JPH02284058A - A/d conversion processing system for ultrasonic measuring instrument - Google Patents

A/d conversion processing system for ultrasonic measuring instrument

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JPH02284058A
JPH02284058A JP1104862A JP10486289A JPH02284058A JP H02284058 A JPH02284058 A JP H02284058A JP 1104862 A JP1104862 A JP 1104862A JP 10486289 A JP10486289 A JP 10486289A JP H02284058 A JPH02284058 A JP H02284058A
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sampling
signal
delay
pulse
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Ken Nishizuka
西塚 建
Junichi Kajiwara
梶原 純一
Hiroyasu Nakamura
中村 弘康
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Abstract

PURPOSE:To obtain high-accuracy sampling data without being affected by jitters by generating a sampling reference signal for sampling in synchronism with measurement cycles. CONSTITUTION:A sampling reference clock generating circuit 3 generates the sampling reference signal for sampling in synchronism with the measurement cycles. Further, the delay time counting circuit of a delay circuit 4 receives the sampling reference signal as a counting start point to count a preset value according to clock pulses as a control reference and generates a signal which is delayed behind sampling reference signal by the time corresponding to the counted value. Consequently, once the delay time is set first, sampling reference pulses which are delayed by the specific time and have no jitter can be generated thereafter. Here, the sampling reference pulses are made to correspond to the measurement cycles and delayed by the specific quantity to perform sequential equivalent sampling operation, thereby performing A/D conversion by the high-accuracy sampling.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、超音波測定装置におけるA/D変換処理方
式に関し、詳しくは、エコー受信信号をデジタル値に変
換して画像処理し、Aスフ−1画像等を表示する小型の
超音波探傷装置において、A/D変換のサンプリング周
波数が低くても高い精度でA/D変換が可能なシーケン
シャルデジタル化A/D変換処理方式の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] This invention relates to an A/D conversion processing method in an ultrasonic measuring device, and more specifically, it converts an echo reception signal into a digital value and performs image processing, -1 In a small-sized ultrasonic flaw detection device that displays images, etc., the present invention relates to an improvement in a sequential digitization A/D conversion processing method that enables A/D conversion with high accuracy even if the sampling frequency of A/D conversion is low.

[従来の技術] 超音波測定装置の1つである超音波探査映像装置は、被
検体中の異種材料の界面や亀裂による空間などが存在す
るとによって超音波が反射され、その反射波の強度や送
信波の送出(又は表面波検出)時点から反射波検出まで
の時間(路程)を測定することによって界面の状態や亀
裂の位置などを1illl定している。
[Prior Art] An ultrasonic exploration and imaging device, which is one type of ultrasonic measuring device, uses an ultrasonic probe that reflects ultrasonic waves due to the presence of interfaces between dissimilar materials or spaces created by cracks in an object, and the intensity of the reflected waves and By measuring the time (path) from the point of transmission of the transmitted wave (or surface wave detection) to the detection of the reflected wave, the state of the interface, the position of the crack, etc. are determined.

ここで、反射波の強度や送信波送出(又は表面波検出)
から反射波検出までの時間や強度を測定するには、超音
波探触子から得られるエコー・2信信号を増幅してその
ピーク値を検出し、それまでの時間を計測することで行
われたり、増幅されたエコー受信信号をそのままA/D
変換してコンピュータによりデータ処理して時間や強度
の値を測定することが行われ、その測定結果は、一般に
Aスフ−1画像等として表示される。しかも、最近では
、エコー受信信号をA/D変換してアナログ波形をデジ
タル化して処理することも多く、この場合のA/D変換
は、その変換時のサンプリング周波数が高ければ高いほ
ど光波形に対する忠実度が高くなって、高精度な測定が
できる。
Here, the intensity of the reflected wave and the transmitted wave transmission (or surface wave detection)
To measure the time and intensity from the time to the detection of the reflected wave, it is done by amplifying the echo/double signal obtained from the ultrasonic probe, detecting its peak value, and measuring the time up to that point. or directly A/D the amplified echo reception signal.
The data is converted and processed by a computer to measure time and intensity values, and the measurement results are generally displayed as an A-1 image or the like. Moreover, recently, the echo reception signal is often A/D converted to digitize the analog waveform for processing. High fidelity allows for highly accurate measurements.

アナログ波形をデジタル化する方法としては、デジタル
式のオシロコープで用いられている方式がある。この方
式の1つは、高い周波数、例えば、100MHzのクロ
ック(以下クロック)で動作するA/D変換器がアナロ
グ波形を順次A/D変換するものであって、この場合に
アナログ波形を忠実に解析するためには、アナログ波形
のサンプリング周期は、前記の変換動作クロックより低
い周波数の、例えば、5 M Hz程度かそれ以下であ
ることが好ましいと言われている。
As a method for digitizing analog waveforms, there is a method used in digital oscilloscopes. One of these methods is to use an A/D converter that operates at a high frequency, for example, a 100 MHz clock (hereinafter referred to as clock), to sequentially convert analog waveforms into digital signals. For analysis, it is said that the sampling period of the analog waveform is preferably a frequency lower than the conversion operation clock, for example, about 5 MHz or less.

したがって、高い周波数でサンプリングするには、それ
に応じた非常に高い周波数のクロックで動作するA/D
変換回路が必要になり、そのために回路構成が複雑にな
るとともに、A/D変換回路が高価にならざるを得ない
Therefore, in order to sample at a high frequency, the A/D must be operated with a correspondingly very high frequency clock.
A conversion circuit is required, which complicates the circuit configuration and makes the A/D conversion circuit expensive.

一方、A/D変換回路の変換動作クロックが低い場合で
あっても等価的に高いサンプリング周波数でA/D変換
ができる等価サンプリング方式として、シーケンシャル
方式がある。これは、1回のアナログ波形で1つのサン
プリングクロックによるA/D変換を行い、次の波形で
は前の波形より少しクロック位置をずらせてサンプリン
グするものである。
On the other hand, there is a sequential method as an equivalent sampling method that allows A/D conversion at an equivalently high sampling frequency even when the conversion operation clock of the A/D conversion circuit is low. In this method, A/D conversion is performed using one sampling clock for one analog waveform, and the next waveform is sampled with the clock position slightly shifted from the previous waveform.

このようにすれば、100MHzの波形を25点に分割
して、25回同一波形を受けてA / I)変換すれば
済む。この場合、100MHzのサンプリング間隔(周
期)は、250 n sの周期(サンプリング間隔)の
サンプリングクロックを使用して、これを25分のlの
IonsずつずらせてAl1)変換すれば100MHz
rA/D変換したときと同じ結果が得られる。
In this way, it is sufficient to divide a 100 MHz waveform into 25 points, receive the same waveform 25 times, and perform A/I) conversion. In this case, the sampling interval (period) of 100 MHz can be converted to 100 MHz by using a sampling clock with a period (sampling interval) of 250 ns and shifting this by 1/25 ions (Al1).
The same result as when performing rA/D conversion can be obtained.

この場合に、1回のサンプリング波形に対して所定の周
期で複数箇所を同時にサンプリングする方式をこの出願
人は特願昭63−287453号としてすでに出願済み
である。
In this case, the present applicant has already applied for a method of simultaneously sampling a plurality of locations at a predetermined period for one sampling waveform in Japanese Patent Application No. 63-287453.

この種のシーケンシャルな等価サンプリング方式でA/
D変換を行う超音波測定装置のA/D変換回路の変換処
理動作は、第4図に示すようなタイミングで行われる。
With this kind of sequential equivalent sampling method, A/
The conversion processing operation of the A/D conversion circuit of the ultrasonic measuring device that performs D conversion is performed at the timing shown in FIG.

