JPS62137563A - 超音波受波整相回路 - Google Patents
超音波受波整相回路Info
- Publication number
- JPS62137563A JPS62137563A JP60281423A JP28142385A JPS62137563A JP S62137563 A JPS62137563 A JP S62137563A JP 60281423 A JP60281423 A JP 60281423A JP 28142385 A JP28142385 A JP 28142385A JP S62137563 A JPS62137563 A JP S62137563A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sampling
- frequency
- circuits
- delay
- signals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は電子走査型超音波新店装置等における超音波受
波整相回路に関する。
波整相回路に関する。
従来の受波整相回路は、例えば、特開昭５８−１４１１
４２号公報に記載されている如く、各受信信号を信号帯
域の最高周波数の２倍以上でサンプリングした後、その
信号値を各遅延時間に対応する時間保持した後、加算す
ることによって受波整相するものである。以下、これを
具体的に説明する。
４２号公報に記載されている如く、各受信信号を信号帯
域の最高周波数の２倍以上でサンプリングした後、その
信号値を各遅延時間に対応する時間保持した後、加算す
ることによって受波整相するものである。以下、これを
具体的に説明する。
第６図は従来のサンプリングによる遅延手段を用いた受
波整相回路の構成例を示す図である。各受信素子からの
信号は、入力端子１〜ｎに入力され、サンプリングによ
る遅延手段ＤＩ−Ｄｎで整相遅延した後、加算器Ｓで加
算され、低域濾波器Ｆによってサンプリングクロックに
よる雑音を除去した後、出力端子Ｐに整相結果を出力す
る。
波整相回路の構成例を示す図である。各受信素子からの
信号は、入力端子１〜ｎに入力され、サンプリングによ
る遅延手段ＤＩ−Ｄｎで整相遅延した後、加算器Ｓで加
算され、低域濾波器Ｆによってサンプリングクロックに
よる雑音を除去した後、出力端子Ｐに整相結果を出力す
る。
サンプリング遅延手段Ｄ１〜Ｄｎは、例えば、第８図（
ａ）に示す如く、サンプルホールド回路を直列に接続し
たものや、第８図（ｂ）に示す如きスイッチドキャパシ
タ回路を用いることができる。
ａ）に示す如く、サンプルホールド回路を直列に接続し
たものや、第８図（ｂ）に示す如きスイッチドキャパシ
タ回路を用いることができる。
また、それらを組合せて用いることもできる。
第８図（ａ）はサンプリングによる遅延手段Ｄ１として
、サンプルホールド回路を直列接続して用いた場合を示
すもので、ＩＮは入力端子、ＯＵＴは出力端子である。
、サンプルホールド回路を直列接続して用いた場合を示
すもので、ＩＮは入力端子、ＯＵＴは出力端子である。
サンプリングスイッチＷ１によってサンプルされた信号
は、スイッチが開放されると同時に、その時刻の電位が
容量Ｅ１にホールドされる。
は、スイッチが開放されると同時に、その時刻の電位が
容量Ｅ１にホールドされる。
バッファーアンプＰ１〜Ｐｍを介して第２段目以降のス
イッチＷ ２− Ｗ ｍ ｒ容ＪＩＦ ２〜Ｅ ｍも同
様の動作をすることにより、１段当り最大でサンプリン
グ周期 Ｔ＝１／ｆＳ の遅延を行うことができる。
イッチＷ ２− Ｗ ｍ ｒ容ＪＩＦ ２〜Ｅ ｍも同
様の動作をすることにより、１段当り最大でサンプリン
グ周期 Ｔ＝１／ｆＳ の遅延を行うことができる。
遅延時間は各サンプルホールド回路のホールド時間を任
意に設定することにより決定される。
意に設定することにより決定される。
