JPH11299776A - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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- JPH11299776A JPH11299776A JP11166798A JP11166798A JPH11299776A JP H11299776 A JPH11299776 A JP H11299776A JP 11166798 A JP11166798 A JP 11166798A JP 11166798 A JP11166798 A JP 11166798A JP H11299776 A JPH11299776 A JP H11299776A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波の送受波に
基づいて得られるエコー信号をデジタル化して受信ビー
ムを形成するデジタルビーム形成器を備えた超音波診断
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus provided with a digital beamformer for forming a reception beam by digitizing an echo signal obtained based on transmission and reception of ultrasonic waves.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の超音波診断装置には、指向性を高
めるために、各チャンネルの振動子により超音波を送受
波して得られるエコー信号をデジタル化した後、それら
のエコー信号の位相を合わせて整相加算することで受信
ビームを形成するデジタルビーム形成器を設けたものが
ある。2. Description of the Related Art In order to enhance directivity, a conventional ultrasonic diagnostic apparatus digitizes echo signals obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by vibrators of respective channels, and then converts the phase of the echo signals. There is a device provided with a digital beamformer for forming a reception beam by performing phasing and addition together with the above.
【0003】図4は、従来の超音波診断装置におけるデ
ジタル方式のビーム形成器の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a digital beamformer in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.
【0004】同図において、11〜1nは超音波を送受波
する振動子、21〜2nは各振動子11〜1nを励振駆動し
て超音波を送波するための送波回路、41〜4nは各振動
子11〜1nにより超音波エコーを受波して所定の信号処
理をする受波回路である。[0004] In the figure, 1 1 1n vibrator for transmitting and receiving ultrasonic waves, 2 1 to 2n is transmitting circuit for transmitting ultrasonic waves by driving exciting each transducer 1 1 1n, 4 1 to 4n is a reception circuit for a predetermined signal processing and reception of ultrasonic echo by the transducers 1 1 1n.
【0005】そして、各振動子11〜1n、送波回路21
〜2n、および受波回路41〜4nは、それぞれnチャンネ
ル分設けられている。なお、チャンネル数nとしては、
たとえばn=128や、n=256のものが使用される。[0005] Each transducer 1 1 1n, transmitting circuit 2 1
To 2n, and reception circuit 4 1 to 4n are provided respectively n channels. In addition, as the number of channels n,
For example, those having n = 128 or n = 256 are used.
【0006】また、6は各々の受波回路41〜4nから出
力されるエコー信号をいずれも整相加算する整相加算器
である。[0006] 6 is a phasing adder to any phasing addition of the echo signal output from each of the reception circuit 4 1 to 4n.
【0007】上記の各チャンネルの受波回路41〜4nの
構成は全て同じであるから、ここでは1チャンネル分の
受波回路たとえば41について、さらに詳しく説明す
る。[0007] Since it is all reception circuit 4 1 to 4n of the configuration of each channel of the same, wherein the reception circuit, for example 4 1 for one channel will be described in more detail.
【0008】この受波回路41は、振動子11から出力さ
れるエコー信号を増幅するプリアンプ8、このプリアン
プ8を通ったエコー信号を所定のサンプリング周波数で
量子化してデジタル化するA/D変換器10、このA/
D変換器10でデジタル化されたエコー信号の位相を揃
える移相器12とを有する。[0008] The reception circuit 4 1 includes a preamplifier 8 amplifies an echo signal outputted from the transducer 1 1, A / D for digitizing by quantizing the echo signal through the preamplifier 8 at a predetermined sampling frequency The converter 10, this A /
And a phase shifter 12 for making the phase of the echo signal digitized by the D converter 10 uniform.
【0009】そして、移相器12は、デジタル化された
エコー信号のデータを記憶するメモリ14と、このメモ
リ12から所定のタイミングで読み出されるエコー信号
のデータを補間する補間回路16とからなる。The phase shifter 12 comprises a memory 14 for storing digitized echo signal data and an interpolation circuit 16 for interpolating echo signal data read from the memory 12 at a predetermined timing.
【0010】次に、図4に示した従来の超音波診断装置
のビーム形成器の動作について説明する。なお、ここで
は1つのチャンネルに着目して動作を説明するが、他の
チャンネルについても、基本的な動作は同じである。Next, the operation of the beam former of the conventional ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 4 will be described. Here, the operation will be described focusing on one channel, but the basic operation is the same for the other channels.
