間の電圧
は等しいので、トランジスタQ1はオフの状態になる。
これにより、FET1にはトランジスタQ1がない時と
同じように、図4のバイアス回路によってドレイン電流
が流れてオンする。つまり、TcontがHのとき、FET
1はオンして、PW増幅部4が選択されて動作する。一
方、TcontがLのとき、トランジスタQ1のベースに+
HV−αの電位がかかる。ここで、αをトランジスタQ
1が十分オンする値に設定することにより、トランジス
タQ1のベース・エミッタ間の電圧はαとなり、トラン
ジスタQ1はオンする。つまり、トランジスタQ1にエ
ミッタ電流が流れ、FET1のゲート電位が+HVとほ
ぼ同電位になる。その結果、FET1が動作するのに必
要なゲート・ソース間電圧が十分にとれず、FET1は
オフする。つまり、TcontがLのとき、FET1がオフ
し、PW増幅部4の動作が停止する。なお、CW増幅部
5の場合は、スイッチング回路をTcontに対してPW増
幅部4の反対の状態を作ることにより実現できる。
With this configuration, when Tcont is H, a potential of + HV is applied to the base of the transistor Q1, and the voltage between the base and the emitter of the transistor Q1 is equal, so that the transistor Q1 is turned off. .
As a result, as in the case where the transistor Q1 is not provided in the FET1, a drain current flows by the bias circuit of FIG. 4 and the FET1 is turned on. That is, when Tcont is H, FET
1 turns on, and the PW amplifying unit 4 is selected and operated. On the other hand, when Tcont is L, +
The potential of HV-α is applied. Here, α is the transistor Q
By setting 1 to a value enough to turn on, the voltage between the base and the emitter of transistor Q1 becomes α, and transistor Q1 turns on. That is, an emitter current flows through the transistor Q1, and the gate potential of the FET 1 becomes substantially equal to + HV. As a result, the gate-source voltage required for the operation of the FET 1 cannot be sufficiently obtained, and the FET 1 is turned off. That is, when Tcont is L, the FET 1 is turned off, and the operation of the PW amplifier 4 stops. In the case of the CW amplifying unit 5, the switching circuit can be realized by creating a state opposite to the PW amplifying unit 4 with respect to Tcont.

【0027】このように、図5に示したスイッチング制
御回路によれば、図示していない超音波診断装置の制御
手段から、PWモード又はCWモードの選択信号に基づ
いて出力されるTcontにあわせて、PW増幅部4とCW
増幅部5の切り替えを行わせることができる。しかも、
本実施形態によれば、FETをオフするようにしている
ことから、図4で説明したバイアス電流を止めることに
なるので、無駄な消費電流を削減することができる。
As described above, according to the switching control circuit shown in FIG. 5, according to the Tcont output from the control means (not shown) of the ultrasonic diagnostic apparatus based on the selection signal of the PW mode or the CW mode. , PW amplifier 4 and CW
Switching of the amplification unit 5 can be performed. Moreover,
According to the present embodiment, since the FET is turned off, the bias current described with reference to FIG. 4 is stopped, so that unnecessary current consumption can be reduced.

【0028】特に、図3の実施形態によれば、PW増幅
部4とCW増幅部5の入出力端が共通接続されているの
で、両者間のクロストークの問題が気になる。この点、
図5のスイッチング制御回路によりFETを完全にオフ
するようにしているから、クロストークの問題がない。
すなわち、動作していない方のFETのゲート電位は、
ゲートにどのような電圧が入力されても、トランジスタ
Q1による短絡効果により、P型の場合はソース電位よ
り低くなることはなく、またN型の場合はソース電位よ
り高くなることはないので、FETは完全にオフの状態
になるのである。
In particular, according to the embodiment shown in FIG. 3, since the input and output terminals of the PW amplifying unit 4 and the CW amplifying unit 5 are connected in common, the problem of crosstalk between them is bothersome. In this regard,
Since the switching control circuit of FIG. 5 completely turns off the FET, there is no problem of crosstalk.
That is, the gate potential of the inactive FET is
No matter what voltage is applied to the gate, the transistor Q1 will not lower the source potential in the case of P-type and will not be higher than the source potential in the case of the N-type due to the short-circuit effect of the transistor Q1. Is completely off.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、パ
ルス波用と連続波用の2種類の送波アンプ回路の規模を
縮小化することができる。
As described above, according to the present invention, the scale of the two types of transmission amplifier circuits for pulse waves and continuous waves can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の特徴部に係る送波アンプ回路の一実施
形態の基本構成図である。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an embodiment of a transmission amplifier circuit according to a characteristic portion of the present invention.

【図2】本発明の超音波診断装置の一実施形態のブロッ
ク構成図である。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【図3】本発明の特徴部に係る送波アンプ回路の一実施
の形態の具体的な回路図である。
FIG. 3 is a specific circuit diagram of an embodiment of a transmission amplifier circuit according to a characteristic portion of the present invention.

【図4】本発明の特徴部に係るバイアス回路の一実施形
態の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a bias circuit according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の特徴部に係るスイッチング回路の一実
施形態の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a switching circuit according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 オペアンプ 3 後段増幅器 4 PW増幅部 5 CW増幅部 6 出力端子 11 探触子 12 送波処理回路 13 送波アンプ回路 14 受波アンプ回路 15 整相処理回路 16 信号処理回路 17 画像処理回路 18 表示モニタ REFERENCE SIGNS LIST 1 input terminal 2 operational amplifier 3 post-amplifier 4 PW amplifier 5 CW amplifier 6 output terminal 11 probe 12 transmission processing circuit 13 transmission amplifier circuit 14 reception amplifier circuit 15 phasing processing circuit 16 signal processing circuit 17 image processing Circuit 18 Display monitor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波を送受信する超音波探触子と、該
超音波探触子に送信するパルス波又は連続波の送波信号
のフォーカス処理をする送波処理回路と、該送波処理回
路から出力されるパルス波又は連続波の送波信号を増幅
して前記超音波探触子に供給する送波アンプ回路と、前
記超音波探触子から出力される受波信号のフォーカス処
理をする整相回路と、該整相回路から出力される受波信
号に基づいて画像を生成する画像処理手段とを備えてな
る超音波診断装置において、 前記送波アンプ回路は、パルス波用の送波信号と連続波
用の送波信号とが共通に入力される入力端と、該入力端
に接続された共通増幅回路と、該共通増幅回路の出力に
それぞれ接続されたパルス波用増幅回路及び連続波用増
幅回路と、前記パルス波用増幅回路及び前記連続波用増
幅回路の出力を共通接続してなる出力端とを有してなる
ことを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe for transmitting and receiving an ultrasonic wave, a transmission processing circuit for performing a focus process of a pulse wave or a continuous wave transmission signal transmitted to the ultrasonic probe, and the transmission process A transmission amplifier circuit that amplifies a pulse wave or continuous wave transmission signal output from the circuit and supplies the amplified signal to the ultrasonic probe, and performs a focus process on a reception signal output from the ultrasonic probe. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a phasing circuit for performing pulse wave transmission; and an image processing means for generating an image based on a received signal output from the phasing circuit. An input terminal to which the wave signal and the transmission signal for the continuous wave are input in common, a common amplifier circuit connected to the input terminal, and a pulse wave amplifier circuit connected to the output of the common amplifier circuit, and A continuous wave amplifier circuit, the pulse wave amplifier circuit and the Ultrasonic diagnostic apparatus characterized by comprising an output terminal formed by commonly connecting the output of the amplifier circuit for connection waves.
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