第4図の(a)に示す波形は、各種の制御の基準となる
クロック(以下制御基準クロック)であって、(b)の
P、5YNCは、パルサから超音波探触子に加える送信
パルス(打出し波(T波))を発生させるためにパルサ
に加えられるタイミング信号である。そして、(C)の
遅延時間設定パルス(DELAY)は、実際にRF波形
をサンプルする期間の開始点を与える遅延時間を決める
ものであって、この値は、ボテンシjメータの抵抗値と
コンデンサの値とによりパルス幅が設定されるワンショ
ット回路を用いて生成される。そして、第5図の(a)
〜(C)に示すように、この時間幅を制御基準クロック
に同期させた同期化遅延延時膜設定パルス第5図の(c
)に示す同期化したDELAY)で実際のサンプリング
開始時間の遅延時間幅とし、その立下がりタイミングで
第4図の(d)に示すようなサンプリング基準パルスを
発生させる。そして、このサンプリング基準パルスを基
準として測定周期を重ねるごとに所定量遅延されてサン
プリング位置が順次ずらされていく。
The waveform shown in (a) of Fig. 4 is a clock that serves as a reference for various controls (hereinafter referred to as a control reference clock), and P and 5YNC in (b) are transmission pulses applied from the pulser to the ultrasonic probe. This is a timing signal applied to the pulser to generate a (launch wave (T wave)). The delay time setting pulse (DELAY) in (C) determines the delay time that gives the starting point of the period for actually sampling the RF waveform, and this value is determined by the resistance value of the potentiometer and the capacitor. It is generated using a one-shot circuit in which the pulse width is set by the value. And (a) in Figure 5
As shown in ~(C), the synchronized delay delay membrane setting pulse (c) in FIG.
) is set as the delay time width of the actual sampling start time, and a sampling reference pulse as shown in FIG. 4(d) is generated at the falling timing. Using this sampling reference pulse as a reference, each measurement cycle is delayed by a predetermined amount and the sampling position is sequentially shifted.

なお、第4図の(e)は、超音波探触子から得られる信
号を超音波探触子のレシーバで増幅して得たエコー受信
信号の一例を示していて、T波は送信パルスの波形であ
り、S波は表面エコーの受払信号波形、そして、F波は
欠陪エコーの受信信号波形である。
Note that (e) in Figure 4 shows an example of an echo reception signal obtained by amplifying the signal obtained from the ultrasound probe with the receiver of the ultrasound probe, and the T wave is the result of the transmission pulse. The S wave is a receiving and receiving signal waveform of a surface echo, and the F wave is a receiving signal waveform of an absent echo.

[解決しようとする課a] このような方式でサンプリング基準パルスを発生させる
ために、第5図の(a)に示す詞御基塗クロックに対し
て同図(b)に示すようにワンショット回路から出力さ
れる所定の時間幅のパルスを制御基if/lクロンクの
立−七かりに同期させて設定する場合には、第5図の(
C)に示す同期化した1) E L A Yの立−ドが
りを側御基亭クロ、・ツクのq上がりに同期化させるこ
とになる。そこで、ワンショット回路の出力の立Fがり
が制御基準クロックの\rドかり付近になる七1制御基
準クロック分のジッタが生じる。
[Issue to be solved a] In order to generate the sampling reference pulse using this method, one shot is generated as shown in Fig. 5(b) with respect to the reference clock shown in Fig. When setting the pulse of a predetermined time width outputted from the circuit in synchronization with the rising and falling of the control base if/l clock, (
Synchronized 1) The rising edge of ELA Y shown in C) will be synchronized with the q rising edge of the side-kicked black and tsuku. Therefore, a jitter corresponding to 71 control reference clocks occurs in which the rising edge of the output of the one-shot circuit is near the \r edge of the control reference clock.

すなわち、第5図の(d)〜(f)の拡大図に示スよう
に、ワンショット回路の出力((e) G照)が制御基
準クロックの立下がった時点((C)参照)から次に側
御基準クロックが立上がった時点までDELAYを引き
のばして同期を採るような回路構成を採ると、同図の(
f、)に示されるように、通常は、同期化(1)で示さ
れるタイミングで出力されるDELAYの信号が、スレ
ッシュホールドレベルの微妙な違いによりワンショット
回路の立Fがり前にすでに制御基準クロックが立−1−
かっていると、エラーを起こして同期化(2)で示され
るタイミングで出力されてしまう。
That is, as shown in the enlarged views of (d) to (f) in Figure 5, the output of the one-shot circuit ((e) G) changes from the time when the control reference clock falls (see (C)). Next, if we adopt a circuit configuration in which synchronization is achieved by extending the DELAY until the time when the side control reference clock rises, the circuit configuration shown in the same figure (
As shown in (f, ), normally, the DELAY signal output at the timing shown in synchronization (1) has already reached the control standard before the rising edge of the one-shot circuit due to subtle differences in the threshold level. The clock is up -1-
If it is, an error will occur and output will occur at the timing indicated by synchronization (2).

特に、ワンショット回路の出力幅が通常のコンデンサと
抵抗の、いわゆる、C,Rによるアナログ量により決定
されることからその出力自体に多少のジッタが生じてお
り、これによってもDELAYの信号がジッタを起こす
In particular, since the output width of the one-shot circuit is determined by the so-called analog amounts of C and R of a normal capacitor and resistor, some jitter occurs in the output itself, and this also causes the DELAY signal to have jitter. wake up

このようにDELAYの信号がジッタを起こすとサンプ
ルパルスもジッタを起し、サンプルしてデジタル化した
波形は、1クロック分、飛び飛びとなって正確なデータ
サンプルができない。これは、1回のアナログ波形で1
つのサンプリングクロックによりA/D変換を行い、次
の波形では前の波形より少しクロック位置をずらせてサ
ンプリングするシーケンシャルな等価サンプリングのA
/I)変換では特に問題となる。
When the DELAY signal causes jitter in this way, the sample pulse also causes jitter, and the sampled and digitized waveform becomes irregular by one clock, making it impossible to accurately sample data. This is 1 in one analog waveform.
A of sequential equivalent sampling in which A/D conversion is performed using two sampling clocks, and the next waveform is sampled with a slightly shifted clock position from the previous waveform.
/I) This is particularly problematic in conversion.

しかも、超音波測定では、前記述のようにA/D変換の
スタート点をくり返し波形のトリガ点(送信パルス点)
より任意の時間経過した後に、安定に波形を採取したい
という要求が強い。この任意の時間がアナログにで連続
的に加えられるので、どうしても、タイミング制御系と
A/D変換系との同期にずれが生じる不具合がある。
Moreover, in ultrasonic measurement, the start point of A/D conversion is repeatedly used as the trigger point (transmission pulse point) of the waveform, as described above.
There is a strong demand to stably collect waveforms after a certain amount of time has elapsed. Since this arbitrary time is continuously added to the analog system, there is a problem that the timing control system and the A/D conversion system are out of synchronization.

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、シーケンシャルな等価サンプリング方式に
おいてジッタに影響されずに精度の高いサンプリングデ
ータを得ることができる超音波測定装置のA/D変換処
理方式を提供することを目的とする。
The present invention solves the problems of the prior art, and provides an A/D for an ultrasonic measuring device that can obtain highly accurate sampling data without being affected by jitter in a sequential equivalent sampling method. The purpose is to provide a conversion processing method.

[課題を解決するための手段] この発明の特徴は、シーケンシャル等価サンプリング方
式において、サンプルパルスの開始点を規定するDEL
AY幅をカウンタを用いて計測し、そのカウンタの終了
時点より実際のサンプリング基準パルスを発生させるも
のである。
[Means for Solving the Problems] A feature of the present invention is that in the sequential equivalent sampling method, the DEL that defines the starting point of the sample pulse is
The AY width is measured using a counter, and an actual sampling reference pulse is generated from the time when the counter ends.

