JPH0653113B2 - Transmission circuit of ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

Transmission circuit of ultrasonic diagnostic equipment

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JPH0653113B2
JPH0653113B2 JP25704785A JP25704785A JPH0653113B2 JP H0653113 B2 JPH0653113 B2 JP H0653113B2 JP 25704785 A JP25704785 A JP 25704785A JP 25704785 A JP25704785 A JP 25704785A JP H0653113 B2 JPH0653113 B2 JP H0653113B2
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transistor
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pulse
transmission circuit
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武利 飯田
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は超音波診断装置の送信回路に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a transmission circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus.

[発明の技術的背景] 近年、超音波診断装置の小型化は急速に進展している。[Technical Background of the Invention] In recent years, miniaturization of ultrasonic diagnostic apparatuses has been rapidly progressing.

装置の小型化は装置の移動の容易さ、占有面積の縮小
化、取り扱いの簡便さ等の点から非常に重要である。と
ころが、装置の小形化を図るためにはその装置に使用し
ている電子回路デバイスの小型化が必須となる。
The miniaturization of the device is very important in terms of easiness of movement of the device, reduction of occupied area, easy handling, and the like. However, in order to downsize the device, it is essential to downsize the electronic circuit device used in the device.

ここで、電子回路デバイスの小型化は、できるだけ広い
範囲の回路ブロックを一括して小形化することが望まし
い。そのために回路ブロックのハイブリッドIC化、モ
ノリシックIC化が現在一般的に行われている。
Here, in order to miniaturize the electronic circuit device, it is desirable to collectively miniaturize the circuit blocks in as wide a range as possible. For that reason, hybrid ICs and monolithic ICs of circuit blocks are currently generally used.

ところで、ハイブリッドICは例えばアルミナ基板上に
ベアチップトランジスタ,ミモールドトランジスタ,チ
ップ抵抗等を配置してこれらを配線したものである。
By the way, the hybrid IC is, for example, a bare chip transistor, a mi-molded transistor, a chip resistor and the like arranged on an alumina substrate and wired.

また、モノリシックICは、数mm角のシリコン単結晶中
にトランジスタ,抵抗等を同時に多数個形成して作られ
る。
A monolithic IC is made by simultaneously forming a large number of transistors, resistors and the like in a silicon single crystal of several mm square.

したがって、モノリシックICは、ハイブリッドICに
比較し本質的に高密度実装(回路の小形化)の点で有利
である。
Therefore, the monolithic IC is essentially advantageous over the hybrid IC in terms of high-density mounting (circuit miniaturization).

ところが、現状ではモノリシックICはハイブリッドI
C(あるいはディスクリート部品で構成された回路)に
比較し電子回路設計上大きい制約がある。
However, at present, the monolithic IC is a hybrid I.
Compared with C (or a circuit composed of discrete components), there are great restrictions in electronic circuit design.

例えば、大電流,高耐圧,高速処理用のスイッチングト
ランジスタはモノリシックIC化されておらず、特に数
百mA以上の電流を流せるPNPトランジスタを作成す
ることは現状では難かしい。
For example, a switching transistor for large current, high breakdown voltage, and high speed processing is not made into a monolithic IC, and it is difficult at present to make a PNP transistor capable of passing a current of several hundred mA or more.

元来モノリシックICは、いわゆるデジタル回路用に開
発されてきているため、大電流,高耐圧,高速処理に適
した回路のモノリシックIC化を図るために回路自体の
工夫がどうしても必要になる。
Originally, monolithic ICs have been developed for so-called digital circuits. Therefore, ingenuity of the circuit itself is indispensable in order to realize a monolithic IC suitable for large current, high breakdown voltage, and high-speed processing.

さて、超音波診断装置の送信回路は、超音波振動子を駆
動する送信パルスを発生するための回路である。
Now, the transmission circuit of the ultrasonic diagnostic apparatus is a circuit for generating a transmission pulse for driving the ultrasonic transducer.

このような送信回路の従来例を第2を参照して説明す
る。
A conventional example of such a transmission circuit will be described with reference to the second example.

同図に示す送信回路は、波高値5V程度の入力パルスP
INを入力する駆動回路部1と、この駆動回路部1により
駆動され図示しない超音波プローブに出力パルスPOUT
を供給するPチャンネルFET(通常パワー MOS
FET)からなる出力トランジスタQ3とから構成され
ている。
The transmission circuit shown in the figure has an input pulse P with a peak value of about 5V.
An output pulse POUT is output to a drive circuit unit 1 that inputs IN and an ultrasonic probe (not shown) driven by this drive circuit unit 1.
P-channel FET (normal power MOS
FET) and an output transistor Q3.