【0011】いま、ある1つのチャンネルの送波回路2
1から駆動パルスが出力されたとすると、この駆動パル
スによって振動子11が励振駆動されて所定の周波数f0
の超音波が図示しない被検体に向けて発射される。Now, the transmission circuit 2 of a certain channel
When the drive pulse is outputted from the 1, the predetermined frequency f 0 vibrator 1 1 is driven excited by the drive pulse
Is emitted toward the subject (not shown).
【0012】被検体から反射した超音波エコーが再びこ
の振動子11に受波されると、ここで電気信号に変換さ
れてエコー信号として出力される。そして、この高周波
のエコー信号は、受波回路41を構成するプリアンプ8
で増幅された後、A/D変換器10でデジタル化され、
このエコー信号が移相器12を構成するメモリ14に一
時的に格納される。[0012] ultrasonic echoes reflected from the object is received wave to the vibrator 1 1 again, where it is converted into an electric signal is outputted as an echo signal. Then, the echo signal of the high frequency, the preamplifier 8 constituting the reception circuit 4 1
, And digitized by the A / D converter 10,
This echo signal is temporarily stored in the memory 14 constituting the phase shifter 12.
【0013】そして、メモリ14に格納されたエコー信
号のデータは、各チャンネルごとの位相が合うよにう所
定のタイミングで読み出された後、補間回路16に入力
される。The data of the echo signal stored in the memory 14 is read out at a predetermined timing so that the phase of each channel matches, and then input to the interpolation circuit 16.
【0014】ここで、デジタル化されたエコー信号のデ
ータは、時系列でみると離散的に存在しているので、各
チャンネルでの位相が揃った場合でも、対応する時刻ご
とに実際のデータが存在しないことがある。このため、
補間回路16は、各チャンネル間で同じ時刻でデータが
存在するようにデータ間を補間する。Here, since the digitized echo signal data exists discretely in a time series, even when the phases of the respective channels are aligned, actual data is output for each corresponding time. May not exist. For this reason,
The interpolation circuit 16 interpolates between data such that data exists at the same time between channels.
【0015】こうして、各チャンネルの受波回路41〜
4nによって位相が揃えられた各々のエコー信号のデー
タは、整相加算器6において整相加算されて出力され
る。[0015] In this way, the reception circuit 4 1 of each channel
The data of the echo signals whose phases have been aligned by 4n are subjected to phasing addition in the phasing adder 6 and output.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】ところで、超音波の中
心周波数をf0としたとき、実際に送受波される超音波
は、この中心周波数f0を中心としてその前後の一定範囲
で周波数が分布している。したがって、このような超音
波の送受波に基づくエコー信号に対する信号処理精度を
高めるためには、上記の中心周波数f0よりも十分に高い
サンプリング周波数でもってエコー信号をデジタル化す
る必要がある。[SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, when the center frequency of the ultrasonic wave was set to f 0, ultrasonic waves are actually transmitted and received waves, the frequency distribution in a predetermined range before and after the center of this center frequency f 0 doing. Therefore, in order to improve the signal processing precision for the echo signal based on the transmission and reception waves of such ultrasound, it is necessary to digitize the echo signal with a sufficiently high sampling frequency than the center frequency f 0 of the above.
【0017】そのため、図4に示した構成の超音波診断
装置のビーム形成器においては、超音波の中心周波数を
f0よりも十分に高いサンプリング周波数(たとえば4f0)
でもってデジタル化を行っている。For this reason, in the beamformer of the ultrasonic diagnostic apparatus having the configuration shown in FIG.
Sampling frequency sufficiently higher than f 0 (for example, 4f 0 )
We are going digital.
【0018】このように、エコー信号のデジタル化のた
めのサンプリングレートは超音波の周波数に依存するた
め、高い周波数の超音波を扱う場合には、これに応じて
A/D変換器のサンプリング周波数も高く設定さねばな
らず、これに伴って、これより後段の回路も高速デジタ
ル処理が可能なものを使用せねばならなくなり、かつデ
ータ点数も多くなるため、コストアップの要因となって
いた。As described above, since the sampling rate for digitizing the echo signal depends on the frequency of the ultrasonic wave, when handling a high-frequency ultrasonic wave, the sampling frequency of the A / D converter is adjusted accordingly. Accordingly, it is necessary to use a circuit that can perform high-speed digital processing for the circuit at a later stage, and the number of data points increases, which causes a cost increase.