したがって、前記の目的を達成するためのこの発明の超
音波測定装置のA/D変換処理方式の構成は、測定周期
と同期してサンプリングの基準となるサンプリング基準
信号を発生するサンプリング基準信号発生回路と、サン
プリング基準15号を受けてこれをカウント開始点とし
てあらかじめ設定された値を制御Xをとなるクロックパ
ルスに応じてカウントし、サンプリング基準信号に対し
てカウント値に対応する時間遅延させた信号を発生する
遅延時間カウント回路と、この遅延時間カウント回路か
ら出力される信号を測定周期に対応してT/nの時間(
ただし、Tは前記測定周期、nは2以上の整数)を単位
として(i−1)×T/nだけ測定周期を重ねるごと(
ただし、iは、測定周期を重ねた回数)に遅延させて発
生する遅延回路と、この遅延回路の出力信号をサンプリ
ングタイミング信号として受けて受信信号をサンプリン
グして保持するサンプルホールド回路と、このサンプル
ホールド回路にサンプルホールドされた値をA/D変換
するA/D変換回路と、A/D変換されたデジタル値を
受けてデータ処理をするデータ処理回路とを備えるもの
である。
Therefore, the configuration of the A/D conversion processing method of the ultrasonic measurement device of the present invention to achieve the above object is a sampling reference signal generation circuit that generates a sampling reference signal that is a reference for sampling in synchronization with the measurement cycle. Then, in response to sampling standard No. 15, a preset value is counted according to the clock pulse that controls X using this as the counting start point, and a signal is delayed by a time corresponding to the count value with respect to the sampling standard signal. A delay time count circuit that generates a delay time count circuit and a signal output from this delay time count circuit for a time of T/n (
However, T is the measurement period, n is an integer of 2 or more) as a unit, and each time the measurement period is repeated by (i-1)
However, i is a delay circuit that generates a delay (the number of measurement cycles), a sample hold circuit that receives the output signal of this delay circuit as a sampling timing signal, samples and holds the received signal, and this sample It is provided with an A/D conversion circuit that A/D converts the value sampled and held in the hold circuit, and a data processing circuit that receives the A/D converted digital value and performs data processing.

[作用] このように遅延時間カウント回路を設け、サンプリング
基準信号を受けてこれをカウント開始点としてあらかじ
め設定された値を、例えば、制御基をとなるような測定
7ステムのクロフクに応じてカウントし、サンプリング
基を信号を設定した所定の時間だけ遅延させた信号(遅
延サンプリング7!準パルス)を発生させるようにして
いるので、最初に遅延時間が設定されれば、以後、所定
時間遅延したジッタの発生しないサンプリング基準パル
スを発生させることができる。
[Function] As described above, a delay time counting circuit is provided, and upon receiving a sampling reference signal, a preset value is counted using this as a counting start point, for example, in accordance with a measurement 7-stem clock that serves as a control base. However, since the sampling base is generated by delaying the signal by a predetermined time (delayed sampling 7! quasi-pulse), once the delay time is set at the beginning, from then on, the signal delayed by the predetermined time is generated. A sampling reference pulse without jitter can be generated.

そこで、このサンプリング基準パルスを測定周期に対応
させて所定量ずつ遅延させてシーケンシャルな等価サン
プリングを行えば、精度の高いサンプリングでA / 
I)変換をすることができる。
Therefore, if we perform sequential equivalent sampling by delaying this sampling reference pulse by a predetermined amount in accordance with the measurement period, A/
I) Can perform conversions.

[実施例コ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。
[Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、この発明の超音波測定装置のA/D変換処理
方式を適用した一実施例のブロック図であり、第2図は
、そのサンプリング原理の説明図、第3図は、その遅延
回路例の構成の説明図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment to which the A/D conversion processing method of the ultrasonic measuring device of the present invention is applied, FIG. 2 is an explanatory diagram of its sampling principle, and FIG. 3 is a diagram showing its delay. FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of an example circuit.

第2図に示すように、例えば、20MHzの繰返し、す
なわち、50nsの間隔で第1図に示すA/D変換回路
2に対するサンプリングパルス信号を生成してこれによ
り、所定の繰り返し測定周期、例えば、1kHzの測定
周波数(その測定周期は1■S)の送信パルスを発生し
て超音波エコーの受信信号を得ると仮定すると、この測
定で超音波探傷器のレシーバの高周波増幅回路で増幅し
た最初のエコー受信信号のアナログ値は50nsの間隔
で複数箇所、前記の例では、最大20000箇所でデジ
タル化され、複数のデジタル値を順次得ることができる
As shown in FIG. 2, a sampling pulse signal for the A/D conversion circuit 2 shown in FIG. 1 is generated at a repetition rate of, for example, 20 MHz, that is, at an interval of 50 ns, and thereby a predetermined repeated measurement period, for example, Assuming that a transmission pulse with a measurement frequency of 1 kHz (its measurement period is 1 S) is generated to obtain an ultrasonic echo reception signal, in this measurement, the first The analog values of the echo reception signal are digitized at a plurality of locations at intervals of 50 ns, in the above example, at a maximum of 20,000 locations, and a plurality of digital values can be sequentially obtained.

この場合にA/D変換の対象となるアナログ信号が第2
図の(a)であるとすると、まず、最初の測定周期にお
けるサンプリングパルス信号を示すのが同図(b)のサ
ンプリング基準を与えるサンプリング基準クロックであ
って、サンプリング基準クロックの周期Tは、この場合
、50nsである。なお、このサンプリング基準クロッ
クの周期Tは、1つの測定周期の間に2以上のサンプリ
ング基準クロックが入るように、il!I+定周期(こ
の実施例では、1kHzの周波数で決定され、その周期
1msには50nsの周期のサンプリング基準クロック
が最大で20000個入る)上り十分小さな周期になる
ように選択されている。
In this case, the analog signal to be A/D converted is the second
In the case of (a) in the figure, first, the sampling pulse signal in the first measurement cycle is shown by the sampling reference clock that provides the sampling standard in (b) of the figure, and the period T of the sampling reference clock is In this case, it is 50 ns. Note that the period T of this sampling reference clock is set to il! such that two or more sampling reference clocks are included in one measurement cycle. I + fixed period (in this embodiment, it is determined at a frequency of 1 kHz, and a maximum of 20,000 sampling reference clocks with a period of 50 ns can be included in the period of 1 ms) is selected to have a sufficiently small period.

その結果、1kHzの測定周波数の最初の測定区間(最
初の周期)で受信されるエコー受信信号(同図の(a)
参照)は、50nsごとに発生するす/プリング基準ク
ロックによりサンプリングされ、そのアナログ信号の値
をまずデジタル化して、そのデジタル値を第1図の画像
処理装置10に送出する。
As a result, the echo reception signal received in the first measurement section (first period) of the measurement frequency of 1kHz ((a) in the same figure)
) is sampled by a spring/pulling reference clock generated every 50 ns, the value of the analog signal is first digitized, and the digital value is sent to the image processing device 10 of FIG.

次に1kHzの測定周波数の第2番目の測定区間(次の
測定周期)に受信されるエコー受信信号(同図の(a)
参照)を受けると、同図(b)のサンプリング基準クロ
ックを0.4nsだけ’i3%させた同図(C)のクロ
ックによりそのアナログ信号の値を再び50nsの周期
で同様に複数回サンプリングして、そのデジタル値のデ
ータを画像処理装置10に送出する。
Next, the echo reception signal received during the second measurement period (next measurement period) at the measurement frequency of 1kHz ((a) in the same figure)
), the value of the analog signal is sampled again in the same manner multiple times at a cycle of 50 ns using the clock shown in Fig. 3 (C), which is obtained by increasing the sampling reference clock shown in Fig. 3 (B) by 0.4 ns by 3%. Then, the digital value data is sent to the image processing device 10.

ここで、サンプリング基準クロックに対する次のクロッ
クの3Ii延単位時間(この実施例では、0゜4ns)
は、その周期TをT/n(ただし、nは2以−トの整数
)としたものであって、0.4nsの遅延時間は、50
nsを125等分したものである。
Here, the 3Ii extension unit time of the next clock with respect to the sampling reference clock (in this example, 0°4ns)
The period T is T/n (where n is an integer greater than or equal to 2), and the delay time of 0.4 ns is 50
ns is divided into 125 equal parts.

同様にして次に、1kHzの測定周波数で第3番目の測
定区間(第3番目の周期)に受信されるエコー受信信号
(同図の(a)参照)を受けると、同図(b)のサンプ
リング基準クロックを、0゜4nsX2だけ遅延させた
クロックによりそのアナログ45号の値を50nsの周
期の間開様にサンプリングして、そのデータを画像処理
装置10に送出する。
Similarly, when receiving an echo reception signal (see (a) in the same figure) received in the third measurement interval (third period) at a measurement frequency of 1 kHz, the echo reception signal shown in (b) in the same figure is received. The value of analog No. 45 is sampled in an open manner during a period of 50 ns using a clock that is delayed by 0°4 ns×2 from the sampling reference clock, and the data is sent to the image processing device 10.

