JPH0673524B2 - 超音波診断装置用遅延回路 - Google Patents

超音波診断装置用遅延回路

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JPH0673524B2
JPH0673524B2 JP59005535A JP553584A JPH0673524B2 JP H0673524 B2 JPH0673524 B2 JP H0673524B2 JP 59005535 A JP59005535 A JP 59005535A JP 553584 A JP553584 A JP 553584A JP H0673524 B2 JPH0673524 B2 JP H0673524B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、超音波診断装置用遅延回路に関するものであ
る。
〔発明の技術的背景〕
一般に、電子走査型超音波診断装置においては、受信超
音波信号を偏向、集束させるために遅延素子として第1
図に示すようなLC遅延線2を用いた遅延回路が使用され
ている。
このLC遅延線2を用いた遅延回路は同図に示すように入
力端子INと出力端子OUTとの間にタップ選択用のアナロ
グスイッチ1とLC遅延線2とを接続するとともにLC遅延
線2の両端にマッチング抵抗Rを接続することにより構
成されている。アナログスイッチ1は任意数のタップ
X1、……、Xnを選択して適当な遅延時間を得るようにし
ている。
上述したLC遅延線2についてさらに詳述すると、LC遅延
線2は第3図に示すように遅延素子3(遅延時間数10ns
程度)を複数個縦続接続することにより構成され、所望
の遅延時間を得るようにしている。
遅延素子3の具体的構成例を第4図に示す。
例えば5μs程度の最大遅延時間を有するLC遅延線2の
場合、第4図に示すようなコイルLとコンデンサCとか
らなる遅延素子3を数百段縦続接続することにより構成
している。
したがってこのようなLC遅延線2の周波数特性及び後述
する挿入損失lは遅延素子3の特性が数百倍されたもの
となり、高周波(10MHz)用で、遅延時間数μs程度のL
C遅延線2を実現することは困難となる。
〔従来技術の問題点〕
上述したようにLC遅延線2を用いた遅延回路において、
その周波数特性は例えば最大遅延時間を5μs程度とし
た場合7MHz(−3dB低下)近辺が限界となる。
しかしながら超音波診断装置においては超音波の高周波
化が進んでおり、上述したLC遅延線2を用いた遅延回路
の周波数特性では不十分であり、少なくとも10MHz程度
まで必要である。
従来の遅延回路の周波数特性が高域まで伸びない最大の
原因は必要なインダクタンスを実現し得るコアが存在し
ないことによる。
もちろん、LC遅延線2のサイズに制約がなければ高域に
おける周波数特性を十分に良好なものとすることができ
るが、通常はLC遅延線2のサイズは所定の制約を受ける
ものである。
またLC遅延線2には挿入損失lが存在する。この挿入損
失lは遅延時間が長いほど大となる。すなわち、第1図
に示すLC遅延線2に対しアナログスイッチ1のタップX1
〜XnのうちタップXnに近いものが選択される程挿入損失
lは大となり、例えば遅延時間5μs程度でこの挿入損
失lは1〜2dB程度となる。
したがって上述したLC遅延線2を用いた遅延回路の場
合、この遅延回路を通過する超音波信号の振幅Aは第2
図に示すようにLC遅延線2の高域における周波数特性劣
化と挿入損失lのために高域に至るに従い減衰する。
例えば、タップX1を選択した場合のLC遅延線2の振幅周
波数特性を〔X1〕、タップXnを選択した場合の振幅周波
数特性を〔Xn〕とすると、両者の間には周波数にお
いて挿入損失l及び周波数特性劣化に基づく振幅差aが
生じる。
このことは、選択される遅延時間の大小によって出力信
号の振幅Aが異なることを意味するものであり、超音波
診断装置により得られる超音波画像の画質劣下の一因と
なるという問題があった。
〔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、遅延回
路をコイルL、コンデンサCなどの受動素子のみで構成
せず、トランジスタ(又はIC)等の能動素子を用いた増
幅器を遅延素子の間に挿入接続することによって、LC遅
延線2の振幅周波数特性の劣化及び挿入損失を等価的に
改善し、良質な超音波画像を得ることに寄与し得る超音
波診断装置用遅延回路の提供を目的とするものである。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するための本発明の超音波診断装置用遅
延回路は、複数の遅延素子が多段接続され、入力された
超音波エコー信号の遅延を行う遅延線と、前記遅延線を
構成する複数の遅延素子の間に挿入接続されると共に入
出力が同相で電圧ゲインが可変である増幅器と、前記各
遅延素子から引き出されたタップを切換え超音波エコー
信号の前記遅延線への入力を行うタップ選択スイッチ
と、前記各増幅器に接続され、前記タップ選択スイッチ
によって選択された遅延素子より後段の増幅器に対して
遅延素子の挿入損失を補正するような電圧ゲイン制御を
行うと共に、前記選択された遅延素子より前段の増幅器
に対しては電圧ゲインを十分小さくするような制御を行
う制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
第5図は本発明の説明をするための遅延回路の構成例を
示すものであり、複数の遅延素子3の間にそれぞれ増幅
器10を挿入接続することにより遅延回路を構成したもの
である。
前記増幅器10の具体的構成例を第6図に示す。増幅器10
はエミッタフォロアトランジスタTR1とベース接地トラ
ンジスタTR2とマッチング抵抗R0とカップリング用の抵
抗R1,コンデンサC1を有して構成され、この増幅器10の
電圧ゲインはマッチング抵抗R0と抵抗R1との比R0/R1
決定される。
また、この増幅器10の高域における振幅周波数特性の補
正はコンデンサC1を適当に選択することによって実現さ
れる。
次に第5図に示す遅延回路の作用を、第7図に示す振幅
周波数特性をも参照して説明する。
