JPH06103293B2 - Ultrasonic measurement device A / D conversion processing method - Google Patents

Ultrasonic measurement device A / D conversion processing method

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JPH06103293B2
JPH06103293B2 JP1104862A JP10486289A JPH06103293B2 JP H06103293 B2 JPH06103293 B2 JP H06103293B2 JP 1104862 A JP1104862 A JP 1104862A JP 10486289 A JP10486289 A JP 10486289A JP H06103293 B2 JPH06103293 B2 JP H06103293B2
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sampling
delay
pulse
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建 西塚
純一 梶原
弘康 中村
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 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スコープ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。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an A / D conversion processing method in an ultrasonic measurement device, and more specifically, it converts an echo reception signal into a digital value and performs image processing, and an A scope. The present invention relates to improvement of a sequential digitization A / D conversion processing method capable of performing A / D conversion with high accuracy even in a small ultrasonic flaw detector for displaying images etc. 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
裂の位置などを測定している。
[Prior Art] An ultrasonic probe imaging device, which is one of ultrasonic measurement devices, reflects ultrasonic waves due to the presence of interfaces between different materials in an object and spaces due to cracks, and the intensity of the reflected waves. The state of the interface, the position of the crack, etc. are measured by measuring the time (path length) from the time of transmitting the transmitted wave (or detecting the surface wave) to the detection of the reflected wave.

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受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
コープ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元波形
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 transmission of the transmitted wave (or surface wave detection)
To measure the time or intensity from the detection of the reflected wave to the detection of the peak value by amplifying the echo reception signal obtained from the ultrasonic probe, and by measuring the time until then, The amplified echo reception signal is A / D converted as it is, and data processing is performed by a computer to measure time and intensity values, and the measurement result is generally displayed as an A scope image or the like. Moreover, recently, the echo reception signal is often A / D converted and the analog waveform is digitized and processed. In this case, the higher the sampling frequency at the time of conversion, the higher the sampling frequency for the original waveform. Higher fidelity enables high-precision measurement.

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、5MHz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 of digitizing an analog waveform, there is a method used in a digital oscilloscope. One of these methods is that an A / D converter that operates at a high frequency, for example, a clock of 100 MHz (hereinafter referred to as a clock), performs A / D conversion on the analog waveform in sequence. In this case, the analog waveform is faithfully reproduced. 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, sampling at a high frequency requires an A / D conversion circuit that operates with a correspondingly high frequency clock, which complicates the circuit configuration and makes the A / D conversion circuit expensive. I have no choice.

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 capable of performing 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 by one sampling clock with one analog waveform, and the next waveform is sampled by shifting the clock position slightly 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/D変換すれば済む。この場合、100
MHzのサンプリング間隔(周期)は、250ns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1の10nsずつずらせてA/D変換すれば100MHz
でA/D変換したときと同じ結果が得られる。
In this way, the 100MHz waveform is divided into 25 points,
It is sufficient to receive the same waveform twice and perform A / D conversion. In this case 100
For the sampling interval (cycle) of MHz, use a sampling clock with a cycle (sampling interval) of 250 ns, and if this is shifted by 1/25 of 10 ns for A / D conversion, 100 MHz
The same result as when A / D conversion is performed with is 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(特開平2−132367号公報)と
してすでに出願済みである。
In this case, the applicant has already applied for a method of simultaneously sampling a plurality of points at a predetermined cycle for one sampling waveform as Japanese Patent Application No. 63-287453 (Japanese Patent Laid-Open No. 2-132367). .