このようにして、測定周波数の第1番[1(ただし、i
は2〜125までの整数)の測定区間に受信されるエコ
ー受信信号を受けたときには、同図(b)のサンプリン
グ基準クロックを0.4nsX (i−1)だけ遅延さ
せたサンプリングクロックによりそのアナログ信号の値
が50nsの周期の間開様に複数回サンプリングされて
、そのデータが画像処理装置10に送出される。ただし
、ここでのiは、測定周期を重ねた回数である。
In this way, the first measurement frequency [1 (where i
is an integer from 2 to 125), when an echo reception signal is received during the measurement period (integer from 2 to 125), the analog The signal value is sampled multiple times at intervals of 50 ns, and the data is sent to the image processing device 10. However, i here is the number of times the measurement period is repeated.

このようにしてエコー受信信号のアナログ値を第1図の
A/1〕変換回路2によりデジタル化し、順次0.4n
sづつずらしてデジタル化したエコー受信信号のデータ
を得る。そうすることで、例えば、50 n sの間の
サンプリングデータを1画面に対応させると、1画面分
の表示データを125回だけデジタル化したものとして
得られ、同時にこのサンプリングクロックにより1回の
測定周期でサンプリング数(この実施例では最大で20
000個)に対応する複数の画面のデータが得られる。
In this way, the analog value of the echo reception signal is digitized by the A/1] conversion circuit 2 shown in FIG.
The data of the echo reception signal is obtained by shifting it by s and digitizing it. By doing so, for example, if sampling data for 50 ns corresponds to one screen, the display data for one screen will be digitized only 125 times, and at the same time, one measurement will be performed using this sampling clock. Number of samples per period (maximum 20 in this example)
Data of a plurality of screens corresponding to 000 pieces) is obtained.

その結果、複数の画面のデータがその時間幅にかかわら
ず1画面のデータをデジタル化する時間で得ることがで
き、かつそれが0.4nsごとにデジタル化したものと
して得ることができる。
As a result, data for a plurality of screens can be obtained in the time it takes to digitize data for one screen, regardless of the time width, and can be obtained as data digitized every 0.4 ns.

また、このように50 ri sのサンプリング周期で
0.4nsの周期のデジタル化データが得られるので、
2.5GHzのサンプリング波形は、125点に分割し
てデジタル化すれば簡単に得ることができる。
In addition, since digitized data with a period of 0.4 ns can be obtained with a sampling period of 50 ri s in this way,
A 2.5 GHz sampling waveform can be easily obtained by dividing it into 125 points and digitizing it.

したがって、アナログ波形全体を何波分デジタル化する
かに関係なく、デジタル化1回ごとの遅延時間に応じて
デジタル化対象となるアナログ波形全体のデジタル化の
所要時間が決まり、時間の長い波形をデジタル化する場
合にも、或いは、多くの画面骨のアナログ波形をデジタ
ル化する場合にも1画面分相当の短時間でA/D変換処
理ができることになる。
Therefore, regardless of how many waves of the entire analog waveform are to be digitized, the time required to digitize the entire analog waveform to be digitized is determined by the delay time for each digitization, and the time required to digitize the entire analog waveform to be digitized is determined by the delay time for each digitization. Even when digitizing, or when digitizing analog waveforms of many screen bones, A/D conversion processing can be performed in a short time equivalent to one screen.

以上は、単純にサンプリング基準フロラクラ基準にして
遅延させたサンプリングクロック(遅延がないときには
サンプリング基をクロックに一致)でA/D変換をして
いるが、ここでは、さらに、このサンプリングクロック
(0,4nsX (i −1)だけ遅延させたクロック
)の位置を外部から任意に設定した一定用だけ一律に遅
延させた状態で発生させる。第1図は、このようなA/
D変換処理を行う回路構成の一例を示すものであり、入
力端子9は、デンタル化したいアナログ信号の入力端子
であって、超音波探傷器から得られるエコー受信信号を
所定レベルまで増幅した信号が加えられる。
In the above, A/D conversion is performed using a sampling clock that is simply delayed using the sampling reference FloraCla reference (when there is no delay, the sampling base matches the clock), but here, we will further perform A/D conversion using this sampling clock (0, A clock delayed by 4 ns Figure 1 shows such an A/
This shows an example of a circuit configuration for performing D conversion processing. Input terminal 9 is an input terminal for an analog signal to be converted into a dental signal, and is a signal obtained by amplifying an echo reception signal obtained from an ultrasonic flaw detector to a predetermined level. Added.

第1図において、入力端r9に加えれたアナログ量、:
号は、デジタル化する対象波形の瞬時電圧値を保持する
ために、まず、そのアナログ信号のレベルがサンプルホ
ールド回路1により保持される。
In FIG. 1, the analog quantity applied to input terminal r9 is:
First, the level of the analog signal is held by the sample and hold circuit 1 in order to hold the instantaneous voltage value of the target waveform to be digitized.

サンプルホールド回路1は、遅延回路4からサン7” 
IJソングルスを受けていて、このサンプリングパルス
に応じて入力アナログ信号をサンプリングする。
The sample hold circuit 1 is connected to the sample hold circuit 1 from the delay circuit 4 to the sample hold circuit 1.
It receives IJ songs and samples the input analog signal in response to this sampling pulse.

サンプルホールド回路1の出力は、A/D変換回路2に
加えられ、ここでA/D変換されてデジタル値にされ、
マイクロプロセッサとメモリ、そしてデイスプレィ等を
仔する画像処理装置10に送出される。
The output of the sample and hold circuit 1 is applied to an A/D conversion circuit 2, where it is A/D converted into a digital value.
The image is sent to an image processing device 10 that includes a microprocessor, memory, display, etc.

サンプリング基準クロック発生回路3は、第2図の(b
)に示すサンプリング基準クロックを発生する回路であ
って、このシステムのクロック発生回路等から得られる
制御基準りo ’yりを端r13に受けて、これを分周
することでサンプリング基準クロックを発生する。そし
て、その出力は、遅延回路4に加えられる。
The sampling reference clock generation circuit 3 is shown in (b) in FIG.
), which generates the sampling reference clock by receiving the control reference signal obtained from the clock generation circuit of this system at the terminal r13 and dividing it. do. The output is then applied to the delay circuit 4.

遅延回路4は、第3図に示されるように、遅延時間計測
カウンタ14と、遅延時間カウント回路15、クロック
遅延制御回路16とを有していて、前記の制御基準クロ
ック(f)を端子13を介して受け、サンプリング基準
クロック発生回路3からサンプリング基準クロックを受
け、遅延時間設定回路6から遅延時間を示すDELAY
の信号(第4図(c) t−照)を受ける。この回路は
、遅延時間設定回路6から遅延Mに対応するパルス幅の
パルスを受けてこれをデジタルの数値に置換えてサンプ
リングクロック(0,4nsX (i−1)だけ遅延さ
せたクロック)の位置を設定された量だけ遅延させた杖
態で発生する。なお、遅延時間設定回路6は、いわゆる
、ワンショット回路で構成され、外部から設定されたア
ナログ量の遅延量をパルス幅に置換えて第4図の(C)
のDELAYの信号を発生する。
The delay circuit 4, as shown in FIG. receives the sampling reference clock from the sampling reference clock generation circuit 3 and indicates the delay time from the delay time setting circuit 6.
(see Fig. 4(c)). This circuit receives a pulse with a pulse width corresponding to the delay M from the delay time setting circuit 6, replaces it with a digital value, and determines the position of the sampling clock (clock delayed by 0.4nsX (i-1)). Occurs in a cane state delayed by a set amount. The delay time setting circuit 6 is constituted by a so-called one-shot circuit, and replaces an externally set analog delay amount with a pulse width, as shown in FIG. 4(C).
A DELAY signal is generated.

