JPH0315997B2 - - Google Patents
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- JPH0315997B2 JPH0315997B2 JP59062779A JP6277984A JPH0315997B2 JP H0315997 B2 JPH0315997 B2 JP H0315997B2 JP 59062779 A JP59062779 A JP 59062779A JP 6277984 A JP6277984 A JP 6277984A JP H0315997 B2 JPH0315997 B2 JP H0315997B2
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- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超音波パルス信号によりエコー信号
をパルスコヒーレントに検出する受信処理装置、
すなわち、超音波エコー信号の位相を送信パルス
信号との関係に基づいて精密に検波する装置に関
する。本発明は、超音波診断装置、ソナー装置そ
の他の超音波パルスのエコー信号を時間の関数で
測定する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides a reception processing device that pulse-coherently detects echo signals using ultrasonic pulse signals;
That is, the present invention relates to a device that precisely detects the phase of an ultrasonic echo signal based on its relationship with a transmitted pulse signal. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, a sonar apparatus, or other apparatus for measuring echo signals of ultrasonic pulses as a function of time.
〔従来の技術〕
レーダやソナー等の、送信パルス信号を媒質中
の目的物に照射してそのエコー信号を受信し、こ
れにより目的物の位置や速度を測定する装置で
は、エコー信号をパルスコヒーレントに検波する
必要がある。すなわち、エコー信号の戻り時間だ
けでなく、ドプラ効果による位相変移を測定する
ために、送信パルス信号に対するエコー信号の位
相を測定する必要がある。このためには、送信パ
ルス信号の位相と局部発振信号の位相とが一定の
相互関係を保つ必要がある。両者の位相の間に変
動があると、検波結果にばらつきが生じ、位相雑
音が発生して正確な測定ができないからである。[Prior art] In devices such as radar and sonar that irradiate a target object in a medium with a transmitted pulse signal and receive the echo signal, thereby measuring the position and velocity of the target object, the echo signal is pulse-coherent. It is necessary to detect the wave. That is, in order to measure not only the return time of the echo signal but also the phase shift due to the Doppler effect, it is necessary to measure the phase of the echo signal with respect to the transmitted pulse signal. For this purpose, it is necessary to maintain a constant mutual relationship between the phase of the transmission pulse signal and the phase of the local oscillation signal. This is because if there is a variation between the two phases, the detection results will vary, phase noise will occur, and accurate measurement will not be possible.
したがつて従来は、送信パルス信号の位相(周
期性)または局部発振信号の位相のいずれか一方
を制御する必要があつた。送信パルス信号の位相
を精密に制御することが、パルス発生器を構成す
る素子の熱特性の不安定性等の原因により実現が
困難な場合には、局部発振信号の位相を送信パル
ス信号の位相に追従するように制御することが一
般的であつた。 Therefore, conventionally, it has been necessary to control either the phase (periodicity) of the transmitted pulse signal or the phase of the local oscillation signal. If it is difficult to precisely control the phase of the transmitted pulse signal due to instability of the thermal characteristics of the elements that make up the pulse generator, the phase of the local oscillation signal may be adjusted to the phase of the transmitted pulse signal. Generally, it was controlled to follow the target.
局部発振信号の位相を制御するための装置とし
ては、送信パルス信号により強制的に局部発振を
開始する構成の装置が一般的であり、このような
位相保存用の局部発振器をコヒーレント発振器と
呼んでいる。 A device for controlling the phase of a local oscillation signal is generally configured to forcibly start local oscillation using a transmitted pulse signal, and such a local oscillator for preserving the phase is called a coherent oscillator. There is.
超音波を用いた装置、特に医用超音波診断装置
では、送受信が高周波帯で広帯域にて行われ、送
信パルス信号もインパルスまたはステツプ状の
「時刻信号」的なものであり、これによりコヒー
レント発振器の発振位相を決定するには、多少無
理がある。なぜならば、Q値の高い共振器を用い
た発振器では、強制同期のためのトリガ入力に対
して応答が悪く、高レベルのインパルスを必要と
する。この一方で、Q値の低い共振器では、同期
入力には良く応答できるが、コヒーレント発振器
の目的としている周波数や位相の安定性に問題が
生じる欠点があつた。また、トリガレベルが高い
場合には、このトリガ信号の入力時に発振器の動
作が不安定になり、この影響が尾を引くために位
相や周波数の変動が生じる欠点があつた。 In devices that use ultrasound, especially medical ultrasound diagnostic devices, transmission and reception are performed in a high frequency band over a wide band, and the transmitted pulse signal is also an impulse or step-like "time signal". It is somewhat difficult to determine the oscillation phase. This is because an oscillator using a resonator with a high Q value has a poor response to a trigger input for forced synchronization, and requires a high-level impulse. On the other hand, a resonator with a low Q value can respond well to a synchronization input, but has the drawback of causing problems in frequency and phase stability, which are the objectives of a coherent oscillator. Further, when the trigger level is high, the operation of the oscillator becomes unstable when the trigger signal is input, and this effect lingers, resulting in fluctuations in phase and frequency.