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。
A / D with this kind of sequential equivalent sampling method
The conversion processing operation of the A / D conversion circuit of the ultrasonic measurement device that performs the 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.SYNC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、ポテンショ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
た同期化遅延時間設定パルス(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。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傷部のレシーバで増
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信信号
波形、そして、F波は欠陥エコーの受信信号波形であ
る。
The waveform shown in (a) of FIG. 4 is a clock (hereinafter referred to as a control reference clock) that serves as a reference for various controls, and the waveform shown in (b) of FIG.
P.SYNC is a timing signal applied to the pulsar to generate a transmission pulse (launching wave (T wave)) applied from the pulsar to the ultrasonic probe. 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 the same as the potentiometer resistance value and the capacitor value. Is generated using a one-shot circuit whose pulse width is set by. Then, as shown in (a) to (c) of FIG. 5, a synchronization delay time setting pulse in which this time width is synchronized with the control reference clock (synchronized DELAY shown in (c) of FIG. 5) Is set as the delay time width of the actual sampling start time, and at the falling timing thereof, (d) in FIG.
A sampling reference pulse as shown in is generated. Then, each time the measurement cycle is overlapped with this sampling reference pulse as a reference, it is delayed by a predetermined amount and the sampling positions are sequentially shifted. It should be noted that FIG. 4 (e) shows an example of an echo reception signal obtained by amplifying the signal obtained from the ultrasonic probe by the receiver of the ultrasonic flaw detection unit, and the T wave is the waveform of the transmission pulse. And the S wave is the received signal waveform of the surface echo, and the F wave is the received signal waveform of the defect echo.

[解決しようとする課題] 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)に示す制御基準クロックに対し
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準クロックの立上が
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DELAYの立下がりを制御基準クロックの立
上がりに同期化させることになる。そこで、ワンショッ
ト回路の出力の立下がりが制御基準クロックの立下がり
付近になると1制御基準クロック分のジッタが生じる。
[Problems to be Solved] In order to generate a sampling reference pulse by such a method, an output from a one-shot circuit as shown in (b) of FIG. 5 with respect to a control reference clock shown in (a) of FIG. When a pulse having a predetermined time width is set in synchronization with the rising edge of the control reference clock, the falling edge of the synchronized DELAY shown in FIG. 5 (c) is synchronized with the rising edge of the control reference clock. It will be. Therefore, when the output of the one-shot circuit falls near the fall of the control reference clock, one control reference clock jitter occurs.

すなわち、第5図の(d)〜(f)の拡大図に示すよう
に、ワンショット回路の出力((e)参照)が制御基準
クロックの立下がった時点((c)参照)から次に制御
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下が
り前にすでに制御基準クロックが立上がっていると、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) of FIG. 5, from the time when the output of the one-shot circuit (see (e)) falls to the control reference clock (see (c)), If a circuit configuration is adopted in which DELAY is extended until the control reference clock rises for synchronization, as shown in (f) of the same figure, normally, at the timing shown in synchronization (1), If the control reference clock has already risen before the fall of the one-shot circuit due to a subtle difference in the threshold level, the output DELAY signal will cause an error and be output at the timing indicated by synchronization (2). Will be done.

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, the output width of the one-shot circuit is determined by the so-called C and R analog amounts of ordinary capacitors and resistors, so some jitter occurs in the output itself, and this also causes the DELAY signal to jitter. Cause

このようなDELAYの信号がジッタを起こすとサンプルパ
ルムもジッタを起し、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/D変換
では特に問題となる。
When such a DELAY signal causes jitter, the sample palm also causes jitter, and the sampled and digitized waveform is skipped for one clock, and accurate data sampling cannot be performed. This is especially problematic in sequential equivalent sampling A / D conversion in which A / D conversion is performed by one sampling clock with one analog waveform, and the next waveform is sampled at a slightly different clock position than the previous waveform. Become.

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量で連続的
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, as described above, there is a strong demand for stable waveform sampling after the A / D conversion start point has passed an arbitrary time from the repeated waveform trigger point (transmission pulse point). Since this arbitrary time is continuously added in analog amount, the timing control system and A /
There is a problem that synchronization is lost with the D conversion system.

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変換方式
を提供することを目的とする。
The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the A / D of the ultrasonic measurement device capable of obtaining highly accurate sampling data without being influenced by jitter in the sequential equivalent sampling method. The purpose is to provide a conversion 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DELAY
軸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 Problem] The feature of the present invention is that the DELAY for defining the start point of the sample pulse in the sequential equivalent sampling method.
The axis is measured using a counter, and the 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、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は前記サンプリング基準信号の周期,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 for achieving the above-mentioned object is a sampling reference signal generation circuit that generates a sampling reference signal that is a sampling reference in synchronization with a measurement cycle. When a sampling reference signal is received, a preset value is counted using this as a count start point in accordance with a clock pulse that serves as a control reference, and a signal delayed by a time corresponding to the count value with respect to the sampling reference signal is generated. A delay time counting circuit and a signal output from the delay time counting circuit in units of time T / n (where T is the cycle of the sampling reference signal and n is an integer of 2 or more) And a delay circuit generated by delaying each time the measurement cycle is overlapped by (i-1) × T / n (where i is the number of times the measurement cycle is overlapped). , A sample and hold circuit that receives the output signal of this delay circuit as a sampling timing signal, samples and holds the received signal, and the value sampled and held by this sample and hold circuit.
An A / D conversion circuit that performs A / D conversion and a data processing circuit that receives the digital value that has been A / D converted and performs data processing are provided.