【0019】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、整相加算時のデータの転送レー
トを遅くできるようにし、それ以降の信号処理回路が比
較的低速動作のものであっても十分に使用可能とし、装
置のコストダウンを図ることを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. The present invention has been made to reduce the data transfer rate at the time of phasing addition, and the signal processing circuit thereafter operates at a relatively low speed. It is an object of the present invention to make it possible to sufficiently use the device and to reduce the cost of the device.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、超音波の送受波に基づいて得られる
エコー信号をデジタル化するA/D変換器と、このA/
D変換器でデジタル化されたエコー信号の位相を揃える
移相器とが各チャンネルごとに設けられるとともに、各
チャンネルごとの移相器からの出力を整相加算する整相
加算器とを含むデジタルビーム形成器を備えた超音波診
断装置において、次の構成を採用している。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an A / D converter for digitizing an echo signal obtained based on the transmission and reception of ultrasonic waves, and an A / D converter for digitizing the echo signal.
A phase shifter for aligning the phase of the echo signal digitized by the D converter is provided for each channel, and a phase adjuster for phasing and adding the output from the phase shifter for each channel. The following configuration is employed in an ultrasonic diagnostic apparatus including a beam former.
【0021】すなわち、請求項1記載に係る発明では、
各チャンネルには、移相器で移相された後のエコー信号
をデジタル的に直交検波してこれよりも低周波のベース
バンド信号に変換するベースバンド変換器が設けられて
いる。That is, in the invention according to claim 1,
Each channel is provided with a baseband converter that digitally performs quadrature detection on the echo signal that has been phase-shifted by the phase shifter and converts it into a baseband signal of a lower frequency.
【0022】また、請求項2記載に係る発明では、請求
項1記載の構成において、ベースバンド変換器は、少な
くともレジスタと加算器とを備えて直交検波処理とFI
Rフィルタ処理とを同時に行うように構成されている。According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the baseband converter includes at least a register and an adder, and performs quadrature detection processing and FI
It is configured to perform the R filter processing at the same time.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態に係る
超音波診断装置を構成するデジタルビーム形成器の要部
を示すブロック図であり、図4に示した従来例に対応す
る部分には同一の符号を付す。FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a digital beamformer constituting an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a portion corresponding to the conventional example shown in FIG. Are given the same reference numerals.
【0024】図1ではビーム形成器を構成する1チャン
ネル分の受波回路たとえば41の部分のみを示している
が、他のチャンネルの受波回路42〜4nの構成も同じで
ある。よって、ここでは1チャンネルの受波回路41に
のみ着目して、その構成について詳しく説明する。[0024] shows only reception circuit, for example 4 1 part of one channel constituting Figure 1, beamformer, configuration of the reception circuit 4 2 to 4n of other channels is the same. Therefore, here by focusing only on the reception circuit 4 1 of one channel will be described in detail about the configuration.
【0025】図1において、11振動子、21送波回路、
41は受波回路である。また、8はプリアンプ、10は
A/D変換器、12は移相器、14はメモリ、16は補
間回路であり、これらの構成は、図4に示した従来例の
ものと基本的に同じであるから、ここでは詳しい説明は
省略する。[0025] In FIG. 1, 1 1 vibrator 2 1 transmitting circuit,
4 1 is a reception circuit. Reference numeral 8 denotes a preamplifier, 10 denotes an A / D converter, 12 denotes a phase shifter, 14 denotes a memory, and 16 denotes an interpolation circuit. These components are basically the same as those of the conventional example shown in FIG. Therefore, detailed description is omitted here.
【0026】この実施形態の特徴は、受波回路41にお
いて、移相器12で移相された後のエコー信号をデジタ
ル的に直交検波してこれよりも低周波のベースバンド信
号に変換するベースバンド変換器18が設けられている
ことである。The feature of this embodiment converts the reception circuit 4 1, the echo signals after phase by the phase shifter 12 by digitally quadrature detection than this to the low-frequency baseband signal That is, a baseband converter 18 is provided.
【0027】図2にこのベースバンド変換器18の具体
的な構成を示す。FIG. 2 shows a specific configuration of the baseband converter 18.