本発明は、コヒーレント発振器を用いずにエコ
ー信号をパルスコヒーレントに測定する装置を提
供するとともに、パルスコヒーレント発振器を予
め備えていない装置にパルスドプラ機能を容易に
追加することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a device that pulse-coherently measures echo signals without using a coherent oscillator, and to easily add a pulse Doppler function to a device that is not equipped with a pulse-coherent oscillator.
本発明の超音波エコー信号の受信処理装置は、
送信超音波パルス信号の位相情報を含むリンギン
グ信号を抽出して局部発振器の搬送波信号で検波
することにより、送信超音波パルス信号と検波の
ための搬送波との位相差を検出するように構成さ
れたことを特徴とする。
The ultrasonic echo signal reception processing device of the present invention includes:
The device is configured to detect a phase difference between the transmitted ultrasonic pulse signal and the carrier wave for detection by extracting a ringing signal containing phase information of the transmitted ultrasonic pulse signal and detecting it with a carrier wave signal of a local oscillator. It is characterized by
すなわち、第一の発明は、送波パルスを発生す
るパルス発生器と、このパルス発生器からの送波
パルスを超音波パルス信号に変換して媒質中に繰
り返し送信しこの超音波パルス信号によるエコー
信号を受信して電気信号に変換して出力する探触
子と、この探触子で電気信号に変換されたエコー
信号の強度を上記超音波パルス信号を送信してか
らの経過時間の関数として測定する手段とを備え
た超音波エコー信号の受信処理装置において、
上記超音波パルス信号の繰り返し周波数の精度
より充分に高い周波数精度の搬送波信号を発生す
る局部発振器と、この局部発振器の発生した搬送
波信号を互いにほぼ直交する位相の二つの搬送波
に変換する移相器と、上記探触子の検出出力をそ
れぞれ被変調入力とし上記移相器の互いに直交す
る位相の出力信号をそれぞれ搬送波入力とする第
一の2個の平衡変調器と、上記超音波パルス信号
に同期するリンギング信号の上記局部発振器の搬
送波信号に対する位相を検出する位相検出手段
と、この位相検出手段の出力により上記第一の平
衡変調器の出力信号の位相を補正する位相補正手
段とを備え、上記位相検出手段は、上記パルス発
生器の出力から送波パルスに同期するリンギング
信号を取り出す手段と、この取り出したリンギン
グ信号を被変調入力として上記移相器の互いに直
交する位相の出力信号をそれぞれ搬送波として平
衡変調を行う第二の2個の平衡変調器と、この第
二の平衡変調器で平衡変調された信号の上記搬送
波に対する位相を検出する検出手段とを含むこと
を特徴とする。 That is, the first invention includes a pulse generator that generates a transmission pulse, and a pulse generator that converts the transmission pulse from the pulse generator into an ultrasonic pulse signal and repeatedly transmits it into a medium to generate echoes due to the ultrasonic pulse signal. A probe that receives a signal, converts it into an electrical signal, and outputs it, and the intensity of the echo signal converted into an electrical signal by this probe as a function of the elapsed time after transmitting the ultrasonic pulse signal. a local oscillator that generates a carrier signal with a frequency accuracy sufficiently higher than the repetition frequency accuracy of the ultrasonic pulse signal; and a carrier wave generated by the local oscillator. A phase shifter converts a signal into two carrier waves with phases substantially orthogonal to each other, and the detection output of the probe is used as a modulated input, and the output signal of the phase shifter with a phase that is orthogonal to each other is used as a carrier wave input. a first two balanced modulators, a phase detection means for detecting the phase of a ringing signal synchronized with the ultrasonic pulse signal with respect to a carrier signal of the local oscillator, and an output of the phase detection means to detect the first balance. phase correction means for correcting the phase of the output signal of the modulator; the phase detection means includes means for extracting a ringing signal synchronized with the transmitted pulse from the output of the pulse generator; a second two balanced modulators that perform balanced modulation using mutually orthogonal phase output signals of the phase shifter as carrier waves as modulation inputs; and the carrier wave of the signal balanced modulated by the second balanced modulator. and detection means for detecting the phase relative to the phase.