[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、制御基準となるような測定
システムの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信号(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。
[Operation] In this way, the delay time counting circuit is provided, and a preset value is received by receiving the sampling reference signal and using this as a counting start point, for example, according to the clock of the measurement system serving as the control reference, Since the signal (delayed sampling reference pulse) delayed by the predetermined time set with the sampling reference signal is generated, if the delay time is set first, the sampling delayed by the predetermined time thereafter does not generate jitter. A reference pulse 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/D変換
をすることができる。
Therefore, if the sampling reference pulse is delayed by a predetermined amount corresponding to the measurement cycle and sequential equivalent sampling is performed, A / D conversion can be performed with high precision sampling.

[実施例] 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] An embodiment of the present invention will be described in detail below 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 measurement device of the present invention is applied, and FIG. 2 is
FIG. 3 is an explanatory diagram of the sampling principle, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of the delay circuit example.

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1ms)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, for example, a sampling pulse signal for the A / D conversion circuit 2 shown in FIG. 1 is generated at a repetition rate of 20 MHz, that is, at an interval of 50 ns. Assuming that the ultrasonic echo reception signal is obtained by generating a transmission pulse with a measurement frequency of 1 kHz (the measurement cycle is 1 ms), the first echo reception amplified by the high frequency amplification circuit of the ultrasonic flaw detector receiver in this measurement. The analog value of the signal is digitized at a plurality of points at intervals of 50 ns, in the above example, a maximum of 20,000 points, 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、測定周期(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)よ
り十分小さな周期になるように選択されている。
In this case, if the analog signal to be A / D converted is shown in FIG. 2 (a), first, the sampling pulse signal in the first measurement cycle gives the sampling reference in FIG. 2 (b). The sampling reference clock, and the period T of the sampling reference clock is
50 ns. The period T of the sampling reference clock is set so that two or more sampling reference clocks are input during one measurement 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 is included in the period of 1 ms).

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ごとに発生するサン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 (see (a) in the figure) received in the first measurement section (first period) of the measurement frequency of 1 kHz is sampled by the sampling reference clock generated every 50 ns, and the analog signal The value of is first digitized, and the digital value is sent to the image processing apparatus 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だけ遅延させた同図(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, when the echo reception signal (see (a) in the figure) received in the second measurement section (next measurement cycle) of the measurement frequency of 1 kHz is received, the sampling reference clock of (b) in the figure is set to 0.4. The value of the analog signal is again sampled a plurality of times in a cycle of 50 ns by the clock of FIG. 7C delayed by ns, and the digital value data is sent to the image processing apparatus 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
クの遅延単位時間(この実施例では、0.4ns)は、その
周期TをT/n(ただし、nは2以上の整数)としたもの
であって、0.4nsの遅延時間は、50nsを125等分したもの
である。
Here, the delay unit time of the next clock with respect to the sampling reference clock (0.4 ns in this embodiment) has a cycle T of T / n (where n is an integer of 2 or more) and is 0.4. The delay time in ns is 50 ns 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、0.4ns×2だけ遅延させたクロック
によりそのアナログ信号の値を50nsの周期の間同様にサ
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, next, when the echo reception signal (see (a) in the same figure) received in the third measurement section (third cycle) at the measurement frequency of 1 kHz is received, The value of the analog signal is similarly sampled for a period of 50 ns by a clock obtained by delaying the sampling reference clock by 0.4 ns × 2, and the data is sent to the image processing apparatus 10.