【0028】このベースバンド変換器18は、直交検波
処理部20、FIRフィルタ処理部22、およびFIF
Oメモリ24からなる。The baseband converter 18 includes a quadrature detection processing section 20, an FIR filter processing section 22, and a FIF
O memory 24.
【0029】直交検波処理部20は、A/D変換器10
で4f0(f0:超音波の中心周波数)の周波数でサンプリン
グされて移相器12で位相が調整されたエコー信号をデ
ジタル的に直交検波して、周波数の和と差の双方をもつ
2つの信号(以下、これをI信号とQ信号という)を時分
割で交互に生成するためのもので、本例では、7つのレ
ジスタ301〜307と2つの乗算器321,322とから
なる。The quadrature detection processing section 20 includes an A / D converter 10
The echo signal sampled at the frequency of 4f 0 (f 0 : the center frequency of the ultrasonic wave) and phase-adjusted by the phase shifter 12 is digitally quadrature-detected, and has both the sum and difference of the frequencies. one of the signals (hereinafter referred to as I and Q signals) used to generate alternately in time division, in this example, seven registers 30 1 to 30 7 and two multipliers 32 1, 32 2 and Consists of
【0030】また、FIRフィルタ処理部22は、直交
検波処理部20で直交検波して得られるI信号とQ信号
にそれぞれ含まれる不要な高周波成分をデジタル的に除
くためのもので、本例では、2つのビットシフタ3
41,342、2つの乗算器361,362、および3つの
加算器381〜383によってデジタルローパスフィルタ
が構成されており、本例では、そのフィルタ係数が[−
0.125,1.0,1.0,−0.125]に設定されて
いる。The FIR filter processing section 22 is for digitally removing unnecessary high frequency components contained in the I signal and the Q signal obtained by the quadrature detection in the quadrature detection processing section 20, respectively. , Two bit shifters 3
4 1, 34 2, two multipliers 36 1, 36 2, and is constituted that the digital low-pass filter by three adders 38 1 to 38 3, in this example, the filter coefficients are [-
0.125, 1.0, 1.0, -0.125].
【0031】次に、図1および図2に示した構成の動
作、特にベースバンド変換器18の動作を主体に説明す
る。Next, the operation of the configuration shown in FIGS. 1 and 2, particularly the operation of the baseband converter 18, will be mainly described.
【0032】なお、ここでは、一つのチャンネルの受波
回路41に着目して説明するが、他のチャンネルの受波
回路42〜4nについても基本的な動作は同じである。[0032] Here, although description focuses on reception circuit 4 1 of one channel, the basic operation is also the reception circuit 4 2 to 4n other channels are the same.
【0033】超音波の送受波に基づいて得られるエコー
信号は、受波回路41のA/D変換器10で4f0(f0:超
音波の中心周波数)のサンプリング周波数でデジタル化
され、さらに移相器12で所定の移相量が与えられて位
相が調整された後、ベースバンド変換器18に入力され
る。The echo signal obtained based on the ultrasonic transmitting and receiving waves, reception circuits 4 1 of the A / D converter 10 4f 0: are digitized at a sampling frequency of (f 0 ultrasonic center frequency), Further, after a predetermined phase shift amount is given by the phase shifter 12 to adjust the phase, it is input to the baseband converter 18.
【0034】ベースバンド変換器18に入力されたエコ
ー信号のデータは、その直交検波処理部20の各シフト
レジスタ301〜307に順次記憶される。The baseband echo signal input to the converter 18 the data are sequentially stored in the shift register 30 1 to 30 7 of the quadrature detection processing unit 20.
【0035】ここで、エコー信号(中心周波数f0)をアナ
ログ的に直交検波するには、位相が互いに90°異なる
cosωt、sinωt(ただし、ω=2πf0)の各キャリア信号
と混合することで、I信号とQ信号の2つの信号が得ら
れるが、実際のエコー信号はデジタルデータであるか
ら、デジタル的な直交検波処理が必要となる。Here, to orthogonally detect the echo signal (center frequency f 0 ) in an analog manner, the phases are different from each other by 90 °.
By mixing with each carrier signal of cos ωt and sin ωt (where ω = 2πf 0 ), two signals of I signal and Q signal can be obtained. However, since the actual echo signal is digital data, it is digitally orthogonal. Detection processing is required.
【0036】いま、cosωtとsinωtの各キャリア信号
は、デジタル的には次のように記述できる。Now, each carrier signal of cos ωt and sin ωt can be digitally described as follows.