遅延回路4の遅延時間計測カウンタ14は、遅延時間設
定回路8から得られるDELAYの信号端子41に信号
iとして受けてそのパルス幅の時間計測をする。これは
、例えば、パルスがHIGHレベル(以上“H″)とな
っている期間の間、端子13から得られる制御基準クロ
ックをカウントし続けることで行われ、このカウント結
果は遅延時間カウント回路15に送出される。なお、こ
の時間測定動作は、超音波測定の開始時点或はデータ+
+1設定時点において遅延時間設定回路6の遅延時間が
設定されたときに行われ、これは、例えば、画像処理装
置10からの制御信号(m)をτ1.I+御端子42に
受けることで開始される。
The delay time measuring counter 14 of the delay circuit 4 receives the DELAY obtained from the delay time setting circuit 8 as a signal i at the signal terminal 41 and measures the time of the pulse width thereof. This is done, for example, by continuing to count the control reference clock obtained from the terminal 13 during the period when the pulse is at the HIGH level (more than "H"), and this counting result is sent to the delay time counting circuit 15. Sent out. Note that this time measurement operation is performed at the start of ultrasonic measurement or at the data +
This is done when the delay time of the delay time setting circuit 6 is set at the +1 setting point, and this is done, for example, when the control signal (m) from the image processing device 10 is set to τ1. It is started by receiving the I+ control terminal 42.

遅延時間カウント回路15は、遅延時間計11111カ
ウンタ14で計測した遅延時間のカウント値がセントさ
れるレジスタとプリセットカウンタとで構成されていて
、プリセットカウンタに前記の計測した遅延時間値がセ
ットされ、サンプリング基準クロック発生回路3のサン
プリング基準クロックを端子43に受けると、セットさ
れた遅延時間値を制御基準クロックCf’)に応じてカ
ウントダウンしていく。そして、そのカウント値が0”
になったところでクロック′ii延制御回路16に+I
ir記の遅延時間だけ遅延したサンプル基準クロックに
相当するパルスCJI)を送出してそのカウントを停止
する。なお、このカウントが停止すると、遅延時間計測
カウンタ14で計測した遅延時間のカウント値が再びレ
ジスタからプリセットカウンタにセットされて遅延時間
カウント回路15はその動作を停止する。そこで、次に
、サンプリング基準クロック発生回路3からサンプリン
グクロックを受けると前記と同様な動作を繰り返すこと
ができる。また、遅延時間計測カウンタ14に計測結果
値を保持していれば、これからプリセットカウンタにロ
ードするようにしてもよく、このようにすれば、遅延時
間カウント回路15のレジスタは不グである。さらに、
この場合のプリセソトヵウンタへの計11tll結果値
にのロード(セット)は画像処理装置10からのロード
指令信号によって行われてもよい。
The delay time count circuit 15 is composed of a register in which the count value of the delay time measured by the delay time meter 11111 counter 14 is entered, and a preset counter, and the measured delay time value is set in the preset counter. When the sampling reference clock of the sampling reference clock generation circuit 3 is received at the terminal 43, the set delay time value is counted down according to the control reference clock Cf'). And the count value is 0"
When the clock 'ii delay control circuit 16 reaches +I
A pulse CJI corresponding to the sample reference clock delayed by the delay time ir is sent out and the count is stopped. When this counting stops, the count value of the delay time measured by the delay time measuring counter 14 is again set from the register to the preset counter, and the delay time counting circuit 15 stops its operation. Therefore, when the sampling clock is next received from the sampling reference clock generation circuit 3, the same operation as described above can be repeated. Further, if the measurement result value is held in the delay time measurement counter 14, it may be loaded into the preset counter from now on. If this is done, the register of the delay time counting circuit 15 will be invalid. moreover,
In this case, loading (setting) a total of 11 tll result values to the preset counter may be performed by a load command signal from the image processing device 10.

クロック遅延制御回路16は、遅延時間カウント回路1
5からの遅延したサンプリング基をクロックに相当する
パルス(λ)を受け、これを制御信号(g)に応じて遅
延させてサンプルホールド回路1のサンプルパルス(d
l)として出力する。
The clock delay control circuit 16 includes the delay time count circuit 1
The delayed sampling base from sample hold circuit 1 receives a pulse (λ) corresponding to a clock, and delays this in accordance with a control signal (g) to generate a sample pulse (d) of sample hold circuit 1.
output as l).

また、これと同時にクロック遅延制御回路16は、前記
のサンプルパルス(dx )より若干おくれでA/D変
換起動信号(dl)を発生して、これをA/D変換回路
2に送出する。この信号を受けたA/D変換回路2は、
これをA/D変換のスタート信号として受け、サンプル
ホールドされた値をA/D変換する。
At the same time, the clock delay control circuit 16 generates an A/D conversion activation signal (dl) slightly later than the sample pulse (dx) and sends it to the A/D conversion circuit 2. The A/D conversion circuit 2 receiving this signal,
This is received as a start signal for A/D conversion, and the sampled and held values are A/D converted.

ここで、クロック遅延制御回路16の遅延Mは、遅延時
間切換制御回路5から端子44に加えられる制御信号(
g)によって制御され、設定される。
Here, the delay M of the clock delay control circuit 16 is determined by the control signal (
g) controlled and set by

遅延時間切換制御回路5は、パルスλの遅延量を、0.
4nsX (i−1)に従って×0(遅延せずに直接サ
ンプリング基準クロックを発生する)。
The delay time switching control circuit 5 changes the amount of delay of the pulse λ to 0.
4nsX (i-1) according to x0 (generates sampling reference clock directly without delay).

xl、x2.・・・xiと、iが124になるまで、後
述するようにP、5YNC信号を受けるごとに順次遅延
させる1り御信号(g)を生成してクロック′J!i延
制御回路16に送出する。その結果として、所定量遅延
させたサンプリングクロック(パルスA、×0のときに
は遅延せずに受けたパルスをサブリングクロックとして
発生する)に対してクロック遅延制御回路16が測定周
期を重ねるごとにXO,Xi、X2.・・・Xiの遅延
量(前記の0゜4nsに限定されない)をパルス(,2
)に与えることができる。
xl, x2. . . . xi, until i reaches 124, generates a 1 control signal (g) that is sequentially delayed each time P, 5YNC signals are received as described later, and clock 'J! i is sent to the delay control circuit 16. As a result, every time the clock delay control circuit 16 repeats the measurement period, the clock delay control circuit 16 outputs the XO , Xi, X2. ...The delay amount of Xi (not limited to the above-mentioned 0°4 ns) is set as a pulse (,2
) can be given to

遅延回路4の全体的な動作を簡単に説明すると、端子4
1より入力するDELAYの信号(i)の期間を、遅延
時間計測カウンタ14において制御基準クロック(f)
によってカウントする。このカウントは、一連のサンプ
リング動作を行う最初だけ、端子42に加えられた画像
処理装置10からの指令信号(m)によって実行される
。ここで得たカウント結果の値(k)は、一連のサンプ
リング動作の間、遅延時間計測カウンタ14或は退廷時
間カウント回路15のいずれかで保持し続けられて測定
周期を重ねるごとに遅延時間カウント回路15のプリセ
ットカウンタにセットされる。
To briefly explain the overall operation of the delay circuit 4, the terminal 4
The period of the DELAY signal (i) inputted from 1 is determined by the control reference clock (f) in the delay time measurement counter 14.
Count by. This counting is executed by a command signal (m) from the image processing device 10 applied to the terminal 42 only at the beginning of a series of sampling operations. The count result value (k) obtained here is kept in either the delay time measuring counter 14 or the leaving time counting circuit 15 during a series of sampling operations, and the delay time is counted every time the measurement period repeats. It is set in the preset counter of the circuit 15.

そして、サンプリング基準クロック発生回路3からのサ
ンプリング基準信号クロヅクが端子43に加えられとき
、制御基準クロック(f)によるプリセットカウンタの
値のカウントダウンが開始され、このカウント値が“0
”に達するとサンプリング基準パルスを所定に遅延した
パルス(λ)が遅延時間カウント回路15から出力され
る。
When the sampling reference signal clock from the sampling reference clock generation circuit 3 is applied to the terminal 43, the control reference clock (f) starts counting down the value of the preset counter, and this count value reaches "0".
``, a pulse (λ) obtained by delaying the sampling reference pulse by a predetermined value is output from the delay time counting circuit 15.