前記駆動回路部1は、低出力インピーダンスを実現する
NPNトランジスタQ1とPNPトランジスタQ2とか
らなるプッシュプルエミッタフォロアと、このプッシュ
プルエミッタフォロアからの定電圧パルスをクランプし
高電圧(100〜200V)パルス(駆動パルスPd)
を前記出力トランジスタQ3に送ってこれをスイッチン
グ駆動するコンデンサC1,抵抗R1,ダイオードDか
らなるクランプ回路とを有する。尚、第2図中、出力ト
ランジスタQ3のゲートに破線により接続したコンデン
サC2は、通常500pF程度の値を持つ寄生コンデン
サである。
The drive circuit unit 1 clamps a push-pull emitter follower including an NPN transistor Q1 and a PNP transistor Q2 that realizes low output impedance, and a constant voltage pulse from the push-pull emitter follower to clamp a high voltage (100 to 200 V) pulse. (Drive pulse Pd)
To the output transistor Q3 for switching and driving the same, and a clamp circuit including a capacitor C1, a resistor R1 and a diode D. Incidentally, in FIG. 2, the capacitor C2 connected to the gate of the output transistor Q3 by a broken line is a parasitic capacitor which normally has a value of about 500 pF.

また、出力トランジスタQ3の出力段に接続した抵抗R
2はFETにより置換される場合もある。
Also, a resistor R connected to the output stage of the output transistor Q3
2 may be replaced by a FET.

次に上記構成の送信回路から出力される出力パルスPOU
Tの波形を第3図に示す。
Next, the output pulse POU output from the transmission circuit having the above configuration
The waveform of T is shown in FIG.

この出力パルスのパルス振幅は数10V〜200V,パ
ルス幅は50ns〜200ns,繰り返し周期は80μs〜
300μsである。したがって、立上がり,立下がり時
間は数10μs程度が必要となる。
The pulse amplitude of this output pulse is several 10 V to 200 V, the pulse width is 50 ns to 200 ns, and the repetition period is 80 μs.
It is 300 μs. Therefore, it takes about several tens of μs for the rise and fall times.

[背景技術の問題点] 上述したように超音波診断装置の送信回路には高耐圧,
高速スイツチング等の諸特性が要求されるが、第2図に
示す従来の送信回路でではコンデンサC2の存在のため
に出力トランジスタQ3のスイツチングスピードが劣化
する。
[Problems of Background Art] As described above, the transmission circuit of the ultrasonic diagnostic apparatus has a high withstand voltage,
Although various characteristics such as high speed switching are required, in the conventional transmission circuit shown in FIG. 2, the switching speed of the output transistor Q3 is deteriorated due to the presence of the capacitor C2.

また、前記駆動回路部1をIC化、例えば、ハイブリッ
ドIC化しようとする場合、トランジスタQ1やトラン
ジスタQ2は通常の高速スイツチング用ミニモールドト
ランジスタにより、また、コンデンサC1はチップコン
デンサによりIC化を実現できる。しかし、それ以上の
高密度IC化を実現するためにモノリシックIC化をし
ようとすれば、既述したようにPNP型のトランジスタ
Q2の存在のためこのようなIC化はできないことにな
るとともに、一般的にもコンデンサのモノリシックIC
化は困難でである。特にコンデンサC1の容量値は通常
数千pF以上必要であり、このようなコンデンサC1の
IC化は不可能である。
When the drive circuit unit 1 is to be integrated into an IC, for example, a hybrid IC, the transistor Q1 and the transistor Q2 can be realized by a normal mini-mold transistor for high-speed switching, and the capacitor C1 can be realized by a chip capacitor. . However, if a monolithic IC is to be realized in order to realize a higher density IC, it is impossible to realize such an IC because of the existence of the PNP type transistor Q2 as described above. Monolithic IC with a condenser
It is difficult to convert. In particular, the capacitance value of the capacitor C1 is usually required to be several thousand pF or more, and it is impossible to make such a capacitor C1 into an IC.

さらに、トランジスタQ2,コンデンサC1等をディス
クリート部品によりICの外付けとすると実装密度の低
下を招くことになり、結局、第2図に示す従来の送信回
路では何らかの回路技術上の対策が必要となる。
Furthermore, if the transistor Q2, the capacitor C1 and the like are externally attached to the IC by discrete parts, the packaging density is lowered, and eventually the conventional transmission circuit shown in FIG. 2 requires some circuit technology countermeasure. .