【0037】 cosωt: 1,0,−1, 0,1,0,−1,…… sinωt: 0,1, 0,−1,0,1, 0,…… 各周期(=1/f0)でみれば、sinωtは[1,0,−1,
0]、cosωtは[0,1, 0,−1]で、両者,
の係数は、1ビット分だけずれた状態で繰り返されてい
る。なお、この1ビット分のずれは、90°の位相差に
相当する。[0037] cosωt: 1,0, -1, 0,1,0, -1, ...... sinωt: 0,1, 0, -1,0,1, 0, ...... each period (= 1 / f 0 ), Sinωt is [1, 0, -1,
0], and cosωt is [0, 1, 0, -1].
Are repeated with a shift of one bit. Note that the shift of one bit corresponds to a phase difference of 90 °.
【0038】したがって、離散的に存在するエコー信号
のデータについて直交検波を行うには、エコー信号に対
して、上記の各係数を掛ければI信号が、上記の各
係数を掛ければQ信号が得られることになる。Therefore, in order to perform quadrature detection on discrete echo signal data, an I signal is obtained by multiplying the echo signal by each of the above coefficients, and a Q signal is obtained by multiplying each of the above coefficients. Will be done.
【0039】そこで、いま、レジスタ301〜307にエ
コー信号のデータが時系列に記憶されているとき、右端
から順にの各係数を掛けるとアナログ的にはcosωtの
キャリア信号を掛けたことになる。Therefore, when the echo signal data is stored in the registers 30 1 to 30 7 in time series, multiplying each coefficient in order from the right end multiplies the carrier signal of cos ωt in an analog manner. Become.
【0040】ここで、係数“1”は、信号を加工せずに
そのまま出力することであり、また、係数“0”は信号
を出力しない状態であるから、実際には、右側から一つ
おきのレジスタ301,303、305,307の出力に
よりI信号が得られることになる。Here, the coefficient "1" is to output the signal as it is without processing, and the coefficient "0" is a state in which no signal is output. register 30 1, 30 3, so that the I signal is obtained from the output of 305,30 7.
【0041】次に、レジスタ301〜307を右方向に1
ビット分だけシフトすると、シフト前の右端のレジスタ
301に記憶されていたデータの出力は“0”になり、
シフト前の右端から2番目のレジスタ302に記憶され
ていたデータは、右端のレジスタ301に移るため、こ
のときのレジスタ301の出力データには係数“1”が
掛けられることになる。つまり、全体を1ビット分シフ
トすることで、レジスタ301〜307に記憶されていた
エコー信号に対して上記の係数を掛けたことになり、
アナログ的にはsinωtのキャリア信号を掛けたことにな
る。Next, the register 30 1 to 30 7 in the right direction 1
Shifting bits, the output of the data stored in the right end of the register 30 1 prior to shifting becomes "0",
Before shifting the data stored from the right end in the second register 30 2, in order to move to the right end of the register 30 1 would then be multiplied by the coefficient "1" to the output data of the register 30 1 at this time. In other words, by one bit shifting the whole, it will be multiplied by a factor of the relative echo signal stored in the register 30 1 to 30 7,
In analog terms, a carrier signal of sinωt is multiplied.
【0042】この場合も、係数“1”は、信号を加工せ
ずにそのまま出力することであり、また、係数“0”は
信号を出力しない状態であるから、実際には、右側から
一つおきのレジスタ301,303、305,307の出
力によりQ信号が得られることになる。Also in this case, the coefficient "1" is to output the signal as it is without processing, and the coefficient "0" is a state in which no signal is output. Favorites registers 30 1, 30 3, so that the Q signal is obtained by the output of 305,30 7.
【0043】このように、レジスタ301〜307を右方
向に1ビット分ずつシフトするたびに、直交検波処理部
20からは時分割でI信号とQ信号とが交互に出力され
る。そして、このI信号とQ信号とが次段のFIRフィ
ルタ処理部22に入力される。As described above, each time the registers 30 1 to 30 7 are shifted rightward by one bit, the quadrature detection processing unit 20 alternately outputs the I signal and the Q signal in a time division manner. Then, the I signal and the Q signal are input to the FIR filter processing unit 22 in the next stage.