クロック遅延制御回路16は、このパルス(ヌ)を受け
、端子44に供給されるii廷切換$制御回路5からの
信号(g)によって設定される遅延Iに従ってパルス(
1)を基準としたサンプリングクロック(或はサンプリ
ングパルス)d1*  dlを発生し、これらをサンプ
ルホールド回路1.、!:A/l)変換回路2とに対し
てそれぞれ出力する。なお、制御信号(g)による遅延
量は、ここでは、遅延id ==ΔtX(i−1)(た
だし、Δtは設定された遅延量、iはP、5YNC発生
回数)で与えられる。
The clock delay control circuit 16 receives this pulse (N) and outputs the pulse (N) in accordance with the delay I set by the signal (G) from the second switching control circuit 5 supplied to the terminal 44.
A sampling clock (or sampling pulse) d1*dl based on 1) is generated, and these are sent to the sample and hold circuit 1. ,! :A/l) respectively output to the conversion circuit 2. Note that the amount of delay caused by the control signal (g) is given here by delay id==ΔtX(i-1) (where Δt is the set delay amount, i is P, and the number of times 5YNC occurs).

ここで、このパルス(,11)の出力されるタイミング
は、遅延時間計測カウンタ14で最初にカウントされた
DELAYの信号iのカウント値が示す期間と同じとな
り、遅延時間設定回路6で設定されたDELAY幅にジ
ッタがあってもそれとは切り離されている。したがって
、ジッタとは無関係となる。また、パルス(J2)は、
制御基準クロックでカウントされて発生することから特
別に同期を採らなくても、これに同期している。したが
って、ジッタの問題は生じない。
Here, the timing at which this pulse (, 11) is output is the same as the period indicated by the count value of the DELAY signal i counted first by the delay time measurement counter 14, and is set by the delay time setting circuit 6. Even if there is jitter in the DELAY width, it is separated from it. Therefore, it is unrelated to jitter. In addition, the pulse (J2) is
Since it is generated by being counted by the control reference clock, it is synchronized with this even without special synchronization. Therefore, no jitter problem occurs.

なお、パルス(J)がサンプリング基型クロックに対し
て遅延なく発生した場合には、これを基準として遅延さ
せて発生させる各周期対応のサンプリングクロックは第
2図に示す関係になり、所定量遅延させたときには、第
2図の関係全体がその遅延14だけずれてサンプリング
クロックが発生することになる。
Note that if the pulse (J) is generated without delay with respect to the sampling basic clock, the sampling clock corresponding to each period generated with a delay based on this will have the relationship shown in Figure 2, and will be delayed by a predetermined amount. When this happens, the sampling clock is generated with the entire relationship shown in FIG. 2 shifted by the delay 14.

このようにすることで、遅延時間をサンプリング期間中
、ただ−度だけカウント入力することで、サンプリング
期間は常に一定の遅延!11が得られ、波形の安定なサ
ンプリングが可能となる。
By doing this, by inputting the delay time only by - degrees during the sampling period, the sampling period will always have a constant delay! 11 is obtained, and stable sampling of the waveform becomes possible.

また、DELAYに対応したカウント値をコンピュータ
に人力することで、実際の入力遅延時間よりも小さく(
又は人きく)遅延量を得ることができ、デジタル信号の
遅れなどの調整を行える。
In addition, by manually inputting the count value corresponding to DELAY into the computer, it can be made smaller than the actual input delay time (
It is possible to obtain the amount of delay (or human input), and to adjust the delay of digital signals.

さて、前述した遅延時間切換制御回路5は、サンプリン
グ基準クロック発生回路3で生成されたサンプリング基
準クロックを分周して作られた測定周波数の1kHzに
対応するP、5YNC(第4図参照)を受けてこれによ
り制御され、このP。
Now, the delay time switching control circuit 5 described above selects P, 5YNC (see FIG. 4) corresponding to the measurement frequency of 1 kHz created by dividing the sampling reference clock generated by the sampling reference clock generation circuit 3. received and controlled by this, this P.

5YNCを受けるごとに1つづつ遅延(i【が増加する
ような制御信号(g)をクロック遅延制御回路16の端
子44に送出して前記の遅延」武を制御する。
A control signal (g) is sent to the terminal 44 of the clock delay control circuit 16 so that the delay (i) increases by one each time 5YNC is received to control the delay.

また、サンプリング基準クロック発生回路3で生成され
る測定周波数に対応するように分周された前記のP、5
YNCは、同時にトリガ出力端子11を経て超音波探傷
器の超音波送信部へ送出される。超音波送信部Sでは、
このトリガ信号を受けて、これに同期して送信パルスを
発生させ、それを超音波探触子に送出する。その結果、
第4図に示すように、サンプリング基準クロックに同期
し、かつ測定周波数に対応した前回と同一の第2図の(
a)に示すようなアナログ信号(第2図の(a)は、説
明の都合−に、実際の超音波測定におけるエコー受信信
号の形態とはなっていない。)が信−じ−入力端子9に
得られ、前回と同一のアナログ信号波形をデジタル化す
ることができる。
Further, the frequency of the P, 5 is divided so as to correspond to the measurement frequency generated by the sampling reference clock generation circuit 3.
At the same time, YNC is sent to the ultrasonic transmitter of the ultrasonic flaw detector via the trigger output terminal 11. In the ultrasonic transmitter S,
Upon receiving this trigger signal, a transmission pulse is generated in synchronization with the trigger signal and sent to the ultrasound probe. the result,
As shown in Figure 4, (
An analog signal as shown in a) (for convenience of explanation, the analog signal shown in FIG. 2 is not in the form of an echo reception signal in actual ultrasonic measurement) The same analog signal waveform as the previous one can be digitized.

サンプル間隔設定回路7は、遅延時間切換制御回路5を
制御して、遅延回路4の単位遅延量、この実施例では、
0.4nsの遅延量を設定/変更する回路であって、単
位遅延量を外部から設定/変更できるようにするために
設けられている。
The sample interval setting circuit 7 controls the delay time switching control circuit 5 to set the unit delay amount of the delay circuit 4, in this embodiment,
This circuit sets/changes the delay amount of 0.4 ns, and is provided so that the unit delay amount can be set/changed from the outside.

そこで、このサンプル点数設定回路7からの制御信号に
応じて設定されたデジタル化の時間幅が終わったら、遅
延時間切換制御回路5は、再びサンプリング基準クロッ
クを受けた時からデジタル化を行うように動作する。こ
のことにより、エコー受信信号を数画面分或いは1画面
で数箇所に分けてデジタル化したデータを容易に得るこ
とができ、例えば、500MHzの場合には、25点採
り、これらを合成して表示できるようにすることが可能
になる。
Therefore, when the digitization time width set according to the control signal from the sample point number setting circuit 7 ends, the delay time switching control circuit 5 starts digitization from the time when it receives the sampling reference clock again. Operate. With this, it is possible to easily obtain digitized data by dividing the echo reception signal into several screens or several parts on one screen. For example, in the case of 500 MHz, 25 points are taken, and these are combined and displayed. It becomes possible to do it.

デジタル化幅表示回路8は、サンプル間隔設定回路7で
設定された制御情報を受けて、アナログ波形及びデジタ
ル化期間等とを表示するための信号を生成して、また、
必要に応じて、遅延時間設定回路6からの設定信号を受
けてアナログ波形のどの部分をデジタル化するかとか等
の信号を生成して、これらを表示出力端子12に出力し
、オシロコープ等の表示器にそれらを加えてデータ表示
をする回路である。
The digitization width display circuit 8 receives the control information set by the sample interval setting circuit 7 and generates a signal for displaying the analog waveform, digitization period, etc.
If necessary, receive the setting signal from the delay time setting circuit 6, generate signals indicating which part of the analog waveform is to be digitized, etc., output these to the display output terminal 12, and display them on an oscilloscope, etc. This is a circuit that adds them to the device and displays the data.