また、本発明の第二の発明は、位相検出手段
が、送信超音波パルス信号の直後に発生する減衰
振幅のリンギング信号を検出する手段を含み、こ
のリンギング信号により位相差を補正することを
特徴とする。 Further, a second aspect of the present invention is characterized in that the phase detection means includes means for detecting a ringing signal with an attenuated amplitude that occurs immediately after the transmitted ultrasonic pulse signal, and the phase difference is corrected by this ringing signal. shall be.
ここでリンギング信号とは、トリガとなる信号
に連続する位相で発生し、ある時間の後にその振
幅が減衰する信号をいう。一般的には、その減衰
は指数関数的である。〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 Here, the ringing signal refers to a signal that is generated in a phase continuous with the trigger signal and whose amplitude attenuates after a certain period of time. Generally, the decay is exponential. [Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明第一実施例超音波エコー信号の
受信処理装置のブロツク構成図である。この装置
は超音波診断装置に実施した例である。 FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic echo signal reception processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. This device is an example implemented in an ultrasonic diagnostic device.
パルス発生器1は探触子2に接続される。探触
子2は増幅器3に接続される。増幅器3は2個の
平衡変調器9−1と平衡変調器9−2とに接続さ
れる。リンギング発生器4は、入力が分波器を介
してパルス発生器1に接続され、出力がリミツタ
5に接続される。リミツタ5は帯域濾波器6に接
続される。帯濾波器6は2個の平衡変調器9−3
と平衡変調器9−4とに接続される。局部発振器
7は移相器8に接続される。移相器8の0゜移相出
力は平衡変調器9−1と平衡変調器9−3とに接
続され、移相器8の90゜移相出力は平衡変調器9
−2と平衡変調器9−4とに接続される。平衡変
調器9−3と平衡変調器9−4とは位相検出器1
0に接続される。平衡変調器9−1と平衡変調器
9−2と位相検出手段10とは位相補正器11に
接続される。 A pulse generator 1 is connected to a probe 2. The probe 2 is connected to an amplifier 3. Amplifier 3 is connected to two balanced modulators 9-1 and 9-2. The ringing generator 4 has an input connected to the pulse generator 1 via a duplexer, and an output connected to the limiter 5. Limiter 5 is connected to bandpass filter 6. The bandpass filter 6 consists of two balanced modulators 9-3.
and a balanced modulator 9-4. Local oscillator 7 is connected to phase shifter 8 . The 0° phase shifted output of the phase shifter 8 is connected to the balanced modulator 9-1 and the balanced modulator 9-3, and the 90° phase shifted output of the phase shifter 8 is connected to the balanced modulator 9.
-2 and the balanced modulator 9-4. The balanced modulator 9-3 and the balanced modulator 9-4 are the phase detector 1.
Connected to 0. Balanced modulator 9-1, balance modulator 9-2, and phase detection means 10 are connected to phase corrector 11.
パルス発生器1は、繰り返し入力されるトリガ
信号101をトリガとして送波パルス102を発
生する。この送波パルス102のエネルギのほと
んどは探触子2に与えられるが、残りの一部はリ
ンギング発生器4にも入力される。 The pulse generator 1 generates a transmission pulse 102 using a trigger signal 101 that is repeatedly input as a trigger. Most of the energy of this transmitted pulse 102 is given to the probe 2, but the remaining part is also input to the ringing generator 4.
探触子2は、送波パルス102により超音波の
送信パルス信号を媒体中に送信し、さらに、この
送信パルス信号による超音波エコー信号を検出し
て電気信号に変換する。ここで、探触子2の中心
周波数はf0とする。 The probe 2 transmits an ultrasonic transmission pulse signal into the medium using a transmission pulse 102, and further detects an ultrasonic echo signal due to this transmission pulse signal and converts it into an electrical signal. Here, the center frequency of the probe 2 is assumed to be f 0 .
増幅器3は探触子2が検出して電気信号に変換
されたエコー信号を増幅する。ここで、増幅器3
は濾波器、イコライザ、パルス圧縮器や必要に応
じてその他の回路を含む場合もある。 The amplifier 3 amplifies the echo signal detected by the probe 2 and converted into an electrical signal. Here, amplifier 3
may include filters, equalizers, pulse compressors, and other circuitry as required.
リンギング発生器4は、ルーズカツプルな分波
器を介して入力された送波パルス102をトリガ
として、周波数f0の減衰振動を開始しリンギング
信号104を発生する。リンギング発生器4とし
ては、単なる単一同調回路でも良く、帯域濾波器
でも良い。また、そのQ値は適当な中庸の値とす
る。 The ringing generator 4 is triggered by the transmission pulse 102 inputted through the loose-coupled duplexer, and starts damped oscillation at a frequency f 0 to generate a ringing signal 104 . The ringing generator 4 may be a simple single-tuned circuit or a bandpass filter. Further, the Q value is set to an appropriate moderate value.
リミツタ5と帯域濾波器6とは、リンギング信
号104が連続している間だけ、定振幅のバース
ト信号105を出力する。 The limiter 5 and the bandpass filter 6 output a constant amplitude burst signal 105 only while the ringing signal 104 continues.
局部発振器7は周波数f0の搬送波を出力する。
この局部発振器7は、高度に安定な周波数を出力
する必要がある。 Local oscillator 7 outputs a carrier wave of frequency f 0 .
This local oscillator 7 must output a highly stable frequency.
移相器8は、局部発振器7の出力した搬送波の
位相を変化させ、移相角0゜と移相角90゜との直交
搬送波を出力する。 The phase shifter 8 changes the phase of the carrier wave output from the local oscillator 7, and outputs orthogonal carrier waves with a phase shift angle of 0° and a phase shift angle of 90°.
平衡変調器9−1は、エコー信号103を移相
角0゜の搬送波で検波して信号iを出力する。平衡
変調器9−2は、エコー信号103を移相角90゜
の搬送波で検波して信号qを出力する。平衡変調
器9−3は、バースト信号105を移相角0゜の搬
送波で検波して信号i′を出力する。平衡変調器9
−4は、バースト信号105を移相角90゜の搬送
波で検波して信号q′を出力する。 The balanced modulator 9-1 detects the echo signal 103 using a carrier wave with a phase shift angle of 0° and outputs a signal i. The balanced modulator 9-2 detects the echo signal 103 using a carrier wave with a phase shift angle of 90 degrees and outputs a signal q. Balanced modulator 9-3 detects burst signal 105 using a carrier wave with a phase shift angle of 0° and outputs signal i'. Balance modulator 9
-4 detects the burst signal 105 using a carrier wave with a phase shift angle of 90 degrees and outputs a signal q'.
位相検出器10は、信号i′と信号q′とから、送
波パルス102の搬送波に対する位相を検出す
る。 The phase detector 10 detects the phase of the transmitted pulse 102 with respect to the carrier wave from the signal i' and the signal q'.
位相補正器11は、位相検出器10の出力によ
り、信号iと信号qとの位相の補正を行う。 The phase corrector 11 corrects the phases of the signal i and the signal q based on the output of the phase detector 10.
このように構成されたエコー信号の受信処理装
置は、送波パルスにより生成されたバースト信号
を、局部発振器からの安定な搬送波で同期検波
し、エコー信号の搬送波に対する相対位相を検出
し、これにより、双極性ビデオ信号の位相補正を
行うことを特徴としている。 The echo signal reception processing device configured in this way performs synchronous detection of the burst signal generated by the transmitted pulse using a stable carrier wave from a local oscillator, detects the relative phase of the echo signal with respect to the carrier wave, and thereby , is characterized by performing phase correction of bipolar video signals.
第2図は本実施例装置の動作を示すタイムチヤ
ートである。 FIG. 2 is a time chart showing the operation of the apparatus of this embodiment.
パルス発生器1により発生された送波パルス1
02により探触子2から送信パルス信号(超音波
パルス信号)が送出され、この送信パルス信号が
被検体内で反射され、超音波エコー信号となり、
電気信号に変換されてエコー信号103となる。
一方、ルーズカツプルな分波器により分波された
送波パルス102はリンギング発生器4に入力さ
れ、リンギング信号104を発生する。リンギン
グ信号104は、リミツタ5および帯域濾波器6
により、リンギング信号104が続いている間だ
け振幅が一定のバースト信号105に変換され
る。このバースト信号105は、局部発振器7が
発生し移相器8が分離した一対の直交する搬送波
により検波される。すなわち、位相角0゜の搬送波
により検波されて信号i′となり、位相角90゜の搬送
波により検波されて信号q′となる。 Transmission pulse 1 generated by pulse generator 1
02, a transmission pulse signal (ultrasonic pulse signal) is sent from the probe 2, and this transmission pulse signal is reflected within the subject and becomes an ultrasound echo signal.
It is converted into an electrical signal and becomes an echo signal 103.
On the other hand, the transmitted pulse 102 split by the loose couple splitter is input to the ringing generator 4, which generates a ringing signal 104. The ringing signal 104 is transmitted through the limiter 5 and the bandpass filter 6.
As a result, the ringing signal 104 is converted into a burst signal 105 whose amplitude is constant only while the ringing signal 104 continues. This burst signal 105 is detected by a pair of orthogonal carrier waves generated by the local oscillator 7 and separated by the phase shifter 8. That is, it is detected by a carrier wave with a phase angle of 0° and becomes a signal i', and detected by a carrier wave with a phase angle of 90° and becomes a signal q'.
信号i′と信号q′とは、バースト信号105の間
だけ意味を持ち、送波パルス102の搬送波に対
する位相情報(すなわち、超音波の送信パルス信
号の搬送波に対する位相情報)を含んでいる。し
たがつて、信号i′の値と信号q′の値とによりその
位相角を知ることが可能である。さらに、信号i
と信号qとから信号i′と信号q′との位相角を差し
引くことにより、パルスコヒーレントな双極性ビ
デオ信号が得られる。 The signal i' and the signal q' have meaning only during the burst signal 105, and include phase information for the carrier wave of the transmission pulse 102 (that is, phase information for the carrier wave of the ultrasonic transmission pulse signal). Therefore, it is possible to know the phase angle from the value of the signal i' and the value of the signal q'. Furthermore, the signal i
By subtracting the phase angle of signal i' and signal q' from and signal q, a pulse coherent bipolar video signal is obtained.
この「位相角を差し引く」とは、ベクトルの回
転であり、複素平面での乗算または除算により実
行できる。信号i′と信号q′との位相角θは、
θ=tan-1q′/i′ ……(1)
として求めることができる。したがつて、信号i
および信号qと、位相補正後の信号i0と信号q0と
の関係は、
i
q=cosθ sinθ
−sinθ cosθ・i0
q0 …(2)
と表される。したがつて、パルスコヒーレントな
信号i0、信号q0は、
i0
q0=cosθ −sinθ
sinθ cosθ・i
q ……(3)
によつて得られる。 This "subtracting the phase angle" is a vector rotation, which can be performed by multiplication or division in the complex plane. The phase angle θ between the signal i′ and the signal q′ can be obtained as θ=tan −1 q′/i′ (1). Therefore, the signal i
The relationship between the signal q, the signal i 0 after phase correction, and the signal q 0 is expressed as i q = cos θ sin θ − sin θ cos θ·i 0 q 0 (2). Therefore, pulse coherent signal i 0 and signal q 0 are obtained by i 0 q 0 = cos θ − sin θ sin θ cos θ·i q (3).
これらの計算は、信号iおよび信号qの検出と
同時に行うことが可能である。また、位相検出器
10と位相補正器11とをアナログ・デイジタル
変換回路、記憶回路、マイクロプロセツサ等を備
えた構成にし、信号iと信号qとの時間関数と、
信号i′と信号q′との時間関数とを、それぞれアナ
ログ・デイジタル変換して記憶回路に記憶し、こ
のデータをデイジタル処理することが望ましい。
さらに、装置のダイナミツクレンジが充分大きい
場合には、リミツタ5や帯域濾波器6を用いる必
要がない場合もある。 These calculations can be performed simultaneously with the detection of signal i and signal q. Further, the phase detector 10 and the phase corrector 11 are configured to include an analog-to-digital conversion circuit, a memory circuit, a microprocessor, etc., and the time functions of the signal i and the signal q,
It is desirable that the time functions of the signal i' and the signal q' be converted into analog-to-digital data and stored in a storage circuit, and this data be digitally processed.
Furthermore, if the dynamic range of the device is sufficiently large, it may not be necessary to use the limiter 5 or the bandpass filter 6.
3図は本発明第2実施例超音波エコー信号の受
信処理装置のブロツク構成図である。 FIG. 3 is a block diagram of an ultrasonic echo signal reception processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
パルス発生器1は探触子2に接続される。探触
子2は増幅器3に接続される。増幅器3は2個の
平衡変調器9−1と平衡変調器9−2とに接続さ
れる。局部発振器7は移相器8に接続される。移
相器8の0゜移相出力は平衡変調器9−1、移相器
8の90゜移相出力は平衡変調器9−2に接続され
る。平衡変調器9−1と平衡変調器9−2とはそ
れぞれ別の低域通過濾波器12に接続される。低
域通過濾波器12はアナログ・デイジタル変換回
路13に接続される。アナログ・デイジタル変換
回路13は記憶回路14に接続される。記憶回路
14は演算装置15に接続される。 A pulse generator 1 is connected to a probe 2. The probe 2 is connected to an amplifier 3. Amplifier 3 is connected to two balanced modulators 9-1 and 9-2. Local oscillator 7 is connected to phase shifter 8 . The 0° phase shifted output of the phase shifter 8 is connected to a balanced modulator 9-1, and the 90° phase shifted output of the phase shifter 8 is connected to a balanced modulator 9-2. The balanced modulator 9-1 and the balanced modulator 9-2 are connected to separate low-pass filters 12, respectively. The low pass filter 12 is connected to an analog-to-digital conversion circuit 13. Analog-to-digital conversion circuit 13 is connected to storage circuit 14 . The memory circuit 14 is connected to the arithmetic unit 15 .
低域通過濾波器12は、アナログ・デイジタル
変換を行うために検出信号の高域成分の除去を行
う。アナログ・デイジタル変換回路13は信号i
と信号qとをアナログ・デイジタル変換する。記
憶回路14はデイジタル化された波形信号を記憶
する。演算装置15はマイクロプロセツサを備
え、位相角の補正を行つて信号i0および信号q0を
デイジタルで出力する。 The low-pass filter 12 removes high-frequency components of the detection signal in order to perform analog-to-digital conversion. The analog-to-digital conversion circuit 13 receives the signal i
and signal q are converted from analog to digital. The storage circuit 14 stores the digitized waveform signal. The arithmetic unit 15 includes a microprocessor, corrects the phase angle, and digitally outputs the signal i 0 and the signal q 0 .
第4図は本実施例装置の動作を示すタイムチヤ
ートである。 FIG. 4 is a time chart showing the operation of the apparatus of this embodiment.
パルス発生器1より発生された送波パルス10
2により探触子2から送信パルス信号(超音波パ
ルス信号)が送出され、この送信パルス信号が被
検体内で反射され、超音波エコー信号となり、電
気信号に変換されてエコー信号103となる。送
波パルスとその減衰が支配的なエコー信号103
の領域Aの区間は、送波パルスと再現性良い位相
関係を有している。したがつて、エコー信号10
3の領域Aの区間に関して直交検波した結果、す
なわち信号iと信号qの領域Aもまた、送波パル
スとの再現性良い位相関係を有している。 Transmission pulse 10 generated by pulse generator 1
2, a transmission pulse signal (ultrasonic pulse signal) is sent from the probe 2, this transmission pulse signal is reflected within the subject, becomes an ultrasound echo signal, and is converted into an electrical signal to become an echo signal 103. Echo signal 103 dominated by transmitted pulses and their attenuation
The section of region A has a phase relationship with the transmitted pulse with good reproducibility. Therefore, the echo signal 10
As a result of orthogonal detection regarding the section of region A of No. 3, that is, region A of signal i and signal q also has a reproducible phase relationship with the transmitted pulse.
したがつて、リンギング信号として、エコー信
号103の領域Aを利用することにより、第1実
施例装置と同様の位相補正が可能である。 Therefore, by using region A of the echo signal 103 as a ringing signal, the same phase correction as in the first embodiment device is possible.
以上説明したように、本発明の超音波エコー信
号の受信処理装置は、コヒーレント発振器を用い
ずにエコー信号をパルスコヒーレントに測定する
装置が実現できるとともに、パルスコヒーレント
発振器を備えていない装置にパルスドプラ機能を
容易に追加することが可能となる効果がある。
As explained above, the ultrasonic echo signal reception and processing device of the present invention can realize a device that pulse-coherently measures echo signals without using a coherent oscillator, and can also provide a pulse Doppler function for devices not equipped with a pulse-coherent oscillator. This has the effect of making it possible to easily add .
さらに、コヒーレント発振器を用いることがな
いため、全デイジタル処理の回路構成にすること
が可能であり、従来のアナログ処理に比べてはる
かに恒常的で、信頼性が高く、しかも柔軟性のあ
る処理内容を実現できる大きな効果がある。 Furthermore, since no coherent oscillator is used, it is possible to configure an all-digital processing circuit, which is much more constant, reliable, and flexible than traditional analog processing. It has a great effect on achieving this.
第1図は本発明第1実施例装置超音波エコー信
号の受信処理装置のブロツク構成図。第2図は第
一実施例装置の動作を示すタイムチヤート。第3
図は本発明第2実施例超音波エコー信号の受信処
理装置のブロツク構成図。第4図は第二実施例装
置の動作を示すタイムチヤート。
1……パルス発生器、2……探触子、3……増
幅器、4……リンギング発生器、5……リミツ
タ、6……帯域濾波器、7……局部発振器、8…
…移相器、9……平衡変調器、10……位相検出
器、11……位相補正器、12……低域通過濾波
器、13……アナログ・デイジタル変換回路、1
4……記憶回路、15……演算装置。
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic echo signal reception processing device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a time chart showing the operation of the device of the first embodiment. Third
The figure is a block diagram of an ultrasonic echo signal reception processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a time chart showing the operation of the device of the second embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Pulse generator, 2... Probe, 3... Amplifier, 4... Ringing generator, 5... Limiter, 6... Bandpass filter, 7... Local oscillator, 8...
... Phase shifter, 9 ... Balanced modulator, 10 ... Phase detector, 11 ... Phase corrector, 12 ... Low pass filter, 13 ... Analog-to-digital conversion circuit, 1
4... Memory circuit, 15... Arithmetic device.
Claims (1)
ルス信号に変換して媒質中に繰り返し送信しこの
超音波パルス信号によるエコー信号を受信して電
気信号に変換して出力する探触子と、 この探触子で電気信号に変換されたエコー信号
の強度を上記超音波パルス信号を送信してからの
経過時間の関数として測定する手段と を備えた超音波エコー信号の受信処理装置におい
て、 上記超音波パルス信号の繰り返し周波数の精度
より充分に高い周波数精度の搬送波信号を発生す
る局部発振器と、 この局部発振器の発生した搬送波信号を互いに
ほぼ直交する位相の二つの搬送波に変換する移相
器と、 上記探触子の検出出力をそれぞれ被変調入力と
し上記移相器の互いに直交する位相の出力信号を
それぞれ搬送波入力とする第一の2個の平衡変調
器と、 上記超音波パルス信号に同期するリンギング信
号の上記局部発振器の搬送波信号に対する位相を
検出する位相検出手段と、 この位相検出手段の出力により上記第一の平衡
変調器の出力信号の位相を補正する位相補正手段
と を備え、 上記位相検出手段は、 上記パルス発生器の出力から送波パルスに同期
するリンギング信号を取り出す手段と、 この取り出したリンギング信号を被変調入力と
して上記移相器の互いに直交する位相の出力信号
をそれぞれ搬送波として平衡変調を行う第二の2
個の平衡変調器と、 この第二の平衡変調器で平衡変調された信号の
上記搬送波に対する位相を検出する検出手段とを
含む ことを特徴とする超音波エコー信号の受信処理装
置。 2 位相検出手段と位相補正手段とは、平衡変調
器の出力信号をデイジタル信号に変換するアナロ
グ・デイジタル変換回路と、このアナログ・デイ
ジタル変換回路の出力デイジタル信号を入力する
記憶回路と、この記憶回路上のデータを処理する
マイクロプロセツサとを含む特許請求の範囲第1
項に記載の超音波エコー信号の受信処理装置。 3 送波パルスを発生するパルス発生器と、 このパルス発生器からの送波パルスを超音波パ
ルス信号に変換して媒質中に繰り返し送信しこの
超音波パルス信号によるエコー信号を受信して電
気信号に変換して出力する探触子と、 この探触子で電気信号に変換されたエコー信号
の強度を上記超音波パルス信号を送信してからの
経過時間の関数として測定する手段と を備えた超音波エコー信号受信処理装置におい
て、 上記超音波パルス信号の繰り返し周波数の精度
より充分に高い周波数精度の搬送波信号を発生す
る局部発振器と、 この局部発振器の発生した搬送波信号を互いに
ほぼ直交する位相の二つの搬送波に変換する移相
器と、 上記探触子の検出出力をそれぞれ被変調入力と
し上記移相器の互いに直交する位相の出力信号を
それぞれ搬送波入力とする2個の平衡変調器と、 上記超音波パルス信号に同期するリンギング信
号の上記局部発振器の搬送波信号に対する位相を
検出する位相検出手段と、 位相検出手段の出力により上記平衡変調器の出
力信号の位相を補正する位相補正手段と を備え、 上記位相検出手段は、超音波パルス信号の送信
直後に発生する超音波エコー信号の減衰振幅の信
号を検出する手段を含む ことを特徴とする超音波エコー信号の受信処理装
置。 4 位相検出手段と位相補正手段とは、平衡変調
器の出力信号をデイジタル信号に変換するアナロ
グ・デイジタル変換回路と、このアナログ・デイ
ジタル変換回路の出力デイジタル信号を入力する
記憶回路と、この記憶回路上のデータを処理する
マイクロプロセツサとを含む特許請求の範囲第3
項に記載の超音波エコー信号の受信処理装置。[Claims] 1. A pulse generator that generates a transmitted pulse, and a pulse generator that converts the transmitted pulse from the pulse generator into an ultrasonic pulse signal and repeatedly transmits it into a medium to generate an echo signal by the ultrasonic pulse signal. a probe that receives the ultrasound pulse, converts it into an electrical signal, and outputs it; and measures the intensity of the echo signal converted into an electrical signal by this probe as a function of the elapsed time after transmitting the ultrasonic pulse signal. a local oscillator that generates a carrier wave signal with a frequency accuracy sufficiently higher than the accuracy of the repetition frequency of the ultrasonic pulse signal; and a carrier wave signal generated by the local oscillator. a phase shifter that converts the signal into two carrier waves with phases substantially orthogonal to each other; two balanced modulators; a phase detection means for detecting a phase of a ringing signal synchronized with the ultrasonic pulse signal with respect to a carrier signal of the local oscillator; and an output of the phase detection means to detect the first balanced modulation. and a phase correction means for correcting the phase of the output signal of the pulse generator. A second 2-channel circuit that performs balanced modulation using the mutually orthogonal phase output signals of the phase shifter as carrier waves as inputs.
