JP2720733B2 - 超音波診断装置用パルス駆動回路 - Google Patents
超音波診断装置用パルス駆動回路Info
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- JP2720733B2 JP2720733B2 JP4313082A JP31308292A JP2720733B2 JP 2720733 B2 JP2720733 B2 JP 2720733B2 JP 4313082 A JP4313082 A JP 4313082A JP 31308292 A JP31308292 A JP 31308292A JP 2720733 B2 JP2720733 B2 JP 2720733B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、医用分野における超音
波診断装置に用いられる超音波振動子のパルス駆動回路
に関する。
波診断装置に用いられる超音波振動子のパルス駆動回路
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の超音波診断装置用パルス駆
動回路の構成を示している。図３において、３１は電気
信号を音響信号に変換する超音波振動子であり、被検体
へ超音波を送信する。３２はパルス駆動回路であり、入
力Ｖinに入力されたロジック信号により超音波振動子３
１をパルス状の駆動信号で駆動する。３３は可変電源で
あり、パルス駆動回路３２に電源として電圧を供給す
る。パルス駆動回路３２は電圧増幅用のトランジスタ３
４、ＰチャンネルＦＥＴ３５、ＮチャンネルＦＥＴ３６
を備えている。トランジスタ３４はＶinに入力されたロ
ジックレベルの信号を次段に接続されたＦＥＴ３５、３
６がスイッチング動作するのに必要な振幅に増幅する。
ＰチャンネルＦＥＴ３５はトランジスタ３４からゲート
に与えられた信号により電源をスイッチングし、負荷で
ある超音波振動子３１を駆動する。ＮチャンネルＦＥＴ
３６はＰチャンネルＦＥＴ３５とコンプリメンタリ接続
され、同様に超音波振動子３１を駆動する。
動回路の構成を示している。図３において、３１は電気
信号を音響信号に変換する超音波振動子であり、被検体
へ超音波を送信する。３２はパルス駆動回路であり、入
力Ｖinに入力されたロジック信号により超音波振動子３
１をパルス状の駆動信号で駆動する。３３は可変電源で
あり、パルス駆動回路３２に電源として電圧を供給す
る。パルス駆動回路３２は電圧増幅用のトランジスタ３
４、ＰチャンネルＦＥＴ３５、ＮチャンネルＦＥＴ３６
を備えている。トランジスタ３４はＶinに入力されたロ
ジックレベルの信号を次段に接続されたＦＥＴ３５、３
６がスイッチング動作するのに必要な振幅に増幅する。
ＰチャンネルＦＥＴ３５はトランジスタ３４からゲート
に与えられた信号により電源をスイッチングし、負荷で
ある超音波振動子３１を駆動する。ＮチャンネルＦＥＴ
３６はＰチャンネルＦＥＴ３５とコンプリメンタリ接続
され、同様に超音波振動子３１を駆動する。
【０００３】以上の構成において、以下、その動作につ
いて説明する。Ｖinに入力されたロジック信号は、トラ
ンジスタ３４をＯＮさせ、そのコレクタからはＰチャン
ネルＦＥＴ３５、またはＮチャンネルＦＥＴ３６のドレ
イン〜ソース間をＯＮさせるのに必要な電圧ＶGSにまで
増幅する。一般にこの電圧ＶGSは１０〜２０Ｖ程度であ
る。これによりＰチャンネルＦＥＴ３５とＮチャンネル
ＦＥＴ３６はそれぞれ交互にＯＮ−ＯＦＦし、コモン接
続された出力Ｖoutから駆動信号が出力され、超音波振
動子３１が駆動される。また、駆動信号の振幅は、可変
電源３３の供給電圧を変えることにより比例して変化す
る。
いて説明する。Ｖinに入力されたロジック信号は、トラ
ンジスタ３４をＯＮさせ、そのコレクタからはＰチャン
ネルＦＥＴ３５、またはＮチャンネルＦＥＴ３６のドレ
イン〜ソース間をＯＮさせるのに必要な電圧ＶGSにまで
増幅する。一般にこの電圧ＶGSは１０〜２０Ｖ程度であ
る。これによりＰチャンネルＦＥＴ３５とＮチャンネル
ＦＥＴ３６はそれぞれ交互にＯＮ−ＯＦＦし、コモン接
続された出力Ｖoutから駆動信号が出力され、超音波振
動子３１が駆動される。また、駆動信号の振幅は、可変
電源３３の供給電圧を変えることにより比例して変化す
る。
【０００４】このように上記従来の超音波診断装置では
コンプリメンタリ接続したＦＥＴ３５、３６により超音
波振動子３１をパルス駆動する。
コンプリメンタリ接続したＦＥＴ３５、３６により超音
波振動子３１をパルス駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の超音波診断装置のパルス駆動回路では、これに用い
るＰチャンネルＦＥＴ３５は同程度のスイッチング速度
やＶGSを有するＮチャンネルＦＥＴ３６と比べ、最大ド
レイン電流が小さく、大振幅時の駆動に大電流を瞬間的
に供給しなければならない超音波振動子３１のような容
量性負荷を高速に駆動することができず、また、駆動信
号の損失が大きく、臨床上においては被検深度が低下し
たり、距離分解能を向上させることができないなどの問
題があった。
来の超音波診断装置のパルス駆動回路では、これに用い
るＰチャンネルＦＥＴ３５は同程度のスイッチング速度
やＶGSを有するＮチャンネルＦＥＴ３６と比べ、最大ド
レイン電流が小さく、大振幅時の駆動に大電流を瞬間的
に供給しなければならない超音波振動子３１のような容
量性負荷を高速に駆動することができず、また、駆動信
号の損失が大きく、臨床上においては被検深度が低下し
たり、距離分解能を向上させることができないなどの問
題があった。
【０００６】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、送信レベルによらず、損失の少ない駆動
信号を発生させることができ、したがって、深い被検深
度と高分解能を実現することができるようにした超音波
診断装置用パルス駆動回路を提供することを目的とする
ものである。
るものであり、送信レベルによらず、損失の少ない駆動
信号を発生させることができ、したがって、深い被検深
度と高分解能を実現することができるようにした超音波
診断装置用パルス駆動回路を提供することを目的とする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、送信レベルに比例して供給する電圧を可
変する可変電源と、アースと上記可変電源の間にコンプ
リメンタリ接続されたＰチャンネルＦＥＴとＮチャンネ
ルＦＥＴのゲートにパルス電圧が印加されるパルス発生
手段と、アースと上記可変電源の間に超音波振動子と直
列接続されそのゲートが上記コンプリメンタリ接続され
たＰチャンネルＦＥＴとＮチャンネルＦＥＴのドレイン
に、そのソースが上記コンプリメンタリ接続されたＰチ
ャンネルＦＥＴとＮチャンネルＦＥＴのドレインに順方
向となるダイオードを介して接続されたＮチャンネルＦ
ＥＴからなる電流ブースタと、上記可変電源の電圧と所
定のしきい値とを比較し前者が後者より小さいとき上記
電流ブースタのＮチャンネルＦＥＴのソースを上記コン
プリメンタリ接続されたＰチャンネルＦＥＴとＮチャン
ネルＦＥＴのドレインに直結するバイパス回路とを備え
たものである。
成するために、送信レベルに比例して供給する電圧を可
変する可変電源と、アースと上記可変電源の間にコンプ
リメンタリ接続されたＰチャンネルＦＥＴとＮチャンネ
ルＦＥＴのゲートにパルス電圧が印加されるパルス発生
手段と、アースと上記可変電源の間に超音波振動子と直
列接続されそのゲートが上記コンプリメンタリ接続され
たＰチャンネルＦＥＴとＮチャンネルＦＥＴのドレイン
に、そのソースが上記コンプリメンタリ接続されたＰチ
ャンネルＦＥＴとＮチャンネルＦＥＴのドレインに順方
向となるダイオードを介して接続されたＮチャンネルＦ
ＥＴからなる電流ブースタと、上記可変電源の電圧と所
定のしきい値とを比較し前者が後者より小さいとき上記
電流ブースタのＮチャンネルＦＥＴのソースを上記コン
プリメンタリ接続されたＰチャンネルＦＥＴとＮチャン
ネルＦＥＴのドレインに直結するバイパス回路とを備え
たものである。
【０００８】
【作用】したがって、本発明によれば、ＰチャンネルＦ
ＥＴのドレイン電流を補強する電流ブースタにより超音
波振動子を駆動する電流を大きくすることができるの
で、ＰチャンネルＦＥＴによる電圧降下の少ない駆動パ
ルスを発生することができる。また、可変電源から供給
される電圧が低く、パルス発生手段から電流ブースタで
あるＮチャンネルＦＥＴのゲート電圧が十分でないとき
には、このＮチャンネルＦＥＴがＯＮしないので、バイ
パス回路によりブースタ回路を切り離すことにより、所
望の振幅の駆動パルスを発生することができる。
ＥＴのドレイン電流を補強する電流ブースタにより超音
波振動子を駆動する電流を大きくすることができるの
で、ＰチャンネルＦＥＴによる電圧降下の少ない駆動パ
ルスを発生することができる。また、可変電源から供給
される電圧が低く、パルス発生手段から電流ブースタで
あるＮチャンネルＦＥＴのゲート電圧が十分でないとき
には、このＮチャンネルＦＥＴがＯＮしないので、バイ
パス回路によりブースタ回路を切り離すことにより、所
望の振幅の駆動パルスを発生することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１０】図１は本発明の一実施例における超音波診
断装置用パルス駆動回路を示す構成図である。
断装置用パルス駆動回路を示す構成図である。
【００１１】図１において、１は電気信号を音響信号に
変換する超音波振動子であり、被検体へ超音波を送信す
る。２はパルス駆動回路であり、入力Ｖinに入力された
ロジック信号により動作し、超音波振動子１をパルス信
号で駆動する。３は送信レベルに比例して供給する電圧
を可変する可変電源であり、パルス駆動回路２に電源と
して電圧を供給する。パルス駆動回路２は電圧増幅用の
トランジスタ４、パルス発生手段であるＰチャンネルＦ
ＥＴ５およびＮチャンネルＦＥＴ６、ＮチャンネルＦＥ
Ｔからなる電流ブースタ７、バイパス回路８、ダイオー
ド９を備えている。トランジスタ４は入力Ｖinに入力さ
れたロジックレベルの信号を次段に接続されたＦＥＴ
５、６がスイッチング動作するのに必要な振幅に増幅す
る。ＰチャンネルＦＥＴ５はトランジスタ４からゲート
に与えられた信号により電源をスイッチングし、パルス
状の駆動信号を発生する。ＮチャンネルＦＥＴ６はＰチ
ャンネルＦＥＴ５とコンプリメンタリ接続され、同様に
パルス状の駆動信号を発生する。電流ブースタ７はパル
ス発生手段であるＦＥＴ５と６によってゲートが駆動さ
れ、ソースで超音波振動子１を駆動する。バイパス回路
８は電源電圧Ｖbが低いときに電流ブースタ７をバイパ
スさせ、超音波振動子１とパルス発生手段であるＦＥＴ
５、６を電気的に短絡する。ダイオード９はＶinに信号
Ａが入力されなくなると、超音波振動子１に蓄えられて
いる電荷を放電する電流を流すことができる。
変換する超音波振動子であり、被検体へ超音波を送信す
る。２はパルス駆動回路であり、入力Ｖinに入力された
ロジック信号により動作し、超音波振動子１をパルス信
号で駆動する。３は送信レベルに比例して供給する電圧
を可変する可変電源であり、パルス駆動回路２に電源と
して電圧を供給する。パルス駆動回路２は電圧増幅用の
トランジスタ４、パルス発生手段であるＰチャンネルＦ
ＥＴ５およびＮチャンネルＦＥＴ６、ＮチャンネルＦＥ
Ｔからなる電流ブースタ７、バイパス回路８、ダイオー
ド９を備えている。トランジスタ４は入力Ｖinに入力さ
れたロジックレベルの信号を次段に接続されたＦＥＴ
５、６がスイッチング動作するのに必要な振幅に増幅す
る。ＰチャンネルＦＥＴ５はトランジスタ４からゲート
に与えられた信号により電源をスイッチングし、パルス
状の駆動信号を発生する。ＮチャンネルＦＥＴ６はＰチ
ャンネルＦＥＴ５とコンプリメンタリ接続され、同様に
パルス状の駆動信号を発生する。電流ブースタ７はパル
ス発生手段であるＦＥＴ５と６によってゲートが駆動さ
れ、ソースで超音波振動子１を駆動する。バイパス回路
８は電源電圧Ｖbが低いときに電流ブースタ７をバイパ
スさせ、超音波振動子１とパルス発生手段であるＦＥＴ
５、６を電気的に短絡する。ダイオード９はＶinに信号
Ａが入力されなくなると、超音波振動子１に蓄えられて
いる電荷を放電する電流を流すことができる。
【００１２】以上の構成において、以下、その動作につ
いて図２に示す信号波形図を参照しながら説明する。
いて図２に示す信号波形図を参照しながら説明する。
【００１３】まず、一例として、各ＦＥＴ５、６、電流
ブースタ７のゲートスレシュホールドが１０［Ｖ］であ
り、可変電源３から供給される電圧Ｖが１０［Ｖ］以上
である場合について説明する。
ブースタ７のゲートスレシュホールドが１０［Ｖ］であ
り、可変電源３から供給される電圧Ｖが１０［Ｖ］以上
である場合について説明する。
【００１４】Ｖinに信号Ａが入力されると、トランジス
タ４はＯＮとなり、コレクタからは信号Ｂが出力され、
ＦＥＴ５、６のゲートを駆動する。信号ＢによってＦＥ
Ｔ５はＯＦＦからＯＮに、また、ＦＥＴ６はＯＮからＯ
ＦＦに変化し、可変電源３をスイッチングすることによ
り、コモン接続されたドレインから高電圧の駆動パルス
Ｃが出力される。電流ブースタ７のゲートは駆動パルス
Ｃで駆動されたＮチャンネルＦＥＴのソースフォロワ回
路であり、電流Ｉａの駆動信号Ｄで超音波振動子１を駆
動する。また、Ｖinに信号Ａが入力されなくなると、Ｆ
ＥＴ６がＯＮとなり、ＦＥＴ５がＯＦＦとなる。この場
合には超音波振動子１に蓄えられている電荷を放電する
電流Ｉｂがダイオード９を通じてＦＥＴ６に流れ、ま
た、電流ブースタ７のＦＥＴはゲート〜ソース間に逆電
圧が印加されてＯＦＦとなる。このように、従来、Ｐチ
ャンネルＦＥＴが供給していた電流ＩａをＮチャンネル
ＦＥＴからなる電流ブースタ７により供給することがで
きるので、超音波振動子１を低損失で高速に駆動するこ
とができる。
タ４はＯＮとなり、コレクタからは信号Ｂが出力され、
ＦＥＴ５、６のゲートを駆動する。信号ＢによってＦＥ
Ｔ５はＯＦＦからＯＮに、また、ＦＥＴ６はＯＮからＯ
ＦＦに変化し、可変電源３をスイッチングすることによ
り、コモン接続されたドレインから高電圧の駆動パルス
Ｃが出力される。電流ブースタ７のゲートは駆動パルス
Ｃで駆動されたＮチャンネルＦＥＴのソースフォロワ回
路であり、電流Ｉａの駆動信号Ｄで超音波振動子１を駆
動する。また、Ｖinに信号Ａが入力されなくなると、Ｆ
ＥＴ６がＯＮとなり、ＦＥＴ５がＯＦＦとなる。この場
合には超音波振動子１に蓄えられている電荷を放電する
電流Ｉｂがダイオード９を通じてＦＥＴ６に流れ、ま
た、電流ブースタ７のＦＥＴはゲート〜ソース間に逆電
圧が印加されてＯＦＦとなる。このように、従来、Ｐチ
ャンネルＦＥＴが供給していた電流ＩａをＮチャンネル
ＦＥＴからなる電流ブースタ７により供給することがで
きるので、超音波振動子１を低損失で高速に駆動するこ
とができる。
【００１５】次に、可変電源３から供給される電圧Ｖが
１０［Ｖ］以下の場合について説明する。
１０［Ｖ］以下の場合について説明する。
【００１６】一般に超音波診断装置では診断対象とする
被検部位が低減衰であったり、超音波被爆量の制限によ
って超音波送信を下げなければならない場合がある。本
発明も含め一般には可変電源３の電圧を下げればよい
が、パルス発生手段であるＦＥＴ５、６の出力信号Ｂが
ＦＥＴからなる電流ブースタ７のゲート〜ソース間スレ
ッシュホールド電圧以下となる。これによりＯＮ抵抗が
高くなるため、バイパス回路８が短絡し、電流ブースタ
７はＯＦＦ状態が維持され、電流Ｉａ´が流れ、超音波
振動子１はパルス発生手段であるＦＥＴ５、６によって
直接駆動される。なお、このとき、駆動信号の電圧は低
いため、ＰチャンネルＦＥＴ５でも超音波振動子１は十
分に駆動することができる。また、電圧Ｖgはゲート〜
ソース間のスレッシュホールド電圧に応じて設定、また
は調整するもので、Ｖg＞Ｖbのとき、バイパス回路が機
能する。
被検部位が低減衰であったり、超音波被爆量の制限によ
って超音波送信を下げなければならない場合がある。本
発明も含め一般には可変電源３の電圧を下げればよい
が、パルス発生手段であるＦＥＴ５、６の出力信号Ｂが
ＦＥＴからなる電流ブースタ７のゲート〜ソース間スレ
ッシュホールド電圧以下となる。これによりＯＮ抵抗が
高くなるため、バイパス回路８が短絡し、電流ブースタ
７はＯＦＦ状態が維持され、電流Ｉａ´が流れ、超音波
振動子１はパルス発生手段であるＦＥＴ５、６によって
直接駆動される。なお、このとき、駆動信号の電圧は低
いため、ＰチャンネルＦＥＴ５でも超音波振動子１は十
分に駆動することができる。また、電圧Ｖgはゲート〜
ソース間のスレッシュホールド電圧に応じて設定、また
は調整するもので、Ｖg＞Ｖbのとき、バイパス回路が機
能する。
【００１７】このように、上記実施例によれば、駆動信
号の電圧が高いとき、電流ブースタ７によって低損失の
駆動信号を発生することができ、駆動信号の電圧が低い
ときには、バイパス回路８が電流ブースタ７をバイパス
し、パルス発生手段であるＦＥＴ５、６と超音波振動子
１を電気的に短絡するので、低電圧から高電圧まで低損
失の高周波の駆動信号を発生することができるという利
点を有する。
号の電圧が高いとき、電流ブースタ７によって低損失の
駆動信号を発生することができ、駆動信号の電圧が低い
ときには、バイパス回路８が電流ブースタ７をバイパス
し、パルス発生手段であるＦＥＴ５、６と超音波振動子
１を電気的に短絡するので、低電圧から高電圧まで低損
失の高周波の駆動信号を発生することができるという利
点を有する。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
電圧時には電流ブースタが働き、低電圧時にはバイパス
回路が働き、低損失の駆動信号を発生できるようにした
ものであり、超音波振動子を低電圧から高電圧まで低損
失でパルス駆動することができる。このように送信レベ
ルによらず、損失の少ない駆動信号を発生させることが
できるので、深い被検深度と高分解能を実現することが
できる。
電圧時には電流ブースタが働き、低電圧時にはバイパス
回路が働き、低損失の駆動信号を発生できるようにした
ものであり、超音波振動子を低電圧から高電圧まで低損
失でパルス駆動することができる。このように送信レベ
ルによらず、損失の少ない駆動信号を発生させることが
できるので、深い被検深度と高分解能を実現することが
できる。
【図１】本発明の一実施例における超音波診断装置用パ
ルス駆動回路を示す構成図
ルス駆動回路を示す構成図
【図２】同パルス駆動装置における各部の信号波形図
【図３】従来の超音波診断装置用パルス駆動回路を示す
構成図
構成図
１ 超音波振動子 ２ パルス駆動回路 ３ 可変電源 ４ トランジスタ ５ ＰチャンネルＦＥＴ ６ ＮチャンネルＦＥＴ ７ 電流ブースタ（ＮチャンネルＦＥＴ） ８ バイパス回路 ９ ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤石 智 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番 １号 松下通信工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−7360（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−156933（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−240032（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−131784（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 送信レベルに比例して供給する電圧を可
変する可変電源と、アースと上記可変電源の間にコンプ
リメンタリ接続されたＰチャンネルＦＥＴとＮチャンネ
ルＦＥＴのゲートにパルス電圧が印加されるパルス発生
手段と、アースと上記可変電源の間に超音波振動子と直
列接続されそのゲートが上記コンプリメンタリ接続され
たＰチャンネルＦＥＴとＮチャンネルＦＥＴのドレイン
に、そのソースが上記コンプリメンタリ接続されたＰチ
ャンネルＦＥＴとＮチャンネルＦＥＴのドレインに順方
向となるダイオードを介して接続されたＮチャンネルＦ
ＥＴからなる電流ブースタと、上記可変電源の電圧と所
定のしきい値とを比較し前者が後者より小さいとき上記
電流ブースタのＮチャンネルＦＥＴのソースを上記コン
プリメンタリ接続されたＰチャンネルＦＥＴとＮチャン
ネルＦＥＴのドレインに直結するバイパス回路とを備え
た超音波診断装置用パルス駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4313082A JP2720733B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 超音波診断装置用パルス駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4313082A JP2720733B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 超音波診断装置用パルス駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06154214A JPH06154214A (ja) | 1994-06-03 |
| JP2720733B2 true JP2720733B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=18036971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4313082A Expired - Fee Related JP2720733B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 超音波診断装置用パルス駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2720733B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607360A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-16 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| JPS62240032A (ja) * | 1986-04-10 | 1987-10-20 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JPH0616781B2 (ja) * | 1988-12-08 | 1994-03-09 | 株式会社東芝 | 超音波駆動装置 |
| JPH03131784A (ja) * | 1989-10-18 | 1991-06-05 | Hitachi Ltd | 送受信装置 |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP4313082A patent/JP2720733B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06154214A (ja) | 1994-06-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |