JPH054805Y2 - - Google Patents
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- JPH054805Y2 JPH054805Y2 JP8652884U JP8652884U JPH054805Y2 JP H054805 Y2 JPH054805 Y2 JP H054805Y2 JP 8652884 U JP8652884 U JP 8652884U JP 8652884 U JP8652884 U JP 8652884U JP H054805 Y2 JPH054805 Y2 JP H054805Y2
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- JP
- Japan
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- transistor
- junction fet
- turned
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- fet
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- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は、ソーナー、医用超音波装置、金属探
傷機等の超音波パルスエコーシステムにおける探
触子若しくは振動子エレメントに直結される超音
波の送受に直接かかわる電子回路、所謂超音波送
受波回路に関する。
傷機等の超音波パルスエコーシステムにおける探
触子若しくは振動子エレメントに直結される超音
波の送受に直接かかわる電子回路、所謂超音波送
受波回路に関する。
（従来の技術）
従来の超音波送受波回路の一例を第１図に示
す。このような回路において、パルサ（図示せ
ず）より急峻な立上りで幅の狭いパルスをコンデ
ンサCO1を介して与えると、ケーブルCABを介
して振動子エレメントTDに印加され、振動子エ
レメントはこれにより付勢されて超音波を送出す
る。抵抗RO1及びRO2は振動子エレメントの等価
インピーダンス比べて十分大きくしておくことに
より、前記パルスが受信回路側に入つてくる量は
実質上無視できる。送波後は振動子エレメント
TDで超音波を受波し電気信号に変換して得られ
るエコー信号は抵抗RO2及びコンデンサCO2（直
流カツト用）を介してトランジスタQO1に導かれ
る。この場合、コンデンサCO1とパルサ間は電気
的に開放となつている。尚、トランジスタQO1の
ベースにはエコー信号の低周波成分をカツトする
ためのインダクタンスL1及び過大入力防止のた
めのダイオードD1，D2がコモンライン間に接続
されている。
す。このような回路において、パルサ（図示せ
ず）より急峻な立上りで幅の狭いパルスをコンデ
ンサCO1を介して与えると、ケーブルCABを介
して振動子エレメントTDに印加され、振動子エ
レメントはこれにより付勢されて超音波を送出す
る。抵抗RO1及びRO2は振動子エレメントの等価
インピーダンス比べて十分大きくしておくことに
より、前記パルスが受信回路側に入つてくる量は
実質上無視できる。送波後は振動子エレメント
TDで超音波を受波し電気信号に変換して得られ
るエコー信号は抵抗RO2及びコンデンサCO2（直
流カツト用）を介してトランジスタQO1に導かれ
る。この場合、コンデンサCO1とパルサ間は電気
的に開放となつている。尚、トランジスタQO1の
ベースにはエコー信号の低周波成分をカツトする
ためのインダクタンスL1及び過大入力防止のた
めのダイオードD1，D2がコモンライン間に接続
されている。
トランジスタQO1で増幅されたエコー信号はト
ランスT1を介して出力され、処理回路（図示せ
ず）へ送られる。
ランスT1を介して出力され、処理回路（図示せ
ず）へ送られる。
（考案が解決しようとする問題点）
このような従来回路において、常識的諸元値で
言つて振動子エレメントの等価インピーダンスが
数10Ω乃至数100Ω位（超音波周波数を3MHz程度
とすると1000pF〜100pFに相当）までの場合は支
障はないが、それより小さい値になつた場合は、
ケーブルCABの容量が影響するようになる。即
ち、ケーブルの容量が回路に並列に入つて見掛上
の結合係数を低下させるようになる。これは特に
周波数が高く、振動子エレメントが小さくならざ
るを得ない場合、或いは周波数によらずとも振動
子アレイの波源のピツチを細かくする場合に副作
用として効果する。更に、圧電物質としてセラミ
ツクではなく、PVDFや複合材料のような圧電セ
ラミツクより２桁程度も誘電率εの小さい、従つ
て静電容量の小さい圧電材料を振動子として用い
るときは著しく問題と化す。そのような場合、ア
レイの中の１個のエレメントの静電容量が数
10pF乃至数pFでインピーダンスが1KΩ乃至数
KΩということはしばしばある。このようなアレ
イに対して１ｍ当たり100pF程度も呈するような
シールド線や同軸ケーブルを直結することは著し
く結合係数を低下することになる。但し、このよ
うな場合にその同軸ケーブルより手前にバツフア
アンプ等のインピーダンス変換手段を入れれば上
記問題は解決するものの、構成が複雑化し小形化
することが難しくなる欠点がある。
言つて振動子エレメントの等価インピーダンスが
数10Ω乃至数100Ω位（超音波周波数を3MHz程度
とすると1000pF〜100pFに相当）までの場合は支
障はないが、それより小さい値になつた場合は、
ケーブルCABの容量が影響するようになる。即
ち、ケーブルの容量が回路に並列に入つて見掛上
の結合係数を低下させるようになる。これは特に
周波数が高く、振動子エレメントが小さくならざ
るを得ない場合、或いは周波数によらずとも振動
子アレイの波源のピツチを細かくする場合に副作
用として効果する。更に、圧電物質としてセラミ
ツクではなく、PVDFや複合材料のような圧電セ
ラミツクより２桁程度も誘電率εの小さい、従つ
て静電容量の小さい圧電材料を振動子として用い
るときは著しく問題と化す。そのような場合、ア
レイの中の１個のエレメントの静電容量が数
10pF乃至数pFでインピーダンスが1KΩ乃至数
KΩということはしばしばある。このようなアレ
イに対して１ｍ当たり100pF程度も呈するような
シールド線や同軸ケーブルを直結することは著し
く結合係数を低下することになる。但し、このよ
うな場合にその同軸ケーブルより手前にバツフア
アンプ等のインピーダンス変換手段を入れれば上
記問題は解決するものの、構成が複雑化し小形化
することが難しくなる欠点がある。
本考案は、このような点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、前記のようにケーブルの容量が
影響することのないように探触子内に１エレメン
ト毎に送受波回路の主要部即ちパルサと初段アン
プを収容することができるように、小形化、集積
化の容易な超音波送受波回路を実現することにあ
る。
で、その目的は、前記のようにケーブルの容量が
影響することのないように探触子内に１エレメン
ト毎に送受波回路の主要部即ちパルサと初段アン
プを収容することができるように、小形化、集積
化の容易な超音波送受波回路を実現することにあ
る。
（問題点を解決するための手段）
このような目的を達成する本考案は、探触子の
１エレメント毎にそのゲートが直結された複数個
のジヤンクシヨンFETと、各ジヤンクシヨン
FETのドレインと受波信号を受けるためのトラ
ンスとの間に接続されたダイオードと、前記各ジ
ヤンクシヨンFETのソースとコモンライン間に
接続されストローブ信号によりON／OFFされる
トランジスタと、前記各ジヤンクシヨンFETの
ゲート・ソース間に逆並列接続された２つのダイ
オードと、前記２つのダイオードに並列接続され
た抵抗を具備し、送波時には前記ストローブ信号
によりトランジスタをOFFとした状態で単極性
の送波パルスを前記ジヤンクシヨンFETのソー
スに与えて前記探触子のエレメントを付勢し、受
波時はストローブ信号によりトランジスタをON
状態とし、エレメントからの受波信号を前記ジヤ
ンクシヨンFETでバツフアリング及び増幅し、
前記ダイオードを介してジヤンクシヨンFETの
ドレイン電流の流れる前記トランスの２次側より
受波信号が得られるようにしたことを特徴とする
ものである。
１エレメント毎にそのゲートが直結された複数個
のジヤンクシヨンFETと、各ジヤンクシヨン
FETのドレインと受波信号を受けるためのトラ
ンスとの間に接続されたダイオードと、前記各ジ
ヤンクシヨンFETのソースとコモンライン間に
接続されストローブ信号によりON／OFFされる
トランジスタと、前記各ジヤンクシヨンFETの
ゲート・ソース間に逆並列接続された２つのダイ
オードと、前記２つのダイオードに並列接続され
た抵抗を具備し、送波時には前記ストローブ信号
によりトランジスタをOFFとした状態で単極性
の送波パルスを前記ジヤンクシヨンFETのソー
スに与えて前記探触子のエレメントを付勢し、受
波時はストローブ信号によりトランジスタをON
状態とし、エレメントからの受波信号を前記ジヤ
ンクシヨンFETでバツフアリング及び増幅し、