このようにして、測定周波数の第i番目(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0.4ns×(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
期の間同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, when an echo reception signal received in the i-th measurement section of the measurement frequency (where i is an integer from 2 to 125) is received, the sampling reference clock of FIG. The value of the analog signal is similarly sampled a plurality of times during the period of 50 ns by the sampling clock delayed by × (i−1), and the data is sent to the image processing apparatus 10. However, i here is
This is the number of times the measurement cycle 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/D変換回路2によりデジタル化し、順次0.4ns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、50ns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20000個)に対応する複数
の画面のデータが得られる。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。
In this way, the analog value of the echo reception signal is shown in FIG.
Data of the echo reception signal which is digitized by the A / D conversion circuit 2 and sequentially shifted by 0.4 ns is obtained. By doing so, for example, when the sampling data for 50 ns is associated with one screen, the display data for one screen is 125
Data of a plurality of screens corresponding to the number of samplings (maximum of 20,000 in this embodiment) is obtained in one measurement cycle by this sampling clock at the same time. As a result, the data of a plurality of screens can be obtained in the time for digitizing the data of one screen regardless of the time width, and can be obtained as digitized every 0.4 ns.

また、このように50ns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 ns, a 2.5 GHz sampling waveform can be easily obtained by dividing it into 125 points and digitizing.

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、多くの画面分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 the entire analog waveform is digitized, the time required for digitization of the entire analog waveform to be digitized is determined according to the delay time for each digitization, and a long-time waveform is determined. Even when digitizing, or when digitizing analog waveforms for many screens, the A / D conversion processing can be performed in a short time corresponding to one screen.

以上は、単純にサンプリング基準クロックを基準にして
遅延させたサンプリングクロック(遅延がないときには
サンプリング基準クロックに一致)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
(0.4ns×(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量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、デジ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 with the sampling clock that is simply delayed with respect to the sampling reference clock (matches the sampling reference clock when there is no delay). The position of (clock delayed by x (i-1)) is uniformly delayed by a fixed amount arbitrarily set from the outside. FIG. 1 shows an example of a circuit configuration for performing such A / D conversion processing.
Is an input terminal of an analog signal to be digitized, to which a signal obtained by amplifying an echo reception signal obtained from the ultrasonic flaw detector to a predetermined level is added.

第1図において、入力端子9に加えれたアナログ信号
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 signal applied to the input terminal 9 is first held by the sample 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からサンプリン
グパルスを受けていて、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 receives the sampling pulse from the delay circuit 4, and samples the input analog signal according 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、そしてディスプレイ等を有す
る画像処理装置10に送出される。
The output of the sample hold circuit 1 is applied to an A / D conversion circuit 2, where it is A / D converted into a digital value and sent to an image processing apparatus 10 having a microprocessor, a memory, a display and the like.

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
れる制御基準クロックを端子13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 a circuit for generating the sampling reference clock shown in FIG. 2 (b), and receives the control reference clock obtained from the clock generation circuit or the like of this system at the terminal 13 and outputs it. A sampling reference clock is generated by dividing the frequency. Then, the output is added 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)参照)を受ける。この回路は、遅延時間設定
回路6から遅延量に対応するパルス幅のパルスに受けて
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
(0.4ns×(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状態で発生する。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。
As shown in FIG. 3, the delay circuit 4 has a delay time measuring counter 14, a delay time counting circuit 15, and a clock delay control circuit 16, and the control reference clock (f) is fed to the terminal 13 Via the sampling reference clock generating circuit 3 and the delay time setting circuit 6 receives a DELAY signal indicating the delay time (see FIG. 4 (c)). This circuit receives a pulse having a pulse width corresponding to the delay amount from the delay time setting circuit 6 and replaces it with a digital value to determine the position of the sampling clock (clock delayed by 0.4 ns × (i−1)). It occurs with a delay of the set amount. In addition,
The delay time setting circuit 6 is composed of a so-called one-shot circuit, and replaces the analog delay amount set from the outside with the pulse width to generate the DELAY signal of FIG. 4C.

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6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(以下“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再設定時点におい
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)を制御端子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 signal i at the DELAY signal terminal 41 obtained from the delay time setting circuit 6 and measures the time of its pulse width. This is done, for example, by continuously counting the control reference clock obtained from the terminal 13 during the period when the pulse is at the high level (hereinafter “H”), and the count result is stored in the delay time counting circuit 15. Sent out. The time measuring operation is performed when the delay time of the delay time setting circuit 6 is set at the start time of ultrasonic measurement or the data resetting time, which is controlled by the image processing apparatus 10, for example. It starts by receiving the signal (m) at the control terminal 42.