[発明の目的] 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、外付け
部品が不要でモノリシックIC化が実現でき高密度実装
が可能であるとともに高速スイッチング特性にも優れた
超音波診断装置の送信回路を提供することを目的とする
ものである。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an ultrasonic diagnostic apparatus which does not require external parts, can be realized as a monolithic IC, enables high-density mounting, and is also excellent in high-speed switching characteristics. It is an object of the present invention to provide a transmitting circuit of the above.

[発明の概要] 上記目的を達成するための本発明の概要は、所定の入力
パルスを高圧パルスに変換して送出する駆動回路部と、
前記高圧パルスによりスイッチング駆動され超音波プロ
ーブへ励振用の出力パルスを送出するとともに寄生コン
デンサを包含する出力トランジスタとを有する超音波診
断装置の送信回路において、前記駆動回路部は、入力パ
ルスが共通に入力されるNPNトランジスタを含む第
1,第2のベース接地増幅回路と、前記第1のベース接
地増幅回路により駆動されかつ第2のベース接地増幅回
路と共通の出力端子を有するNPNトランジスタを含む
コレクタ接地増幅回路とからなり、第2のベース接地増
幅回路により前記寄生コンデンサの充電電荷を放電する
ように構成したことにある。
[Outline of the Invention] An outline of the present invention for achieving the above object is to provide a drive circuit unit that converts a predetermined input pulse into a high-voltage pulse and sends the high-voltage pulse,
In a transmission circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus, which is driven by switching by the high-voltage pulse and sends an output pulse for excitation to an ultrasonic probe, and an output transistor including a parasitic capacitor, the drive circuit section has a common input pulse. A collector including first and second grounded-ground amplifier circuits including input NPN transistors, and NPN transistors driven by the first grounded-ground amplifier circuit and having an output terminal common to the second grounded-ground amplifier circuit. The second base-grounded amplifier circuit is configured to discharge the charge stored in the parasitic capacitor.

[発明の実施例] 以下に本発明の実施例を第1図を参照して説明する。
尚、同図に示す送信回路において、第2図に示す従来の
送信回路と同一の機能を有するものには同一の符号を付
し、その詳細な説明は省略する。同図に示す回路が第2
図に示すものと異なる点は、駆動回路部10を、入力側
にそれぞれ抵抗Ra,Rbを接続したNPNトランジス
タQa,Qbからなる第1,第2のベース接地増幅回路
と、この第1のベース接地増幅回路により駆動され、か
つ、出力端子を前記第2のベース接地増幅回路の出力端
子とともに出力トランジスタQ3のゲートに接続したN
PNトランジスタQcからなるコレクタ接地増幅回路
(エミッタフォロア)とにより構成し、コンデンサC1
及びダイオードDを省略したことである。
[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
In the transmission circuit shown in the figure, those having the same functions as those of the conventional transmission circuit shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The circuit shown in FIG.
The difference from the one shown in the figure is that the drive circuit section 10 includes first and second base-grounded amplifier circuits composed of NPN transistors Qa and Qb having resistors Ra and Rb respectively connected to the input side and the first base. N driven by a ground amplifier circuit and having its output terminal connected to the gate of the output transistor Q3 together with the output terminal of the second grounded base amplifier circuit.
And a grounded collector amplifier circuit (emitter follower) composed of a PN transistor Qc, and a capacitor C1.
And the diode D is omitted.

尚、第1図中、Rcは電源+VhとNPNトランジスタ
Qcのベースとの間に接続された抵抗である。
In FIG. 1, Rc is a resistor connected between the power source + Vh and the base of the NPN transistor Qc.

上記構成の送信回路の駆動回路部10は、接地方式がベ
ース接地及びコレクタ接地(エミッタフォロア)である
ため高周波特性が優れている。
The drive circuit section 10 of the transmission circuit configured as described above has excellent high frequency characteristics because the grounding method is base grounding and collector grounding (emitter follower).

また、コンデンサC2の充電電荷はNPNトランジスタ
Qcを介して充電され、第2のベース接地増幅回路のN
PNトランジスタQbを通じて放電されることになると
ともに、NPNトランジスタQcは前記NPNトランジ
スタQaによりスイッチング駆動されることから、出力
トランジスタQ3へ送られる駆動パルスPd′の電位は
(Rc×5/Ra)ボルト(通常100〜200ボル
ト)で表わされ、この回路の入力パルスPINに良く追随
することになる。
Further, the charge of the capacitor C2 is charged through the NPN transistor Qc, and the charge of the second base-grounded amplifier circuit is N.
Since the NPN transistor Qc is switched by the NPN transistor Qa while being discharged through the PN transistor Qb, the potential of the drive pulse Pd 'sent to the output transistor Q3 is (Rc × 5 / Ra) volts ( It is usually expressed as 100 to 200 volts) and follows the input pulse PIN of this circuit well.