第８図（ｂ）はサンプリングによる遅延手段Ｄ１として
、スイッチドキャパシタメモリを用いた例を示すもので
、ＩＮは入力端子、ＯＵＴは出力端子である。Ｘ１〜Ｘ
ｍ ｙ Ｙ １−Ｙ ｍはそれぞれメモリ容量Ｍ１〜
Ｍｍの書込みスイッチと読出しスイッチである。また、
Ｘｏはリセットスイッチ、ＯＰはオペアンプである。
、スイッチドキャパシタメモリを用いた例を示すもので
、ＩＮは入力端子、ＯＵＴは出力端子である。Ｘ１〜Ｘ
ｍ ｙ Ｙ １−Ｙ ｍはそれぞれメモリ容量Ｍ１〜
Ｍｍの書込みスイッチと読出しスイッチである。また、
Ｘｏはリセットスイッチ、ＯＰはオペアンプである。
この回路の詳細な動作は、特開昭５８−１５０１９３号
公報に説明されている。サンプリング周期をＴ ’Ｉ’＝１／ｆｓ として、書込みと読出しの時刻を制御することにより、
サンプリング周期Ｔ毎に、！＆大ｍＴまでの可変遅延手
段として用いることができる。サンプリング周期Ｔ以下
の遅延精度は、各素子間のサンプリングク・ロックφ１
〜φ。の位相をずらすことによって実現できる。
公報に説明されている。サンプリング周期をＴ ’Ｉ’＝１／ｆｓ として、書込みと読出しの時刻を制御することにより、
サンプリング周期Ｔ毎に、！＆大ｍＴまでの可変遅延手
段として用いることができる。サンプリング周期Ｔ以下
の遅延精度は、各素子間のサンプリングク・ロックφ１
〜φ。の位相をずらすことによって実現できる。
第８図（ａ）、（ｂ）の遅延回路において、入力信号Ｖ
ｉ Ｎ ＃サンプリングクロックφＣＬ Ｋ ｅ出力
信号ｖＯυＴは、第９図に示すようになる。但し。
ｉ Ｎ ＃サンプリングクロックφＣＬ Ｋ ｅ出力
信号ｖＯυＴは、第９図に示すようになる。但し。
第９図の出力信号ＶＯＵＴは遅延時間Ｏの場合である。
７９図に示される如く、出力Ｖ ’ＯＵ Ｔには、サン
プリングクロックの漏込みおよびサンプルからホールド
値に整定するまでのクロックに同期した雑音が存在する
。
プリングクロックの漏込みおよびサンプルからホールド
値に整定するまでのクロックに同期した雑音が存在する
。
ｖｏｕＴのパワースペクトルを第７図に示す。
受信信号のパワースペクトルは斜線部Ｕ１であり、最高
周波数はｆ Ｈ１最低周波数はｆＬ、中心周波数はｆっ
である８サンプリング周波数ｆｓはサンプリング定理よ
ｌｊ上記最高周波数ｆＨの２倍以上であり、雑音周波数
はｆ ｓとなる。
周波数はｆ Ｈ１最低周波数はｆＬ、中心周波数はｆっ
である８サンプリング周波数ｆｓはサンプリング定理よ
ｌｊ上記最高周波数ｆＨの２倍以上であり、雑音周波数
はｆ ｓとなる。
従って、第７図にニ＝で示す如き低域通過特性を有する
瀘波器ニ、ニーって二見准晋を除去する。
瀘波器ニ、ニーって二見准晋を除去する。
ここで、ｆｃは遮断周波数であり、
ｆ Ｈ＜ｆ Ｃ＜ｆ ｓ
となるように設定される。
しかしながら、超音波周波数を高周波化して高分解画像
を得ようとする場合、サンプリングも高速化する必要が
あり、サンプリング素子の動作速度の限界から、上記受
波整相回路を高周波超音波に使用することが困難であっ
た。
を得ようとする場合、サンプリングも高速化する必要が
あり、サンプリング素子の動作速度の限界から、上記受
波整相回路を高周波超音波に使用することが困難であっ
た。
本発明の目的は、従来の受波整相回路における上述の如
き問題を解消し、高周波超音波に使用可能な受波整相回
路を提供することにある。
き問題を解消し、高周波超音波に使用可能な受波整相回
路を提供することにある。
本発明の上記目的は、配列振動子の各素子の送波または
受波信号の振幅２位相を制御することにより、超音波ビ
ームを偏向または集束させ断Ｍ像を得る超音波断層装置
において、複数個の受信器と、該受信器の各々からの信
号に対し複数回路のサンプリングによる遅延手段と、該
複数回路の遅延手段のいずれか一方を選択する手段と、
該選択手段により選択された前記各遅延手段の出力を加