遅延時間カウント回路15は、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セットされるレジスタ
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(f)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
クロック遅延制御回路16に前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(l)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のレジスタは不要であ
る。さらに、この場合のプリセットカウンタへの計測結
果値k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 counting circuit 15 is composed of a register in which a count value of the delay time measured by the delay time measuring counter 14 is set and a preset counter, and the preset delay time value is set in the preset counter to perform sampling. When the terminal 43 receives the sampling reference clock of the reference clock generating circuit 3, the set delay time value is counted down according to the control reference clock (f). When the count value becomes "0", a pulse (1) corresponding to the sample reference clock delayed by the delay time is sent to the clock delay control circuit 16 to stop the count. When the counting is stopped, the count value of the delay time measured by the delay time measuring counter 14 is set again from the register to the preset counter, and the delay time counting circuit 15 stops its operation. Therefore, next, when the sampling clock is received from the sampling reference clock generation circuit 3, the same operation as described above can be repeated. Further, if the delay time measuring counter 14 holds the measurement result value, it may be loaded into the preset counter from now on, and in this case, the register of the delay time counting circuit 15 is unnecessary. Further, in this case, the preset result may be loaded (set) with the measurement result value k by a load command signal from the image processing apparatus 10.

クロック遅延制御回路16は、遅延時間カウント回路15か
らの遅延したサンプリング基準クロックに相当するパル
ス(l)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(d1)と
して出力する。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(d1)より若干おくれて
A/D変換起動信号(d2)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。
The clock delay control circuit 16 receives the pulse (1) corresponding to the delayed sampling reference clock from the delay time counting circuit 15, delays this pulse according to the control signal (g), and outputs the sample pulse ( Output as d 1 ). At the same time, the clock delay control circuit 16 is slightly delayed from the sample pulse (d 1 ).
An A / D conversion start signal (d 2 ) is generated and sent to the A / D conversion circuit 2. Upon receiving this signal, the A / D conversion circuit 2 receives this signal as an A / D conversion start signal, and A / D converts the sampled and held value.

ここで、クロック遅延制御回路16の遅延量は、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。遅延時間切換制御回路
5は、パルスlの遅延量を、0.4ns×(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),×1,×2,…×iと、iが124になるまで、後
述するようにP.SYNC信号を受けるごとに順次遅延させる
制御信号(g)を生成してクロック遅延制御回路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l,×0のときには遅延せずに受けた
パルスをサプ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×0,
×1,×2,…×iの遅延量(前記の0.4nsに限定されな
い)をパルス(l)に与えることができる。
Here, the delay amount of the clock delay control circuit 16 is the control signal (g) applied from the delay time switching control circuit 5 to the terminal 44.
Controlled and set by. The delay time switching control circuit 5 sets the delay amount of the pulse 1 to × 0 (generates a sampling reference clock directly without delay), × 1, × 2, ... × i according to 0.4ns × (i-1). , I becomes 124, a control signal (g) that is sequentially delayed each time the P.SYNC signal is received is generated and sent to the clock delay control circuit 16 as described later. As a result, every time the clock delay control circuit 16 overlaps the measurement cycle with respect to the sampling clock delayed by a predetermined amount (when the pulse l, × 0, the received pulse is generated without delay as a sampling clock) × 0,
A delay amount of x1, x2, ... xi (not limited to 0.4 ns described above) can be applied to the pulse (l).

遅延回路4の全体的な動作を簡単に説明すると、端子41
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或は遅延時間カウント回路
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。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ックが端子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量遅
延したパルス(l)が遅延時間カウント回路15から出力
される。
The overall operation of the delay circuit 4 will be briefly described.
The period of the input DELAY signal (i) is counted by the delay time measurement counter 14 by the control reference clock (f). This count is applied to the image processing device 10 applied to the terminal 42 only at the beginning of a series of sampling operations.
Is executed by the command signal (m) from The value (k) of the count result obtained here is the delay time measuring counter 14 or the delay time counting circuit during a series of sampling operations.
It is kept held in any one of 15 and is set in the preset counter of the delay time counting circuit 15 every time the measurement cycle is repeated. Then, when the sampling reference signal clock from the sampling reference clock generation circuit 3 is applied to the terminal 43, the countdown of the preset counter value by the control reference clock (f) is started, and when the count value reaches "0", the sampling is performed. A pulse (1) obtained by delaying the reference pulse by a predetermined amount 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(l)を受け、
端子44に供給される遅延切換制御回路5からの信号
(g)によって設定される遅延量に従ってパルス(l)
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,d2を発生し、これらをサンプルホールド回
路1とA/D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、遅延量
=Δt×(i−1)(ただし、Δtは設定された遅延
量、iはP.SYNC発生回数)で与えられる。
The clock delay control circuit 16 receives this pulse (l),
According to the delay amount set by the signal (g) from the delay switching control circuit 5 supplied to the terminal 44, the pulse (l)
Sampling clocks (or sampling pulses) d 1 and d 2 with reference to are generated and these are output to the sample hold circuit 1 and the A / D conversion circuit 2, respectively. Note that the delay amount by the control signal (g) is given here by delay amount = Δt × (i−1) (where Δt is the set delay amount and i is the number of P.SYNC occurrences).