また、画像処理装置10は、このようにして受けた1測
定区間(測定周期の1区間)での50nSごとのサンプ
リング値と125回得6れる各サンプリング値を一旦そ
のメモリに記憶し、1回の測定が終了した時点でメモ1
月ご記憶されたこれらサンプリング値に基づきこれらサ
ンプリング値のデータ順序の入れ替えをして、シーケン
ス方式のA/D変換データとなるようにエコー受信信号
の時間順序に対応するデータを得る、順が入れ替え処理
をする。この場合のデータの入れ替え処理は、サンプリ
ング基準クロックの周期に対応させればよいので、デー
タ処理が短くて済む。なお、このように−旦メモリに記
憶することなく、サンプリング時点で対応する時間順序
になるようにメモリのアドレスをアクセスして記憶する
ようにしてもよく、この場合にはアクセスの処理だけで
特別な処理は不要となる。
In addition, the image processing device 10 temporarily stores in its memory the sampling values received in this manner every 50 nS in one measurement period (one period of the measurement period) and each sampling value obtained 125 times. Note 1 when the measurement is completed.
Based on these stored sampling values, the data order of these sampling values is rearranged to obtain data corresponding to the time order of the echo reception signal so as to become sequential A/D conversion data. Process. In this case, the data replacement process only needs to correspond to the period of the sampling reference clock, so the data processing can be shortened. Note that, in this way, the memory address may be accessed and stored in the time order corresponding to the sampling time without storing it in the memory, and in this case, special processing is required just by processing the access. No further processing is required.

以上説明してきたが、実施例では、遅延時間計測カウン
タ14のカウント指令信号mは、画像処理装置10から
の出力によるものとしているが、例えば、測定開始信号
の立上がりでセットし、1)ELAY信号(j)の終わ
りでリセットするフリップフロップ回路とすることもで
きる。また、遅延時間カウント回路15の内部レジスタ
のプリセット値のプリセットカウンタへのロードは、画
像処理装置10からのロード指令信号のほかに、遅延時
間カウント回路15の出力であるパルス(Jりから石工
遅延した信号で、前記プリセット値をロードしてもよく
、種々の構成を採ることができる。
As described above, in the embodiment, the count command signal m of the delay time measurement counter 14 is based on the output from the image processing device 10, but for example, it is set at the rising edge of the measurement start signal, and 1) the ELAY signal It can also be a flip-flop circuit that resets at the end of (j). In addition to loading the preset value of the internal register of the delay time count circuit 15 to the preset counter, in addition to the load command signal from the image processing device 10, the output of the delay time count circuit 15 is a pulse (from the masonry delay The preset value may be loaded using a signal obtained by using the preset value, and various configurations can be adopted.

実施例では、P、5YNCの信号をサンプリング基をク
ロックを分周して超音波測定周期に一致するようにして
、サンプリング基準クロックと、超音波探触rに加える
送信パルス(送信波)の送出点とほぼ一致するように同
期が採られ、タイミング基準クロックに対してDELA
Yの信号としての遅延量を設定している。この場合には
、回路や超音波探触子等の動作遅延等や、その他のタイ
ミングについての微小なタイミング調整は別として、理
論的にはある測定周期における最初のサンプリング基準
クロックが送信パルスに対応して発生するので、送信パ
ルスを基準にしてDELAYの信号の遅延量が決まるこ
とになる。しかし、送信パルスの代わりに被検体の表面
からの反射波を検出して、これを基準とし、ここからD
ELAYの遅延時間を決めてもよい。その場合には、サ
ンプリング基準クロック発生回路3のサンプリング基準
クロックの出力開始タイミングがこの表面エコー検出信
号を受けて行われることになる。このようにするには、
送信パルスの起動信号は、サンプリング基準クロックを
分周して生成するトリガ信号(P、5YNC)によるこ
となく、制御基をクロックに同期させて発生させる。
In the embodiment, the sampling clock of the P, 5YNC signal is divided to match the ultrasonic measurement period, and the sampling reference clock and the transmission pulse (transmission wave) to be applied to the ultrasonic probe r are sent. synchronization is taken so that it almost coincides with the timing reference clock, and DELA
The amount of delay as a Y signal is set. In this case, the first sampling reference clock in a certain measurement period should theoretically correspond to the transmitted pulse, apart from the operation delays of the circuits, ultrasound probes, etc., and other minute timing adjustments. Therefore, the amount of delay of the DELAY signal is determined based on the transmission pulse. However, instead of the transmitted pulse, the reflected wave from the surface of the object is detected, and this is used as a reference, and from this, D
The delay time of ELAY may be determined. In that case, the output start timing of the sampling reference clock of the sampling reference clock generation circuit 3 will be determined in response to this surface echo detection signal. To do this,
The start signal of the transmission pulse is generated by synchronizing the control base with the clock, without depending on the trigger signal (P, 5YNC) generated by dividing the sampling reference clock.

実施例では、1回の測定で得られるアナログ波形に対し
て所定の周期のサンプリング基準クロックを発生させ、
複数回サンプリングする例を挙げているが、この発明は
、このように複数回サンプリングするものに限定される
ものではない。したがって、複数回のサンプリングを行
わない場合には、サンプリング基準クロック発生回路は
、送信パルス或は表面エコー検出信号に同期して発生す
る単なるパルス発生回路であって十分である。なお、こ
のような同期を採る場合に、実施例における送信パルス
の発生タイミングとサンプリング基をクロックの発生タ
イミングとは、回路や超音波探触子等の動作遅延等を考
慮して調整が行われてもよいことはもちろんである。
In the embodiment, a sampling reference clock of a predetermined period is generated for an analog waveform obtained in one measurement,
Although an example is given in which sampling is performed multiple times, the present invention is not limited to such sampling multiple times. Therefore, when sampling is not performed multiple times, it is sufficient that the sampling reference clock generation circuit is simply a pulse generation circuit that generates signals in synchronization with the transmission pulse or the surface echo detection signal. In addition, when adopting such synchronization, the generation timing of the transmission pulse and the generation timing of the sampling base clock in the example are adjusted by taking into account operational delays of the circuit, ultrasonic probe, etc. It is of course possible to do so.

さらに、カウンタや他の回路を動作させる場合に、各回
路を信号が伝搬する時間を無視できないので、前記の各
カウント値を補正することが必要である。このような場
合には、第3図の遅延時間alll 定カウンタ14の
カウント値を一度画像処理装置10で読み込み、補正し
た十で、遅延時間カウント回路15に設定することもで
きる。
Furthermore, when operating counters and other circuits, the time it takes for a signal to propagate through each circuit cannot be ignored, so it is necessary to correct each count value. In such a case, the count value of the delay time all constant counter 14 shown in FIG.

実適例では、ワンショット回路を使用してDELAYに
対応したパルス幅のパルスを発生させて遅延時間をカウ
ントしているが、これは、画像処理装置等に内蔵したマ
イクロプロセッサで設定された遅延量をカウント値に換
算して遅延時間カウント回路のカウンタ(例えば、プリ
セットカウンタ)にロードするようにしてもよい。
In the actual example, a one-shot circuit is used to generate a pulse with a pulse width corresponding to DELAY and the delay time is counted. The amount may be converted into a count value and loaded into a counter (for example, a preset counter) of the delay time counting circuit.

[発明の効果コ 以]ユの説明から理解できるように、この発明では、遅
延時間カウント回路を設け、サンプリング基を信号を受
けてこれをカウント開始点としてあらかじめ設定された
値を、制御クロックに応じてカウントし、サンプリング
基準信号を設定した所定の時間だけ遅延させた遅延サン
プリング基準パルスを発生させるようにしているので、
最初に遅延時間が設定されれば、以後、所定時間遅延し
たジッタの発生しないサンプリング基準パルスを発生さ
せることができる。
[Effects of the Invention] As can be understood from Yu's explanation, the present invention includes a delay time counting circuit, receives a signal from the sampling base, and uses this as a counting start point to set a preset value as a control clock. The sampling reference signal is counted accordingly, and a delayed sampling reference pulse is generated by delaying the sampling reference signal by a predetermined time.
Once the delay time is set first, it is possible to generate a sampling reference pulse that is delayed by a predetermined period of time and does not generate jitter.

そこで、このサンプリング基準パルスを測定周期に対応
させて所定量ずつ遅延させてシーケンシャルな等価サン
プリングを行えば、精度の高いサンプリングでA/D変
換をすることができる。
Therefore, if sequential equivalent sampling is performed by delaying this sampling reference pulse by a predetermined amount in correspondence with the measurement period, A/D conversion can be performed with highly accurate sampling.