算する手段と、該加算手段の出力をフィルタリングする
手段とを備えたことを特徴とする超音波受波整相回路、
または、複数個の受信器と、該受信器の各々からの信号
に対し複数回路のサンプリングによる遅延手段と、該複
数回路の遅延手段の出力のうち対応する出力を加算する
手段と、該加算手段の出力のいずれか一個を選択する手
段と、該選択手段の出力をフィルタリングする手段とを
鍔えたことを特徴とする超音波受波整相回路によって達
成される。
受波信号の振幅２位相を制御することにより、超音波ビ
ームを偏向または集束させ断Ｍ像を得る超音波断層装置
において、複数個の受信器と、該受信器の各々からの信
号に対し複数回路のサンプリングによる遅延手段と、該
複数回路の遅延手段のいずれか一方を選択する手段と、
該選択手段により選択された前記各遅延手段の出力を加
算する手段と、該加算手段の出力をフィルタリングする
手段とを備えたことを特徴とする超音波受波整相回路、
または、複数個の受信器と、該受信器の各々からの信号
に対し複数回路のサンプリングによる遅延手段と、該複
数回路の遅延手段の出力のうち対応する出力を加算する
手段と、該加算手段の出力のいずれか一個を選択する手
段と、該選択手段の出力をフィルタリングする手段とを
鍔えたことを特徴とする超音波受波整相回路によって達
成される。
第１図は本発明の一実施例である超音波受波整相回路を
示すものである。図において、１〜ｎは入力端子、Ｄｉ
−ｏ、Ｄｉ−ｅは前記入力端子１〜ｎの各々にそれぞれ
対をなす如く設けられたサンプリングによる遅延手段、
φ□０．φ、ｅはサンプリング制御信号、Ｓ□−ｏ、５
ｌ−ｅは切替えスイッチ、Ｓは加算手段を示している。
示すものである。図において、１〜ｎは入力端子、Ｄｉ
−ｏ、Ｄｉ−ｅは前記入力端子１〜ｎの各々にそれぞれ
対をなす如く設けられたサンプリングによる遅延手段、
φ□０．φ、ｅはサンプリング制御信号、Ｓ□−ｏ、５
ｌ−ｅは切替えスイッチ、Ｓは加算手段を示している。
第２図に、上記サンプリング制御信号φｉｏ＋φ、ｅお
よび切替えスイッチＳニー０．５ｉ−８の動作タイミン
グを示す。第２図から明らかな如く、遅延手段１回路当
りのサンプリング周波数はｆ ｓ／２である。
よび切替えスイッチＳニー０．５ｉ−８の動作タイミン
グを示す。第２図から明らかな如く、遅延手段１回路当
りのサンプリング周波数はｆ ｓ／２である。
従って、本実施例においては、遅延手段１回路として従
来の２倍のサンプリング周波数に対応できることになる
。
来の２倍のサンプリング周波数に対応できることになる
。
第１図に示した実施例において、各２回路の遅延手段に
は、寄生容量差やアンプのオフセット差があるため、整
相加算後の端子Ｐ′における信号は、第４図（ａ）に示
す如き周期２／ｆｓのオフセット差による雑音を含むこ
とになる。
は、寄生容量差やアンプのオフセット差があるため、整
相加算後の端子Ｐ′における信号は、第４図（ａ）に示
す如き周期２／ｆｓのオフセット差による雑音を含むこ
とになる。
端子Ｐ′における信号のパワースペクトルを第３図に示
す。上記オフセット差による雑音のスペクトルは、周波
数ｆｓ／２に存在し、その他の信号およびクロック雑音
のスペクトルは、第７図と同様である。
す。上記オフセット差による雑音のスペクトルは、周波
数ｆｓ／２に存在し、その他の信号およびクロック雑音
のスペクトルは、第７図と同様である。
そこで、オフセット差雑音を除去するため、第３図にＵ
２′で示す如き低域濾波特性、またばＵ２′で示す如き
帯域通過特性を有する濾波器Ｆ′を備えている。すなわ
ち、濾波器Ｆ′の高域遮断周波数ｆｃは ｆ Ｈ＜ ｆ ｃ ＜ ｆ Ｂ ／ ２であり、低域遮
断周波数ｆ。Ｌは ０≦ｆｃしくｆＬ となるようにすれば良い。上記濾波器Ｆ′を通過した信
号は、第４図（ｂ）に示す如く、上記オフセット差によ
る雑音が除去された信号となる。
２′で示す如き低域濾波特性、またばＵ２′で示す如き