また、出力トランジスタQ3への駆動パルスPd′の立
上がり特性は高周波特性の良いNPNトランジスタQc
により改善され、その立下がり特性は高周波特性の良い
トランジスタQbにより改善される。
Further, the rising characteristic of the drive pulse Pd 'to the output transistor Q3 has good high frequency characteristics, and the NPN transistor Qc has a good high frequency characteristic.
Is improved by the transistor Qb having good high frequency characteristics.

したがって、入力パルスPINの波形が十分に良好であれ
ば(通常これは低電圧レベルであるため容易に実現可能
である。)、出力トランジスタQ3への駆動パルスP
d′はコンデンサC2の影響を受けることなく十分に良
好なものとすることができる。
Therefore, if the waveform of the input pulse PIN is sufficiently good (this can be easily realized because it is usually at a low voltage level), the drive pulse P to the output transistor Q3 is obtained.
d'can be made sufficiently good without being affected by the capacitor C2.

上述したような構成,作用を有する送信回路は、数10
0V以上の高耐圧で高周波性もよくしかもコンデンサを
含んでいないため高速スイツチング特性にも優れ、モノ
リシックIC化に適し、送信回路の高密度実装が実現で
きる。
The transmission circuit having the above-described configuration and operation is expressed by the formula 10
Since it has a high breakdown voltage of 0 V or more, good high frequency characteristics, and does not include a capacitor, it has excellent high-speed switching characteristics, is suitable for a monolithic IC, and realizes high-density mounting of a transmission circuit.

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々の変形が可能であることはいうま
でもない。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist thereof.

[発明の効果] 以上詳述した本発明によれば、ベース接地増幅回路及び
コレクタ接地増幅回路により駆動回路部を構成したこと
によって、外付け部品が不要となりモノリシックIC化
が可能で回路全体の高密度実装をかはることができると
ともに高速スイッチング特性にも優れた超音波診断装置
の送信回路を提供することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention described in detail above, since the drive circuit section is composed of the grounded base amplifier circuit and the grounded collector amplifier circuit, external parts are not required, and a monolithic IC can be realized, and the circuit as a whole can be improved. It is possible to provide a transmission circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus that can be densely packed and has excellent high-speed switching characteristics.

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

第1図は本発明の実施例を示す回路図、第2図は従来の
送信回路を示す回路図、第3図は送信回路の出力パルス
を示す波形図である。 10……駆動回路部、 Qa,Qb,Qc……NPNトランジスタ、 Q3……出力トランジスタ。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional transmission circuit, and FIG. 3 is a waveform diagram showing output pulses of the transmission circuit. 10 ... Driving circuit section, Qa, Qb, Qc ... NPN transistor, Q3 ... Output transistor.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の入力パルスを高圧パルスに変換して
送出する駆動回路部と、前記高圧パルスによりスイッチ
ング駆動され超音波プローブへ励振用の出力パルスを送
出するとともに寄生コンデンサを包含する出力トランジ
スタとを有する超音波診断装置の送信回路において、前
記駆動回路部は、入力パルスが共通に入力されるNPN
トランジスタを含む第1,第2のベース接地増幅回路
と、前記第1のベース接地増幅回路により駆動され、か
つ、第2のベース接地増幅回路と共通の出力端子を有す
るNPNトランジスタを含むコレクタ接地増幅回路とか
らなり、第2のベース接地増幅回路により前記寄生コン
デンサの充電電荷を放電するように構成したことを特徴
とする超音波診断装置の送信回路。
1. A drive circuit section for converting a predetermined input pulse into a high-voltage pulse and transmitting the same, and an output transistor including a parasitic capacitor for transmitting an output pulse for excitation to an ultrasonic probe which is switching-driven by the high-voltage pulse. In the transmission circuit of the ultrasonic diagnostic apparatus having :, the drive circuit unit is an NPN to which an input pulse is commonly input.
Grounded first and second base amplification circuit including a transistor, and grounded collector amplification circuit including an NPN transistor driven by the first grounded base amplification circuit and having an output terminal common to the second grounded base amplification circuit A transmission circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus, characterized in that the second base-grounded amplification circuit is configured to discharge the charge of the parasitic capacitor.
【請求項2】前記駆動回路部は集積回路化されている特
許請求の範囲第1項記載の超音波診断装置の送信回路。
2. The transmission circuit of the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the drive circuit unit is integrated.
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