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

第1図は、この発明の超音波測定装置のA/D変換処理
方式を適用した一実施例のプロ、ツク図、第2図は、そ
のサンプリング原理の説明図、第3図は、その遅延回路
の構成例の説明図、第4図は、超音波測定装置において
、遅延時間を設定してA/D変換を1テう従来の方式の
タイミングチャート、第5図は、その詳細なタイミング
の説明図である。 1・・・サンプルホールド回路、2・・・A/D変換回
路、3・・・サンプリング基準クロック発生回路、4・
・・遅延回路、5・・・遅延時間切換制御回路、6・・
・遅延時間設定回路、7・・・サンプル点設定回路、8
・・・デジタル化幅表示回路、 9・・・信号入力端子、10・・・画像処理装置、11
・・・トリガ出力端子、12・・・表示出力端子、13
・・・ホ制御基望クロック入力端子、14・・・遅延時
間測定カウンタ、15・・・遅延時間カウント回路、1
6・・・クロック遅延制御回路。
Fig. 1 is a schematic diagram of one embodiment of the ultrasonic measuring device according to the present invention to which the A/D conversion processing method is applied, Fig. 2 is an explanatory diagram of its sampling principle, and Fig. 3 is its delay diagram. Figure 4 is an explanatory diagram of an example of a circuit configuration. Figure 4 is a timing chart of a conventional method in which one A/D conversion is performed by setting a delay time in an ultrasonic measurement device. Figure 5 is a detailed diagram of the timing. It is an explanatory diagram. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Sample hold circuit, 2... A/D conversion circuit, 3... Sampling reference clock generation circuit, 4...
...Delay circuit, 5...Delay time switching control circuit, 6...
・Delay time setting circuit, 7...Sample point setting circuit, 8
... Digitized width display circuit, 9... Signal input terminal, 10... Image processing device, 11
...Trigger output terminal, 12...Display output terminal, 13
... Control clock input terminal, 14... Delay time measurement counter, 15... Delay time count circuit, 1
6... Clock delay control circuit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定の測定周期で得られる超音波の受信信号をデ
ジタル値に変換して測定値表示処理等の所定の処理をす
る超音波測定装置において、前記測定周期と同期してサ
ンプリングの基準となるサンプリング基準信号を発生す
るサンプリング基準信号発生回路と、前記サンプリング
基準信号を受けてこれをカウント開始点としてあらかじ
め設定された値を制御基準となるクロックパルスに応じ
てカウントし、前記サンプリング基準信号に対してカウ
ント値に対応する時間遅延させた信号を発生する遅延時
間カウント回路と、この遅延時間カウント回路から出力
される信号を前記測定周期に対応してT/nの時間(た
だし、Tは前記測定周期、nは2以上の整数)を単位と
して(i−1)×T/nだけ前記測定周期を重ねるごと
(ただし、iは、測定周期を重ねた回数)に遅延させて
発生する遅延回路と、この遅延回路の出力信号をサンプ
リングタイミング信号として受けて前記受信信号をサン
プリングして保持するサンプルホールド回路と、このサ
ンプルホールド回路にサンプルホールドされた値をA/
D変換するA/D変換回路と、A/D変換されたデジタ
ル値を受けてデータ処理をするデータ処理回路とを備え
ることを特徴とする超音波測定装置のA/D変換処理方
式。
(1) In an ultrasonic measurement device that converts an ultrasonic reception signal obtained at a predetermined measurement cycle into a digital value and performs predetermined processing such as measurement value display processing, the sampling standard is set in synchronization with the measurement cycle. a sampling reference signal generation circuit that generates a sampling reference signal of A delay time count circuit generates a time-delayed signal corresponding to the count value, and a signal output from the delay time count circuit is transmitted for a time T/n (where T is the time T/n) corresponding to the measurement period. A delay circuit that generates a delay every time the measurement period is repeated by (i-1)×T/n (where i is the number of times the measurement period is repeated) in units of measurement periods (n is an integer of 2 or more). A sample and hold circuit receives the output signal of this delay circuit as a sampling timing signal, samples and holds the received signal, and A/
An A/D conversion processing method for an ultrasonic measuring device, comprising an A/D conversion circuit that performs D conversion, and a data processing circuit that receives the A/D converted digital value and processes the data.
(2)サンプリング基準信号発生回路は表面エコー検出
回路或はこの表面エコー検出回路からの検出信号に対応
してパルス信号を発生するパルス発生回路であって、サ
ンプリング基準信号は、前記検出信号或は前記パルス信
号であることを特徴とする請求項1記載の超音波測定装
置のA/D変換処理方式。
(2) The sampling reference signal generation circuit is a surface echo detection circuit or a pulse generation circuit that generates a pulse signal in response to a detection signal from the surface echo detection circuit, and the sampling reference signal is a pulse generation circuit that generates a pulse signal in response to the detection signal from the surface echo detection circuit or the detection signal from the surface echo detection circuit. 2. The A/D conversion processing method for an ultrasonic measuring device according to claim 1, wherein the pulse signal is the pulse signal.
(3)所定の測定周期で得られる超音波の受信信号をデ
ジタル値に変換して測定値表示処理等の所定の処理をす
る超音波測定装置において、前記測定周期と同期して前
記測定周期より1/2以下の周期Tのサンプリング基準
クロックを発生するサンプリング基準クロック発生回路
と、前記サンプリング基準クロックを受けてこれをカウ
ント開始点としてあらかじめ設定された値を制御基準と
なるクロックパルスに応じてカウントし、前記サンプリ
ング基準クロックに対してカウント値に対応する時間遅
延させたパルスを発生する遅延時間カウント回路と、こ
の遅延時間カウント回路から出力されるパルスを前記測
定周期に対応してT/nの時間(ただし、Tは前記測定
周期、nは2以上の整数)を単位として(i−1)×T
/nだけ前記測定周期を重ねるごと(ただし、iは、測
定周期を重ねた回数)に遅延させて発生する遅延回路と
、この遅延回路の出力パルスをサンプリングパルスとし
て受けて前記受信信号をサンプリングして保持するサン
プルホールド回路と、このサンプルホールド回路にサン
プルホールドされた値をA/D変換するA/D変換回路
と、A/D変換されたデジタル値を受けて前記受信信号
の時系列に対応させたデータとしてデータ処理をするデ
ータ処理回路とを備えることを特徴とする超音波測定装
置のA/D変換処理方式。
(3) In an ultrasonic measuring device that converts an ultrasonic reception signal obtained at a predetermined measurement period into a digital value and performs predetermined processing such as measurement value display processing, from the measurement period in synchronization with the measurement period. A sampling reference clock generation circuit that generates a sampling reference clock with a period T of 1/2 or less, and a sampling reference clock generation circuit that receives the sampling reference clock and counts a preset value using this as a counting start point in accordance with a clock pulse that serves as a control reference. a delay time count circuit that generates a pulse delayed by a time corresponding to the count value with respect to the sampling reference clock; and a delay time count circuit that generates a pulse delayed by a time corresponding to the count value with respect to the sampling reference clock; (i-1)×T in units of time (T is the measurement period, n is an integer of 2 or more)
a delay circuit that generates a delay every time the measurement period is repeated by /n (where i is the number of times the measurement period is repeated); and the received signal is sampled by receiving the output pulse of this delay circuit as a sampling pulse. an A/D conversion circuit that A/D converts the value sampled and held in the sample and hold circuit; and an A/D conversion circuit that receives the A/D converted digital value and corresponds to the time series of the received signal. 1. An A/D conversion processing method for an ultrasonic measuring device, comprising: a data processing circuit that processes the data as the data.
(4)サンプリング基準クロック発生回路は表面エコー
検出回路からの検出信号又はこれに対応する信号を受け
てサンプリング基準クロックを出力する請求項3記載の
超音波測定装置のA/D変換処理方式。
(4) The A/D conversion processing method for an ultrasonic measurement apparatus according to claim 3, wherein the sampling reference clock generation circuit receives a detection signal from the surface echo detection circuit or a signal corresponding thereto and outputs the sampling reference clock.
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