【0044】FIRフィルタ処理部22は、I信号とQ
信号の低周波成分のみを通過させるローパスフィルタと
して作用するもので、そのフィルタ係数が本例では[−
0.125,1.0,1.0,−0.125]に設定され
る。The FIR filter processing section 22 converts the I signal and the Q signal
It acts as a low-pass filter that passes only the low-frequency component of the signal, and its filter coefficient is [-
0.125, 1.0, 1.0, -0.125].
【0045】これを実現するため、この実施形態では、
次のようにしている。In order to realize this, in this embodiment,
It is as follows.
【0046】入力データの値をXとしたとき、この入力
データを低値方向にkビット分シフトすれば、その値は
X・(1/2)kとなる。つまり、kビット分シフトするこ
とは、入力データの値Xに(1/2)kの係数を掛けたの
と等価である。Assuming that the value of the input data is X, if the input data is shifted by k bits in the low value direction, the value becomes X · (1/2) k . That is, shifting by k bits is equivalent to multiplying the value X of the input data by a coefficient of (1/2) k .
【0047】そこで、直交検波処理部20の右端と左端
の2つの出力データがそれぞれビットシフタ341,3
42に入力されると、各ビットシフタ341,342は、
所定のビット数(ここではk=3ビット)分だけ低値方向
にシフトする。これは、入力データの値Xに(1/2)2=
0.125の係数を掛けたことになる。Therefore, the two output data at the right end and the left end of the quadrature detection processing section 20 are respectively output to the bit shifters 34 1 , 3.
Is input to the 4 2, the bit shifter 34 1, 34 2,
It is shifted in the lower value direction by a predetermined number of bits (here, k = 3 bits). This is because (1/2) 2 =
This means that the coefficient is multiplied by 0.125.
【0048】そして、各ビットシフタ341,342の出
力は、それぞれ乗算器361,362で“−1”の係数が
乗算された後、加算器382で加算される。[0048] Then, the output of the bit shifter 34 1, 34 2, after the coefficients "-1" at the multipliers 36 1, 36 2 are multiplied and added by the adder 38 2.
【0049】また、直交検波処理部20の残りの2つの
出力データは、何ら加工されずにそのまま(これは係数
“1”を掛けたのと等価)で加算器381に入力されて加
算される。[0049] Further, the remaining two output data of the orthogonal detection processing unit 20 is added is inputted to the adder 38 1 as it is without being any processed (equivalent to this was multiplied by a coefficient "1") You.
【0050】さらに、各加算器381,382の出力はさ
らに加算器383で加算されて一つの出力となる。[0050] Furthermore, the adders 38 1, the output of the 38 2 are added further adder 38 3 single output.
【0051】こうして、直交検波処理部20で直交検波
して得られるI信号とQ信号とに含まれる不要な高周波
成分は、FIRフィルタ処理部22を通ることでデジタ
ル的に除かれて、直流(DC)を中心とした周波数分布を
もつベースバンド信号が得られる。In this way, unnecessary high frequency components included in the I signal and the Q signal obtained by the quadrature detection in the quadrature detection processing section 20 are digitally removed by passing through the FIR filter processing section 22, and the DC ( A baseband signal having a frequency distribution centered at DC) is obtained.
【0052】そして、FIRフィルタ処理部22から時
分割で交互に出力されるベースバンドのI信号とQ信号
は、図3(a)に示すように、シリアルでFIFOメモリ
24に入力される。The baseband I and Q signals alternately output from the FIR filter processing unit 22 in a time-division manner are serially input to the FIFO memory 24 as shown in FIG.
【0053】FIFOメモリ24には、書き込みクロッ
クと読み出しクロックとが独立して供給されており、し
たがって、シリアルで交互に入力されるベースバンドの
I信号とQ信号は、図3(b)に示すようなタイミングで
書き込まれ、次に、書き込まれたI信号とQ信号とは、
図3(c)に示すようなタイミングで読み出される。A write clock and a read clock are independently supplied to the FIFO memory 24. Therefore, the baseband I signal and Q signal which are alternately input serially are shown in FIG. 3 (b). The I signal and the Q signal written at such timings are then
The data is read out at the timing shown in FIG.