ここで、このパルス(l)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(l)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 output timing of this pulse (l) is
DELAY first counted by the delay time counter 14
Is the same as the period indicated by the count value of the signal i, and even if there is jitter in the DELAY width set by the delay time setting circuit 6, it is separated from it. Therefore, it has nothing to do with the jitter. Further, since the pulse (1) is generated by being counted by the control reference clock, the pulse (l) is synchronized with this even if no special synchronization is taken. Therefore, the problem of jitter does not occur.

なお、パルス(l)がサンプリング基準クロックに対し
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量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。
When the pulse (l) is generated without delay with respect to the sampling reference clock, the sampling clocks corresponding to each cycle generated by delaying the sampling reference clock have the relationship shown in FIG. In such a case, the sampling clock is generated by shifting the entire relationship shown in FIG. 2 by the delay amount.

このようにすることで、遅延時間をサンプリング期間
中、ただ一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量が得られ、波形の安定なサン
プリングが可能となる。
By doing so, the delay time is counted and input only once during the sampling period, so that a constant delay amount is always obtained during the sampling period, and stable waveform sampling becomes possible.

また、DELAYに対応したカウント値をコンピュータに入
力することで、実際の入力遅延時間よりも小さく(又は
大きく)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。
Further, by inputting the count value corresponding to DELAY to the computer, a delay amount smaller (or larger) than the actual input delay time can be obtained, and the delay of the digital signal can be adjusted.

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.SYNC(第4図参照)を受けてこれにより制御さ
れ、このP.SYNCを受けるごとに1つづつ遅延量が増加す
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量を制御する。
By the way, the delay time switching control circuit 5 described above generates P.SYNC (see FIG. 4) corresponding to a measurement frequency of 1 kHz created by dividing the sampling reference clock generated by the sampling reference clock generation circuit 3. The control signal (g) is received and controlled by this, and the delay amount is increased by one each time the P.SYNC is received, and is sent to the terminal 44 of the clock delay control circuit 16 to control the delay amount. .

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.SYNC
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
上、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。)が信号入力端子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。
In addition, the P.SYNC frequency-divided so as to correspond to the measurement frequency generated by the sampling reference clock generation circuit 3.
Is simultaneously sent to the ultrasonic wave transmitting section of the ultrasonic flaw detector through the trigger output terminal 11. The ultrasonic transmitter receives this trigger signal and generates a transmission pulse in synchronization with it.
It is sent to the ultrasonic probe. As a result, as shown in FIG. 4, the same analog signal ((a) in FIG. 2 as shown in (a) in FIG. 2) that is synchronized with the sampling reference clock and corresponds to the measurement frequency is used. , Is not the form of the echo reception signal in the actual ultrasonic measurement for convenience of explanation.) Is obtained at the signal input terminal 9, and the same analog signal waveform as the previous time 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 control the unit delay amount of the delay circuit 4, that is, in this embodiment,
This is a circuit for setting / changing the delay amount of 0.4 ns, and is provided to allow the unit delay amount to be externally set / changed.

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 in accordance with the control signal from the sample point number setting circuit 7 ends, the delay time switching control circuit 5 performs digitization from the time when the sampling reference clock is received again. Operate. As a result, it is possible to easily obtain digitized data by dividing the echo reception signal into several screens or several points on one screen. For example, in the case of 500MHz, 25 points are collected and combined and displayed. It becomes possible to be able 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 digitized width display circuit 8 receives the control information set by the sample interval setting circuit 7, generates a signal for displaying an analog waveform, a digitized period, and the like, and
If necessary, the setting signal from the delay time setting circuit 6 is received to generate signals such as which part of the analog waveform is digitized, and these are output to the display output terminal 12,
This is a circuit for displaying data by adding them to a display such as an oscilloscope.