帯域通過特性を有する濾波器Ｆ′を備えている。すなわ
ち、濾波器Ｆ′の高域遮断周波数ｆｃは ｆ Ｈ＜ ｆ ｃ ＜ ｆ Ｂ ／ ２であり、低域遮
断周波数ｆ。Ｌは ０≦ｆｃしくｆＬ となるようにすれば良い。上記濾波器Ｆ′を通過した信
号は、第４図（ｂ）に示す如く、上記オフセット差によ
る雑音が除去された信号となる。
なお、上記実施例においては、各受信信号に対して、遅
延手段をそれぞれ２回路ずつ設け、交互にサンプリング
する場合を説明したが、遅延手段をそれぞれ３回路以上
設けて、順次切替えてサンプリング遅延する場合も同様
な効果が得られることは明らかである。
延手段をそれぞれ２回路ずつ設け、交互にサンプリング
する場合を説明したが、遅延手段をそれぞれ３回路以上
設けて、順次切替えてサンプリング遅延する場合も同様
な効果が得られることは明らかである。
また、第５図は本発明の第２の実施例を示すものである
。Ｓ−０，Ｓ−Ｑは加算器Ｓによって整相加算された信
号を交互に選択するための切替え手段である。この他の
要素に関しては、先に第１図に示したものと同様である
。本図の構成によっても、先の実施例と全く同じ効果が
得られることは明らかである。
。Ｓ−０，Ｓ−Ｑは加算器Ｓによって整相加算された信
号を交互に選択するための切替え手段である。この他の
要素に関しては、先に第１図に示したものと同様である
。本図の構成によっても、先の実施例と全く同じ効果が
得られることは明らかである。
以上述べた如く、本発明によれば、各受信信号に対し、
サンプリングによる遅延手段をそれぞれ複数回路設け、
サンプリング遅延を交互に分割して行うようにしたこと
により、受信信号のサンプリングレートを上記複数回路
の数だけ増し、超音波周波数の高周波化による高分屏能
画俄を得ることが可能になるという顕著な効果を奏する
ものである。
サンプリングによる遅延手段をそれぞれ複数回路設け、
サンプリング遅延を交互に分割して行うようにしたこと
により、受信信号のサンプリングレートを上記複数回路
の数だけ増し、超音波周波数の高周波化による高分屏能
画俄を得ることが可能になるという顕著な効果を奏する
ものである。
男１図は本発明の一実施例である超音波受波整相回路を
示す回、第２図はその制御信号のタイミングチャート、
第３図は同パワースペクトル図、第４図（ａ）、（ｂ）
は出力信号波形を示す図、デ５図は本発明の他の実施例
を示す図、茅６図は従来の受波整相回路の例を示す図、
第７図はそのパワースペクトルを示す図、第８図（ａ）
、（ｂ）は遅延手段の例を示す図、第９図は第８図の遅
延手段への入出力信号を示す図である。 １〜ｎ：′Ｍ相回路入力端子、ＯＨｏ、Ｄｌ ｅ：サン
プリングによる遅延手段、Ｓ：加算手段、Ｆ′ ；低域
または帯域浦波手段、Ｐ：１！相出力端子、φ１ｅ：制
御信号。 第 １ 図 第 ２ 図 Ｓｉ、−ｅＯＮ 第 ３ 図 第 ４ 図 （ｂ） □時間 第 ５ 図 第 ６ 図 第 ７ 図 ＯｆＬｆｏｆＨｆｏｆ、）２ｆ、 周波数第８図 （ａ） 第 ９ 図 一一一中時間
示す回、第２図はその制御信号のタイミングチャート、
第３図は同パワースペクトル図、第４図（ａ）、（ｂ）
は出力信号波形を示す図、デ５図は本発明の他の実施例
を示す図、茅６図は従来の受波整相回路の例を示す図、
第７図はそのパワースペクトルを示す図、第８図（ａ）
、（ｂ）は遅延手段の例を示す図、第９図は第８図の遅
延手段への入出力信号を示す図である。 １〜ｎ：′Ｍ相回路入力端子、ＯＨｏ、Ｄｌ ｅ：サン
プリングによる遅延手段、Ｓ：加算手段、Ｆ′ ；低域
または帯域浦波手段、Ｐ：１！相出力端子、φ１ｅ：制
御信号。 第 １ 図 第 ２ 図 Ｓｉ、−ｅＯＮ 第 ３ 図 第 ４ 図 （ｂ） □時間 第 ５ 図 第 ６ 図 第 ７ 図 ＯｆＬｆｏｆＨｆｏｆ、）２ｆ、 周波数第８図 （ａ） 第 ９ 図 一一一中時間
Claims (2)
- （１）配列振動子の各素子の送波または受波信号の振幅
、位相を制御することにより、超音波ビームを偏向また
は集束させ断層像を得る超音波断層装置において、複数
個の受信器と、該受信器の各々からの信号に対し複数回
路のサンプリングによる遅延手段と、該複数回路の遅延
手段のいずれか一個を選択する手段と、該選択手段によ
り選択された前記各遅延手段の出力を加算する手段と、
該加算手段の出力をフィルタリングする手段とを備えた
ことを特徴とする超音波受波整相回路。 - （２）配列振動子の各素子の送波または受波信号の振幅
、位相を制御することにより、超音波ビームを偏向また
は集束させ断層像を得る超音波断層装置において、複数
個の受信器と、該受信器の各々からの信号に対し複数回
路のサンプリングによる遅延手段と、該複数回路の遅延
手段の出力のうち対応する出力を加算する手段と、該加
算手段の出力のいずれか一個を選択する手段と、該選択
手段の出力をフィルタリングする手段とを備えたことを
特徴とする超音波受波整相回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281423A JPH0644907B2 (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 超音波受波整相回路 |
| KR1019860006359A KR940009243B1 (ko) | 1985-08-07 | 1986-08-01 | 초음파 수파 정상회로 |
| US06/892,287 US4841491A (en) | 1985-08-07 | 1986-08-04 | Ultrasonic beam former |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281423A JPH0644907B2 (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 超音波受波整相回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62137563A true JPS62137563A (ja) | 1987-06-20 |
| JPH0644907B2 JPH0644907B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=17638954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60281423A Expired - Lifetime JPH0644907B2 (ja) | 1985-08-07 | 1985-12-11 | 超音波受波整相回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644907B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60200184A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-09 | Hitachi Ltd | 超音波受波整相回路 |
-
1985
- 1985-12-11 JP JP60281423A patent/JPH0644907B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60200184A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-09 | Hitachi Ltd | 超音波受波整相回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0644907B2 (ja) | 1994-06-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |