JPH02105088A - チャープ波発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はチャープ波発生回路、特にパルス圧縮方式を
採用する超音波診断装置に用いるに好適なチャープ波発
生回路に関する。

〔従来の技術〕

パルス圧縮方式を採用する従来の超音波診断装置として
、例えば特開昭５８−７３３４４号公報に開示されたも
のがある。この種の従来の超音波診断装置においては、
一般に送信インパルス信号をチャープレーダにおいて用
いられている表面弾性波を応用したＳＡＷフィルタに供
給することによりチャープ波信号を得、これを超音波振
動子に供給することにより、該振動子から周波数がほぼ
直線的に変化する超音波を投射するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、超音波診断装置において使用される超音
波の使用周波数は、レーダにおけるよりも低く、かつ帯
域幅はレーダにおけるよりも広い。

このため、ＳＡＷフィルタの製造が困難となり、コスト
が高くなるという問題がある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、ＳＡＷフィルタを用いることなく、安定した
チャープ波信号が得られるよう適切に構成したチャープ
波発生回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明では第１図に概念図
を示すように、チャープ波データを格納したメモリ手１
＆１と、このメモリ手段１に格納したチャープ波データ
をアナログデータに変換するＤＡ変換器２と、このＤＡ
変換器２の出力を受けるカットオフ周波数が可変のフィ
ルタ手段３と、このフィルタ手段３のカットオフ周波数
を制御する制御手段４とを有し、トリガ信号に同期して
クロック発生回路５からクロックを発生させてメモリ手
段１に格納したチャープ波データを順次読み出して粘度
換器２でアナログデータに変換してフィルタ手段３に供
給すると共に、制御手段４によりフィルタ手段３のカッ
トオフ周波数をチャープ波信号の瞬時周波数に基づいて
制御するようにする。

〔作　用〕

かかる構成において、ＤＡ変換器２から出力されるアナ
ログデータ、すなわち瞬時周波数が時間的に変換するチ
ャープ波信号は、原理的には第２図Ａに示すようになる
るが、実際には第２図Δには図示していないが、高調波
や粘度換器２におけるサンプリング信号による量子化ノ
イズ等の不要なノイズ成分が現われる。しかし、フィル
タ手段３においては、チャープ波信号が周波数ｆ１から
ｆ２まで偏移する瞬時周波数に応じて、そのカットオフ
周波数すなわち通過周波数帯域が制御手段４によって第
２図已に示すように制御されるので、粘度換器２から出
力される不要なノイズ成分を含むチャープ波信号は、フ
ィルタ手段３において不要なノイズ成分が除去されるこ
とになる。

このように、フィルタ手段３の特性をチャープ波信号の
瞬時周波数に応じてリアルタイムで制御することにより
、チャープ波信号の不要なノイズ成分を有効に除去でき
、ノイズの少ないチャープ波信号を得ることができる。

〔実施例〕

第３図はこの発明の第１実施例を示すものである。この
実施例では、チャープ波データをＲＯＭ　Ｈに格納し、
これをトリガ信号に同期してクロック発生回路１２から
発生されるクロックにより順次読み出す。ＲＵＭ　１１
から出力されるチャープ波データはＤＡ変換器１３に供
給してアナログデータに変換し、これをカフ）オフ周波
数が固定のローパスフィルタ（ＬＰＦ）　１４を経てミ
キサ１５に供給する。ミキサ１５にはトリガ信号に同期
して局部発振器１６から所定周波数の信号をも供給し、
これによりＬＰＦ　１４を経て出力されるチャープ波信
号を目的とする周波数帯域に変換する。すなわち、ＲＯ
Ｍ　１１からチャープ波データを読み出してアナログ波
形を合成する場合のチャープ波形の最大周波数はＲＯＭ
　１１の応答性によって制限されるため、ミキサ１５で
実際に超音波振動子に適した周波数帯域に変換する。

ミキサ１５で周波数変換されたチャープ波信号は可変容
量ダイオードを有するカットオフ周波数が可変のバイパ
スフィルタ（ＨＰＦ）　１７に供給する。このＨＰＦ　
１７におけるカットオフ周波数は、トリガ信号に同期し
て制御回路１８から発生される出力電圧によって、可変
容量ダイオードの容量をチャープ波信号の瞬時周波数に
応じて制御することにより変化させ、これにより不要な
ノイズ成分が除去されたチャープ波信号をバッファ１９
を経て発生させるようにする。

以下、この実施例の動作を具体的な周波数の慣を用いて
説明する。

ＲＯＭ　１１から読み出され、ＤＡ変換器１３でアナロ
グ信号に変換されるチャープ波信号の帯域を、第４図Ａ
に示すようにｌ　ＭＨｚ〜９ＭＨ２とし、局部発振器１
６から出力される信号を第４図已に示すように５　ＭＨ
ｚとすると、ミキサ１５の出力には第４図Ｃに示すよう
に、６ＭＨｚ　〜１４ＭＨｚの信号と、−４ＭＨｚ　〜
４　ＭＨｚすなわち直流〜４　ＭＨｚの信号とが現われ
る。

ここで、目的とする信号が６　ＭＨｚ〜１４ＭＨｚのチ
ャープ波信号である場合には、ＨＰＦで６　ＭＨｚ〜１
４ＭＨｚの信号を取り出せばよいが、ミキサ１５の出力
には実際には第４図Ａに示すＤＡ変換器１３から出力さ
れＬＰＦ　１４で除去しきれない不要な高調波成分を含
む出力信号および第４図已に示す局部発振器１６の出力
信号等が漏れて現われる可能性がある。しかも、ＤＡ変
換器１３の出力信号とミキサ１５の出力信号とは帯域が
重なっているため、ＨＰＦのカットオフ周波数を固定と
すると、ＤＡ変換器１３の出力信号の成分は除去できな
い。

ところが、ＤＡ変換器１３の出力信号はチャープ波信号
で、時間的に瞬時周波数が変化する信号であり、これが
１→９　ＭＨｚに変化すると、ミキサ１５の出力信号は
６→１４ＭＨｚと変化することになり、瞬時周波数でみ
れば帯域は重ならない。したがって、この実施例におけ
るように、可変容量ダイオードを有するＨＰＦ　１７を
用い、そのフィルタ特性すなわちカットオフ周波数を第
５図へに示すように所望の出力信号周波数の時間的変化
に合わせて変化させれば、ＤＡ変換器１３から出力され
るＬＰＦ　１４では除去しきれない不要な高調波成分を
含む出力信号はもとより、該混変換器１３におけるサン
プリング信号による量子化ノイズ等の不要なノイズ成分
を有効に除去することができ、安定したチャープ波信号
を得ることができる。なお、可変容量ダイオードを有す
るＨＰＦ　１７としては、例えば可変容量ダイオードへ
の印加電圧が高くなるにつれ容量が小さくなってカット
オフ周波数が高くなるものを用い、その印加電圧を所望
のチャープ波信号の時間的変化に合わせて制御回路１８
により第５図已に示すように変化させることにより、第
５図Ａに示すように所望のチャープ波信号の瞬時周波数
に応じてカットオフ周波数を変化させるようにする。

このように、出力チャープ波信号の時間的変化に合わせ
てＨＰＦ　１７のフィルタ特性をグイナミンクに変化さ
せることにより、１回の周波数変換でノイズの少ない安
定した所望のチャープ波信号を得ることができる。した
がって、周波数変換前後の信号帯域の重なりを２回の周
波数変換を行って分離する場合に比べ回路構成も簡単に
できる。

第６図はこの発明の第２実施例を示すものである。この
実施例は、周波数変換を行うことなく、ＤＡ変換器１３
の出力をバッファ２１を介してカフ）オフ周波数が可変
のＬＰＦ　２２に供給し、このＬＰＦ２２のカットオフ
周波数をチャープ波信号の瞬時周波数に応じて制御回路
１８により制御して、不要なノイズ成分を除去したチャ
ープ波信号をバッファ１９を介して発生させるようにし
たもので、その他の構成は第１実施例と同様である。

ＬＰＦ　２２は第１実施例におけるＨＰＦ　１７におい
てコイルを直列に、可変容量ダイオードを並列に接続し
て構成することもできるが、スイッチドキャパシタフィ
ルタを用いることもできる。ただし、スイッチドキャパ
シタフィルタを用いる場合には、制御回路１８から時間
によって周波数が変化するクロック信号を供給してカッ
トオフ周波数を制御するようにする。

上記構成において、ＤＡ変換器１３の出力には不要な高
調波成分が含まれていると共に量子化ノイズも含まれて
いる。ここで、高周波成分はＤＡ変換器１３の出力が３
　Ｍ）Ｉｚ〜１０ＭＨｚまで変化するものとすると、例
えば３　ＭＨｚの高調波はその整数倍の周波数の５Ｍｌ
１ｚ、　９ＭＨｚ、−−−ニ現われ、目的ノチャーフ波
信号帯域に重なってしまう。そこで、この実施例ではＬ
ＰＦ　２２のカットオフ周波数をチャープ波信号の瞬時
周波数に合わせてダイナミックに変化させる。このよう
に構成することにより、高調波成分や量子化ノイズ等の
不要なノイズ成分を除去した安定したチャープ波信号を
発生させることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によればＳＡＷフィルタを
用いることなく、メモリ手段に格納したチャープ波デー
タをアナログデータに変換し、これをチャープ波信号の
瞬時周波数に応じてカットオフ周波数が可変のフィルタ
手段を経て取り出すようにしたので、簡単な構成で不要
なノイズ成分のない安定したチャープ波信号を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概念図、 第２図ＡおよびＢはその作用を説明するための図、 第３図はこの発明の第１実施例を示すブロック図、 第４図Ａ−Ｃおよび第５図Ａ、　　Ｂはその動作を説明
するための図、 第６図はこの発明の第２実施例を示す図である。 １・・・メモリ手段　　　　２・・・Ｄ八変換器３・・
・フィルタ手段　　　４・・・制御手段５・・・クロッ
ク発生回路　１１・・・ＲＯＭ１２・・・りｏ　、７り
発生回路　１３・・・ＤＡ変換器１４・・・ＬＰＦ　　
　　　　　　　１５・・・ミキサ１６・・・局部発振器
　　　　１７・・・ＩＩＰＦ１８・・・制御回路　　　
　　１９・・・バッファ２１・・・バッファ　　　　　
２２・・・ＬＰＦ特許出願人　　オリンパス光学工業株
式会ネニ代理人弁理士　杉　　村　　暁　　ノ 同　　　弁理士　　　杉　　　　村　　　　興　　　　
イ４第１図 第２図 ヒ ン り？−Ｉ−ｔト天繁ｔ　　　　　　　　饋田＜　　　　
　　　　　羊

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、チャープ波データを格納したメモリ手段と、このメ
   モリ手段に格納したチャープ波データをアナログデータ
   に変換するＤＡ変換器と、このＤＡ変換器の出力信号か
   ら不要なノイズ成分を除去するカットオフ周波数が可変
   のフィルタ手段と、このフィルタ手段のカットオフ周波
   数をチャープ波信号の瞬時周波数に基づいて制御する手
   段とを具えるチャープ波発生回路。