前記ダイオードを介してジヤンクシヨンFETの
ドレイン電流の流れる前記トランスの２次側より
受波信号が得られるようにしたことを特徴とする
ものである。
（実施例）
以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説
明する。
明する。
第２図の実施例は１つの振動子エレメントに直
結する１組の送受波回路であり、他のエレメント
についても同様の構成である。図において、Q1
はジヤンクシヨンFET（以下JFETという）、Q2は
トランジスタである。トランスT1とコモンライ
ン間にはダイオードD3，JFETQ1、トランジスタ
Q2の直列回路が挿入されている。JFETQ1のゲー
トはエレメントに直結し、更にJFETQ1のゲー
ト・ソース間には逆並列接続のダイオードD1，
D2及び抵抗R1が接続され、又JFETQ1のソース
とコモンライン間（トランジスタQ2のコレク
タ・エミツタ間にも相当する）に抵抗R2が接続
されている。このJFETQ1とトランジスタQ2の共
通接続点にはコンデンサC1を介してパルサ（図
示せず）からのエレメント付勢用のパルスが与え
られる。トランジスタQ2のベースにはストロー
ブ信号が与えられる。
結する１組の送受波回路であり、他のエレメント
についても同様の構成である。図において、Q1
はジヤンクシヨンFET（以下JFETという）、Q2は
トランジスタである。トランスT1とコモンライ
ン間にはダイオードD3，JFETQ1、トランジスタ
Q2の直列回路が挿入されている。JFETQ1のゲー
トはエレメントに直結し、更にJFETQ1のゲー
ト・ソース間には逆並列接続のダイオードD1，
D2及び抵抗R1が接続され、又JFETQ1のソース
とコモンライン間（トランジスタQ2のコレク
タ・エミツタ間にも相当する）に抵抗R2が接続
されている。このJFETQ1とトランジスタQ2の共
通接続点にはコンデンサC1を介してパルサ（図
示せず）からのエレメント付勢用のパルスが与え
られる。トランジスタQ2のベースにはストロー
ブ信号が与えられる。
このような構成における動作を説明する。まず
送波に先立つてトランジスタQ2にストローブ信
号を与えてOFFにしておく。次に、コンデンサ
C1を介してパルサより図中に示すような等価ス
テツプ（単極性）が与えられる。ダイオードD2
を介してその立上りがエレメントTDに印加され
る。このとき印加波形の立上りで超音波が発生す
る。この場合JFETQ1は全体がパルス波形にのつ
て持上げられるが、ダイオードD3でカツトオフ
されるためトランスT1側には影響しない。エレ
メントTDの付勢が終了した後にトランジスタQ2
に与えられているストローブ信号を“１”にもど
し、トランジスタQ2をONに復帰させる。これに
よりJFETQ1は通常動作域に復帰し、エレメント
TDからの受波信号をバツフア及び増幅しつつダ
イオードD3を介してトランスT1に渡す。トラン
スT1の２次側では受波信号が得られ図示しない
処理回路へ送られる。
送波に先立つてトランジスタQ2にストローブ信
号を与えてOFFにしておく。次に、コンデンサ
C1を介してパルサより図中に示すような等価ス
テツプ（単極性）が与えられる。ダイオードD2
を介してその立上りがエレメントTDに印加され
る。このとき印加波形の立上りで超音波が発生す
る。この場合JFETQ1は全体がパルス波形にのつ
て持上げられるが、ダイオードD3でカツトオフ
されるためトランスT1側には影響しない。エレ
メントTDの付勢が終了した後にトランジスタQ2
に与えられているストローブ信号を“１”にもど
し、トランジスタQ2をONに復帰させる。これに
よりJFETQ1は通常動作域に復帰し、エレメント
TDからの受波信号をバツフア及び増幅しつつダ
イオードD3を介してトランスT1に渡す。トラン
スT1の２次側では受波信号が得られ図示しない
処理回路へ送られる。
尚、抵抗R2は放電を速めるためのものであつ
て、その他端は実施例ではコモンラインに接続し
てあるが、負電位（例えば−5V）を与えてもよ
い。又、Q1もJFETでなく、普通のバイポーラ型
のものを適切なバイアス回路を併用して用いても
よいが、この回路の限りにおいては回路を簡単に
し、且つ高入力インピーダンスを実現する上で
JFETであることが好ましい。
て、その他端は実施例ではコモンラインに接続し
てあるが、負電位（例えば−5V）を与えてもよ
い。又、Q1もJFETでなく、普通のバイポーラ型
のものを適切なバイアス回路を併用して用いても
よいが、この回路の限りにおいては回路を簡単に
し、且つ高入力インピーダンスを実現する上で
JFETであることが好ましい。
第３図は本考案の他の実施例を示す図で、第２
図がパルサからのパルスをエレメントに印加して
付勢するのに対してトランジスタQ2を駆動する
ことによつてエレメントTDを付勢するようにし
たものである。即ち、トランジスタQ2をOFFに
した状態で電流源３１より定電流I0をエレメント
TDに与えてエレメントを充電し、所定の充電状
態になつた時点でトランジスタQ2をONにして急
峻に放電させることによりエレメントを付勢す
る。トランジスタQ2をONにしたタイミングでエ
レメントより超音波パルスが送波される。
図がパルサからのパルスをエレメントに印加して
付勢するのに対してトランジスタQ2を駆動する
ことによつてエレメントTDを付勢するようにし
たものである。即ち、トランジスタQ2をOFFに
した状態で電流源３１より定電流I0をエレメント
TDに与えてエレメントを充電し、所定の充電状
態になつた時点でトランジスタQ2をONにして急
峻に放電させることによりエレメントを付勢す
る。トランジスタQ2をONにしたタイミングでエ
レメントより超音波パルスが送波される。
第４図は第３図における電流源３１の他の実施
例を示す図で、アレイ全体に共通に与えるように
した供給高電圧VHをダイオードD4及び抵抗R5を
介してトランジスタQ1，Q2の共通接続点に与え
るようにしたものである。
例を示す図で、アレイ全体に共通に与えるように
した供給高電圧VHをダイオードD4及び抵抗R5を
介してトランジスタQ1，Q2の共通接続点に与え
るようにしたものである。
第子図は送波パルスとして単極性ながら立上り
も立下りも送波に寄与させるようにした例であ
る。トランジスタQ2のコレクタには抵抗R6及び
トランジスタQ3を介して高圧（例えば＋100V）
が印加されている。トランジスタQ3のベースは
抵抗R7を介してエミツタに接続されると共にコ
ンデンサC2を介してTTLインバータG1の出力端
に接続されている。又、トランジスタQ2のベー
スは抵抗R4を介してコモンラインに接続される
と共にコンデンサC3と抵抗R3の並列接続回路を
介してインバータG1の出力端に接続されている。
も立下りも送波に寄与させるようにした例であ
る。トランジスタQ2のコレクタには抵抗R6及び
トランジスタQ3を介して高圧（例えば＋100V）
が印加されている。トランジスタQ3のベースは
抵抗R7を介してエミツタに接続されると共にコ
ンデンサC2を介してTTLインバータG1の出力端
に接続されている。又、トランジスタQ2のベー
スは抵抗R4を介してコモンラインに接続される
と共にコンデンサC3と抵抗R3の並列接続回路を
介してインバータG1の出力端に接続されている。
このような構成によれば、トランジスタQ2は
平常時にはONとなつていて、インバータG1に送
波パルスが与えられたときそのパルス印加の区間
のみトランジスタQ2がOFF、トランジスタQ3が
ONとなる。コンデンサC2の効果によりある時定
数でトランジスタQ2がON、トランジスタQ3が
OFFの状態に戻る。このような動作によりエレ
メントTDには図中に示した如きピーク値100Vの
付勢パルスが印加される。
平常時にはONとなつていて、インバータG1に送
波パルスが与えられたときそのパルス印加の区間
のみトランジスタQ2がOFF、トランジスタQ3が
ONとなる。コンデンサC2の効果によりある時定
数でトランジスタQ2がON、トランジスタQ3が
OFFの状態に戻る。このような動作によりエレ
メントTDには図中に示した如きピーク値100Vの
付勢パルスが印加される。
第６図は更に他の実施例を示す図で、送受各信
号回線を共用型とした場合における構成図であ
る。ケーブルCAB1を通して与えられる単極性送
波パルスは直列接続のダイオードD5〜D8を介し、
更にD1を介してエレメントTDに印加される。ト
ランジスタQ2は前述の場合と同様送波パルス印
加時にはOFFとなるようにストローブにより駆
動される。
号回線を共用型とした場合における構成図であ
る。ケーブルCAB1を通して与えられる単極性送
波パルスは直列接続のダイオードD5〜D8を介し、
更にD1を介してエレメントTDに印加される。ト
ランジスタQ2は前述の場合と同様送波パルス印
加時にはOFFとなるようにストローブにより駆
動される。
（考案の効果）
以上説明したように本考案によれば、ダイオー
ド、FET、トランジスタ等を含む回路部分には
インダクタンスやコンデンサを必要としないの
で、モノリシツクIC化が容易に実現でき、振動
子エレメント毎にパルサ及びレシーバーを接続す
るという本考案の主旨によくかなつている。
ド、FET、トランジスタ等を含む回路部分には