【0054】すなわち、FIFOメモリ24に対する書
き込みクロックの周波数は4f0であるが、この書き込み
クロックを間欠的に供給することでベースバンド信号
I,Qの半分が間引かれてメモリ24に格納される。一
方、FIFOメモリ24に対する読み出しクロックの周
波数を2f0とすることで、I信号とQ信号とは全て同じ
周期(=1/2f0)で出力されるようになる。[0054] That is, the frequency of the write clock to the FIFO memory 24 is 4f 0, the baseband signal I, are thinned half of Q are stored in the memory 24 by intermittently supplying the write clock . On the other hand, by setting the frequency of the read clock for the FIFO memory 24 to 2f 0 , the I signal and the Q signal are all output at the same cycle (= 1 / f 0 ).
【0055】したがって、ベースバンド変換器18から
整相加算器6へのデータの転送レートは2f0、つまり、
A/D変換器10のサンプリングレート4f0の1/2と
なる。Therefore, the data transfer rate from the baseband converter 18 to the phasing adder 6 is 2f 0 , that is,
This is の of the sampling rate 4f 0 of the A / D converter 10.
【0056】これにより、整相加算器6よりも後段の回
路は、従来のような高速デジタル処理できるものを使用
する必要がなく、かつ、取り扱うデータ点数も少なくな
る。As a result, there is no need to use a circuit that can perform high-speed digital processing as in the conventional circuit, and the number of data points to be handled is reduced, as compared with the circuit at the stage subsequent to the phasing adder 6.
【0057】なお、この実施形態では、動作の理解を容
易にするために、ベースバンド変換器18の直交検波処
理部20とFIRフィルタ処理部22にそれぞれ乗算器
321,322,361,362を設けた構成を示したが、
加算器381,382に代えて減算器を使用すれば、これ
らの乗算器321,322,361,362を全て省略する
ことが可能であり、ベースバンド変換器18の回路構成
を一層簡単にすることができる。In this embodiment, in order to facilitate understanding of the operation, the quadrature detection processing unit 20 and the FIR filter processing unit 22 of the baseband converter 18 have multipliers 32 1 , 32 2 , 36 1 , respectively. a configuration has been shown in which a 36 2,
Using adders 38 1, 38 a subtracter instead of 2, these multipliers 32 1, 32 2, 36 1, 36 2 it is possible to omit all the circuit configuration of the baseband converter 18 Can be further simplified.
【0058】また、この実施形態では、FIRフィルタ
処理部22のフィルタ係数として[−0.125,1.
0,1.0,−0.125]に設定しているので、直交検
波処理部20からFIRフィルタ処理部22へのデータ
入力は4タップになっている。しかし、本発明はこれに
限定されるものではなく、超音波の帯域を考慮して、さ
らに多くのタップ数にして帯域の急峻なローパスフィル
タを構成してもよいし、その逆にタップ数を少なくして
帯域の狭いローパスフィルタを構成してもよい。In this embodiment, the filter coefficients of the FIR filter processing section 22 are [−0.125, 1..
0, 1.0, -0.125], the data input from the quadrature detection processing unit 20 to the FIR filter processing unit 22 has 4 taps. However, the present invention is not limited to this, and a low-pass filter having a steep band may be configured with a larger number of taps in consideration of the band of the ultrasonic wave. Alternatively, a low-pass filter with a narrow band may be configured.
【0059】[0059]
【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。According to the present invention, the following effects can be obtained.
【0060】(1) 請求項1記載のように、ベースバン
ド変換器を設けることで整相加算時のデータの転送レー
トを遅くできるため、それ以降の信号処理回路が比較的
低速動作のものであっても十分に使用可能となり、装置
のコストダウンを図ることができる。(1) By providing the baseband converter as described in claim 1, the data transfer rate at the time of phasing addition can be reduced, so that the subsequent signal processing circuits operate at a relatively low speed. Even if there is, it can be used sufficiently, and the cost of the apparatus can be reduced.
【0061】(2) 請求項2記載の構成にすれば、直交
検波処理とFIRフィルタ処理とを同時に行うことがで
きる上、ベースバンド変換器の構成が簡単になる。(2) According to the configuration of claim 2, the quadrature detection processing and the FIR filter processing can be performed simultaneously, and the configuration of the baseband converter is simplified.
【図1】本発明の実施形態に係る超音波診断装置におい
て、デジタルビーム形成器の一つのチャンネル分の要部
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main part of one channel of a digital beamformer in an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のデジタルビーム形成器の各チャンネルの
受波回路に設けられるベースバンド変換器の具体的な構
成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of a baseband converter provided in a receiving circuit of each channel of the digital beamformer of FIG.