遅延素子3の振幅周波数特性〔Y1〕が第7図に示すよう
に高域において劣化する場合、増幅器10の振幅周波数特
性〔Y2〕としてその劣化を補正する高域が上昇した特性
を与える。また、増幅器10に対して前記挿入損失lを補
正する電圧ゲインを与える。
このような増幅器10を遅延素子3の間に挿入接続するこ
とにより、遅延回路の総合的な振幅周波数特性〔Y0〕と
して、第7図に破線で示すような低域から高域に至るま
で平坦な特性を得ることができる。
第8図は第5図の構成例の変形例を示すものであり、同
図に示す遅延回路が第5図に示すものと異なる点は、複
数の遅延素子3、例えばn個の遅延素子3を1グループ
とする遅延素子群3aに対しそれぞれ増幅器10を挿入接続
したことである。
この場合には、遅延素子群3aの振幅周波数特性劣化及び
挿入損失lを各増幅器10によりそれぞれ補正するように
している。尚、上述した増幅器10は市販されているチッ
プ部品を使用することにより遅延素子3若しくは遅延素
子群3aを遅延回路のケース内に収納することが可能で、
遅延回路のサイズが増大することはない。
また、遅延回路の遅延時間が例えば5μs程度とした場
合、この遅延時間を2〜10MHzの周波数範囲で10〜20ns
程度の変動に押える遅延素子3を実現することは可能で
あり、既に実用に供されている。
したがって、上述した遅延素子3若しくは遅延素子群3a
の間に増幅器10を挿入接続することにより無損失でかつ
高域(例えば10MHz)まで良好な振幅周波数特性を有す
る遅延回路の実現が可能となる。
また、上述した増幅器10の遅延時間及び振幅の周波数特
性は一般に使用されている高周波用トランジスタを用い
ることにより20MHz程度の高域まで平坦な特性とするこ
とができる。
次に、本発明の実施例を説明する。第9図に示した回路
が本発明の実施例の超音波診断装置用遅延回路である。
同図に示す超音波診断装置用遅延回路は、n個の遅延素
子群3a−1〜3a−nと(n−1)個の増幅器10を縦続接
続するとともにアナログスイッチ1を遅延素子群3a−1
〜3a−nと入力端子IN間に接続し、各増幅器10の電圧ゲ
インを外部制御線11により調整するようにしたものであ
る。
リニア走査とセクタ走査のように超音波診断装置の走査
モードを変える場合、その走査モードによって必要な最
大遅延時間が異なり、例えばリニア走査の場合には通常
1μs程度あれば十分である。
このような場合、第9図に示す外部制御線11を介して必
要な遅延時間を与える遅延素子群より前段の増幅器の電
圧ゲインを十分小さくすることにより、この増幅器以降
から侵入するクロストークのようなノイズを低減するこ
とが可能となる。
〔発明の効果〕
以上詳述した本発明によれば、遅延素子の振幅周波数特
性劣化及び挿入損失を増幅器により等価的に補正するよ
うにしたものであるから高域においても画質劣化のない
超音波画像を得ることに寄与し得る超音波診断装置用遅
延回路を提供することができる。
また、増幅器としてチップ部品を用いることにより遅延
回路自体をコンパクトに製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の遅延回路を示す概略回路図、第2図は従
来の遅延回路の振幅周波数特性を示すグラフ、第3図は
従来の遅延回路の構成を示すブロック図、第4図は遅延
素子の構成を示す回路図、第5図は本発明の説明をする
ための遅延回路の構成例を示すブロック図、第6図は増
幅器の回路図、第7図は第5図に示す遅延回路の振幅周
波数特性を示すグラフ、第8図は第5図の構成例の変形
例を示すブロック図、第9図は本発明の実施例を示すブ
ロック図である。 1……アナログスイッチ、 2……LC遅延線、 3……遅延素子、 3a,3a−1〜3a−n……遅延素子群、 10……増幅器、 l……挿入損失。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の遅延素子が多段接続され、入力され
    た超音波エコー信号の遅延を行う遅延線と、前記遅延線
    を構成する複数の遅延素子の間に挿入接続されると共に
    入出力が同相で電圧ゲインが可変である増幅器と、前記
    各遅延素子から引き出されたタップを切換え超音波エコ
    ー信号の前記遅延線への入力を行うタップ選択スイッチ
    と、前記各増幅器に接続され、前記タップ選択スイッチ
    によって選択された遅延素子より後段の増幅器に対して
    遅延素子の挿入損失を補正するような電圧ゲイン制御を
    行うと共に、前記選択された遅延素子より前段の増幅器
    に対しては電圧ゲインを十分小さくするような制御を行
    う制御手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置
    用遅延回路。
  2. 【請求項2】前記増幅器はチップ部品により構成され、
    遅延素子と同一ケース内に収納されたことを特徴とする
    請求項1記載の超音波診断装置用遅延回路。
  3. 【請求項3】前記増幅器は遅延素子の振幅周波数特性の
    高域劣化を補正するよう振幅周波数特性の高域を上昇特
    性とするものであることを特徴とする請求項1または2
    記載の超音波診断装置用遅延回路。
JP59005535A 1984-01-18 1984-01-18 超音波診断装置用遅延回路 Expired - Lifetime JPH0673524B2 (ja)

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EP85100458A EP0150051B1 (en) 1984-01-18 1985-01-17 Delay line circuit arrangement and ultrasonic imaging apparatus utilizing the same

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JPS60150736A JPS60150736A (ja) 1985-08-08
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