インダクタンスやコンデンサを必要としないの
で、モノリシツクIC化が容易に実現でき、振動
子エレメント毎にパルサ及びレシーバーを接続す
るという本考案の主旨によくかなつている。
更に、同軸ケーブルを介在せしめることなく、
エレメントに直接受波用バツフアアンプを接続す
ることができる利点は大きい。
エレメントに直接受波用バツフアアンプを接続す
ることができる利点は大きい。
又、PVDFやVDF−TrFEポリマのアレイトラ
ンスデユーサへの用途に大い期待できる。
ンスデユーサへの用途に大い期待できる。
第１図は従来の超音波送受波回路の一例を示す
説明図、第２図は本考案の超音波送受波回路の一
実施例を示す構成図、第３図乃至第６図は本考案
の他の実施例を示す構成図である。 TD……振動子エレメント、Q1……JFET、
Q2，Q3……トランジスタ、D1〜D8……ダイオー
ド、R1〜R7……抵抗、C1〜C3……コンデンサ、
T1……トランス、３１……電流源、G1……イン
バータ。
説明図、第２図は本考案の超音波送受波回路の一
実施例を示す構成図、第３図乃至第６図は本考案
の他の実施例を示す構成図である。 TD……振動子エレメント、Q1……JFET、
Q2，Q3……トランジスタ、D1〜D8……ダイオー
ド、R1〜R7……抵抗、C1〜C3……コンデンサ、
T1……トランス、３１……電流源、G1……イン
バータ。
Claims (1)
- 探触子の１エレメント毎にそのゲートが直結さ
れた複数個のジヤンクシヨンFETと、各ジヤン
クシヨンFETのドレインと受波信号を受けるた
めのトランスとの間に接続されたダイオードと、
前記各ジヤンクシヨンFETのソースとコモンラ
イン間に接続されストローブ信号によりON／
OFFされるトランジスタと、前記各ジヤンクシ
ヨンFETのゲート・ソース間に逆並列接続され
た２つのダイオードと、前記２つのダイオードに
並列接続された抵抗を具備し、送波時には前記ス
トローブ信号によりトランジスタをOFFとした
状態で単極性の送波パルスを前記ジヤンクシヨン
FETのソースに与えて前記探触子のエレメント
を付勢し、受波時はストローブ信号によりトラン
ジスタをON状態とし、エレメントからの受波信
号を前記ジヤンクシヨンFETでバツフアリング
及び増幅し、前記ダイオードを介してジヤンクシ
ヨンFETのドレイン電流の流れる前記トランス
の２次側より受波信号が得られるようにしたこと
を特徴とする超音波送受波回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8652884U JPS611167U (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | 超音波送受波回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8652884U JPS611167U (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | 超音波送受波回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS611167U JPS611167U (ja) | 1986-01-07 |
| JPH054805Y2 true JPH054805Y2 (ja) | 1993-02-08 |
Family
ID=30637922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8652884U Granted JPS611167U (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | 超音波送受波回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS611167U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0696005B2 (ja) * | 1985-11-09 | 1994-11-30 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
-
1984
- 1984-06-11 JP JP8652884U patent/JPS611167U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS611167U (ja) | 1986-01-07 |
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