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回得ら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リに記憶さ
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、順序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、このように一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 apparatus 10 temporarily stores the sampling value for each 50 ns and each sampling value obtained 125 times in one measurement section (one section of the measurement cycle) thus received in the memory, and once When the measurement is completed, the data order of these sampling values is changed based on these sampling values stored in the memory, and the sequence method A /
An order permutation process is performed to obtain data corresponding to the time order of echo reception signals so as to be D-converted data. In this case, the data replacement process need only correspond to the cycle of the sampling reference clock, so that the data process can be short. Note that the addresses of the memory may be accessed and stored in a time sequence corresponding to the sampling time without being stored in the memory in this way. In this case, only the access process requires special processing. No 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、DELAY信号(i)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(l)から若干遅延した信号
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 measuring counter 14 is based on the output from the image processing apparatus 10. However, for example, the count command signal m is set at the rising edge of the measurement start signal and the DELAY signal (i ) Can also be a flip-flop circuit that resets at the end. In addition, the preset value of the internal register of the delay time counting circuit 15 is loaded into the preset counter by the image processing device.
In addition to the load command signal from 10, the preset value may be loaded with a signal slightly delayed from the pulse (1) which is the output of the delay time counting circuit 15, and various configurations can be adopted.

実施例では、P.SYNCの信号をサンプリング基準クロック
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、超音波探触子に加える送信パ
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DELAY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DELYA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.SYNC)によることなく、制御基準クロック
に同期させて発生させる。
In the embodiment, the sampling reference clock is divided by the P.SYNC signal so as to match the ultrasonic measurement period, and the sampling reference clock and the transmission point of the transmission pulse (transmission wave) applied to the ultrasonic probe are transmitted. The synchronization is adopted so as to almost match with, and the delay amount as the DELAY signal is set with respect to the timing reference clock. In this case, theoretically, the first sampling reference clock in a certain measurement cycle corresponds to the transmission pulse, apart from the minute delay adjustments for the operation delay of the circuit and ultrasonic probe, and other timing. Therefore, the delay amount of the DELAY signal is determined based on the transmission pulse. However, instead of the transmitted pulse, a reflected wave from the surface of the subject may be detected and used as a reference to determine the delay time of DELYA. In that case, the output start timing of the sampling reference clock of the sampling reference clock generation circuit 3 is performed in response to the surface echo detection signal. To do so, the activation signal of the transmission pulse is generated in synchronization with the control reference clock, not by the trigger signal (P.SYNC) 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準クロックの発生
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 having a predetermined period is generated for an analog waveform obtained by one measurement,
Although an example of sampling a plurality of times is given, the present invention is not limited to such a method of sampling a plurality of times. Therefore, when sampling is not performed a plurality of times, the sampling reference clock generation circuit is sufficient as a simple pulse generation circuit which is generated in synchronization with the transmission pulse or the surface echo detection signal. In addition,
When such synchronization is taken, the transmission pulse generation timing and the sampling reference clock generation timing in the embodiment may be adjusted in consideration of the operation delay of the circuit, the ultrasonic probe, and the like. Of course.

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図の遅延時間測定カウンタ14のカウント値
を一度画像処理装置10で読み込み、補正した上で、遅延
時間カウント回路15に設定することもできる。
Further, when operating the counter and other circuits, the time taken for the 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 measuring counter 14 shown in FIG. 3 can be read once by the image processing apparatus 10, corrected, and then set in the delay time counting circuit 15.

実施例では、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 embodiment, the one-shot circuit is used to generate a pulse having a pulse width corresponding to DELAY and the delay time is counted. This is the delay amount set by the microprocessor incorporated in the image processing device or the like. 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] 以上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 the above description, in the present invention, a delay time counting circuit is provided, and a preset value is received in response to a control clock by receiving a sampling reference signal and using this as a counting start point. However, since the delayed sampling reference pulse is generated by delaying the sampling reference signal by the set time, if the delay time is set first, then the sampling reference delayed by the specified time will not generate jitter. Pulses 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/D変換
をすることができる。
Therefore, if the sampling reference pulse is delayed by a predetermined amount corresponding to the measurement cycle and sequential equivalent sampling is performed, A / D conversion can be performed with high precision sampling.