1. An ultrasonic echo signal receiving and processing device comprising: a second balanced modulator; and detection means for detecting a phase of a signal balanced-modulated by the second balanced modulator with respect to the carrier wave. 2. The phase detection means and the phase correction means include an analog-digital conversion circuit that converts the output signal of the balanced modulator into a digital signal, a storage circuit that inputs the output digital signal of this analog-digital conversion circuit, and this storage circuit. and a microprocessor for processing the above data.
2. The ultrasonic echo signal reception processing device described in 2. 3. A pulse generator that generates a transmitted pulse; converts the transmitted pulse from this pulse generator into an ultrasonic pulse signal, repeatedly transmits it into the medium, receives an echo signal from this ultrasonic pulse signal, and generates an electrical signal. and a means for measuring the intensity of the echo signal converted into an electrical signal by the probe as a function of elapsed time after transmitting the ultrasonic pulse signal. The ultrasonic echo signal reception and processing device includes a local oscillator that generates a carrier wave signal with a frequency accuracy sufficiently higher than the repetition frequency accuracy of the ultrasonic pulse signal, and a local oscillator that generates a carrier wave signal with a phase substantially orthogonal to each other. a phase shifter for converting into two carrier waves; two balanced modulators each having the detection output of the probe as a modulated input, and the output signals of mutually orthogonal phases of the phase shifter as carrier wave inputs; a phase detection means for detecting the phase of a ringing signal synchronized with the ultrasonic pulse signal with respect to a carrier signal of the local oscillator; and a phase correction means for correcting the phase of the output signal of the balanced modulator based on the output of the phase detection means. An apparatus for receiving and processing ultrasonic echo signals, characterized in that the phase detection means includes means for detecting a signal of attenuation amplitude of an ultrasonic echo signal generated immediately after transmission of an ultrasonic pulse signal. 4. The phase detection means and the phase correction means include an analog-digital conversion circuit that converts the output signal of the balanced modulator into a digital signal, a storage circuit that inputs the output digital signal of this analog-digital conversion circuit, and this storage circuit. and a microprocessor for processing the above data.
2. The ultrasonic echo signal reception processing device described in 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6277984A JPS60205385A (en) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | Distance observing device for echo signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6277984A JPS60205385A (en) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | Distance observing device for echo signal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60205385A JPS60205385A (en) | 1985-10-16 |
JPH0315997B2 true JPH0315997B2 (en) | 1991-03-04 |
Family
ID=13210190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6277984A Granted JPS60205385A (en) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | Distance observing device for echo signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60205385A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4283170B2 (en) * | 2003-12-17 | 2009-06-24 | 株式会社デンソー | Object detection device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4890455A (en) * | 1972-02-29 | 1973-11-26 | ||
JPS5468199A (en) * | 1977-11-10 | 1979-06-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Ultra-sonic invasion detector |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP6277984A patent/JPS60205385A/en active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4890455A (en) * | 1972-02-29 | 1973-11-26 | ||
JPS5468199A (en) * | 1977-11-10 | 1979-06-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Ultra-sonic invasion detector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60205385A (en) | 1985-10-16 |
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