【図3】図1の回路の動作の説明に供するタイミングチ
ャートである。FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the circuit of FIG. 1;
【図4】従来のデジタルビーム形成器を備えた超音波診
断装置を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus provided with a conventional digital beamformer.
11〜1n…振動子、21〜2n…送波回路、41〜4n…受
波回路、6…整相加算器、10…A/D変換器、12…
移相器、18…ベースバンド変換器、20…直交検波処
理部、22…FIRフィルタ処理部、24…FIFOメ
モリ、301〜304…レジスタ、321,322…乗算
器、341,342…ビットシフタ、361,362…乗算
器、381〜383…加算器。1 1 1n ... vibrator, 2 1 to 2n ... transmitting circuit, 4 1 to 4n ... reception circuit, 6 ... phasing addition circuit, 10 ... A / D converter, 12 ...
Phase shifter, 18 baseband converter, 20 quadrature detection processing unit, 22 FIR filter processing unit, 24 FIFO memory, 30 1 to 30 4 registers, 32 1 , 32 2, multipliers, 34 1 , 34 2 ... bit shifter, 36 1, 36 2 ... multipliers, 38 1-38 3 ... adder.
Claims (2)
ー信号をデジタル化するA/D変換器と、このA/D変
換器でデジタル化されたエコー信号の位相を揃える移相
器とが各チャンネルごとに設けられるとともに、各チャ
ンネルごとの移相器からの出力を整相加算する整相加算
器とを含むデジタルビーム形成器を備えた超音波診断装
置において、 前記各チャンネルには、移相器で移相された後のエコー
信号をデジタル的に直交検波してこれよりも低周波のベ
ースバンド信号に変換するベースバンド変換器が設けら
れていることを特徴とする超音波診断装置。An A / D converter for digitizing an echo signal obtained based on transmission / reception of an ultrasonic wave, and a phase shifter for aligning the phase of the echo signal digitized by the A / D converter are provided. An ultrasonic diagnostic apparatus provided with a digital beamformer that is provided for each channel and includes a phasing adder for phasing and adding the output from the phase shifter for each channel; An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: a baseband converter that digitally performs quadrature detection of an echo signal that has been phase-shifted by a phase shifter and converts the echo signal into a baseband signal having a lower frequency.
て、 前記ベースバンド変換器は、少なくともレジスタと加算
器とを備えて直交検波処理とFIRフィルタ処理とを同
時に行うように構成されていることを特徴とする超音波
診断装置。2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the baseband converter includes at least a register and an adder, and is configured to perform quadrature detection processing and FIR filter processing simultaneously. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11166798A JPH11299776A (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Ultrasonic diagnostic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11166798A JPH11299776A (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Ultrasonic diagnostic equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11299776A true JPH11299776A (en) | 1999-11-02 |
Family
ID=14567139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11166798A Withdrawn JPH11299776A (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Ultrasonic diagnostic equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11299776A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010115356A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Fujifilm Corp | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
JP2012020127A (en) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | General Electric Co <Ge> | Method and system for controlling communication of data in ultrasound system |
US9218802B2 (en) | 2008-11-13 | 2015-12-22 | Fujifilm Corporation | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
WO2016038496A1 (en) * | 2014-09-11 | 2016-03-17 | Koninklijke Philips N.V. | Sensor interface device providing digital processing of intravascular flow and pressure data |
-
1998
- 1998-04-22 JP JP11166798A patent/JPH11299776A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010115356A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Fujifilm Corp | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
US9218802B2 (en) | 2008-11-13 | 2015-12-22 | Fujifilm Corporation | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
JP2012020127A (en) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | General Electric Co <Ge> | Method and system for controlling communication of data in ultrasound system |
US9949718B2 (en) | 2010-07-12 | 2018-04-24 | General Electric Company | Method and system for controlling communication of data via digital demodulation in a diagnostic ultrasound system |
WO2016038496A1 (en) * | 2014-09-11 | 2016-03-17 | Koninklijke Philips N.V. | Sensor interface device providing digital processing of intravascular flow and pressure data |
JP2017532101A (en) * | 2014-09-11 | 2017-11-02 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Sensor interface device providing digital processing of intravascular flow and pressure data |
EP4368118A3 (en) * | 2014-09-11 | 2024-07-24 | Koninklijke Philips N.V. | Sensor interface device providing digital processing of intravascular flow and pressure data |
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