【図面の簡単な説明】[Brief description 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ブロック図、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変換を行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……制
御基準クロック入力端子、14……遅延時間測定カウン
タ、15……遅延時間カウント回路、16……クロック遅延
制御回路。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment to which the A / D conversion processing method of the ultrasonic measuring apparatus of the present invention is applied, FIG. 2 is an explanatory diagram of its sampling principle, and FIG. 3 is its delay circuit. FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration example, FIG. 4 is a timing chart of a conventional method of setting a delay time and performing A / D conversion in an ultrasonic measurement device, and FIG. 5 is an explanatory diagram of detailed timing thereof. . 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 reference clock input terminal, 14 …… Delay time measuring counter, 15 …… Delay time counting circuit, 16 …… Clock delay control circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−132367(JP,A) 特開 昭59−60259(JP,A) 特開 昭63−266353(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A 2-132367 (JP, A) JP-A 59-60259 (JP, A) JP-A 63-266353 (JP, A)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項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れた信号を発生する
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は前記サンプリング基準信号の周期,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. An ultrasonic measuring apparatus for converting a received signal of an ultrasonic wave obtained at a predetermined measurement cycle into a digital value and performing a predetermined processing such as a measurement value display processing, sampling in synchronization with the measurement cycle. A sampling reference signal generation circuit that generates a sampling reference signal that serves as a reference, and receives the sampling reference signal, counts a preset value in accordance with a clock pulse that serves as a control reference by using the sampling reference signal, and outputs the sampling reference signal. A delay time counting circuit for generating a signal delayed by a time corresponding to the count value with respect to the signal, and a signal output from the delay time counting circuit for a time T / n (however, T Is the period of the sampling reference signal, and n is 2
(Integer above) as a unit, a delay circuit that is generated by delaying each measurement cycle by (i-1) × T / n (where i is the number of times the measurement cycle is overlapped), and a delay circuit of this delay circuit. A sample and hold circuit that receives an output signal as a sampling timing signal and samples and holds the received signal, an A / D conversion circuit that A / D converts the value sampled and held by the sample and hold circuit, and an A / D conversion An A / D conversion processing method for an ultrasonic measurement apparatus, comprising: a data processing circuit that receives a digital value obtained and performs data processing.
【請求項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. A sampling reference signal generation circuit is a surface echo detection circuit or a pulse generation circuit which generates a pulse signal in response to a detection signal from the surface echo detection circuit, and the sampling reference signal is the detection signal. Alternatively, it is the pulse signal, and the A / D conversion processing method of the ultrasonic measurement apparatus according to claim 1.
【請求項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
サンプリング基準信号の周期,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. An ultrasonic measuring device for converting a received signal of ultrasonic waves obtained at a predetermined measurement cycle into a digital value and performing predetermined processing such as measurement value display processing, wherein the measurement is performed in synchronization with the measurement cycle. A sampling reference clock generation circuit that generates a sampling reference clock having a period T that is 1/2 or less of the period, and a clock pulse that serves as a control reference with a preset value using the sampling reference clock as a count start point. And a delay time counting circuit for generating a pulse delayed by a time corresponding to the count value with respect to the sampling reference clock, and a pulse output from the delay time counting circuit corresponding to the measurement period T / Only (i-1) × T / n in units of n time (where T is the period of the sampling reference signal, n is an integer of 2 or more) A delay circuit that is generated by delaying each measurement cycle (where i is the number of times the measurement cycle is overlapped) and an output pulse of this delay circuit as a sampling pulse to sample and hold the received signal. Sample-and-hold circuit, A / D conversion circuit for A / D converting the value sample-held by this sample-and-hold circuit, and data corresponding to the time series of the received signal by receiving the A / D-converted digital value An A / D conversion processing method for an ultrasonic measurement device, comprising: a data processing circuit for performing data processing as described above.
【請求項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 sampling reference clock generation circuit receives the detection signal from the surface echo detection circuit or a signal corresponding thereto and outputs the sampling reference clock.
A / D conversion processing method of the described ultrasonic measurement device.
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