JPS62259075A - 超音波振動子駆動回路 - Google Patents
超音波振動子駆動回路Info
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- JPS62259075A JPS62259075A JP9907986A JP9907986A JPS62259075A JP S62259075 A JPS62259075 A JP S62259075A JP 9907986 A JP9907986 A JP 9907986A JP 9907986 A JP9907986 A JP 9907986A JP S62259075 A JPS62259075 A JP S62259075A
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- JP
- Japan
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- voltage
- fetq1
- vibrator
- ultrasonic
- transmission level
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- Granted
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or 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】
（産業上の利用分野）
本発明は超音波診断装置の振動子駆動回路に関し、特に
超音波探触子をステップ駆動して送波パルスを行う場合
における送波レベルの可変手法に１［′する。
超音波探触子をステップ駆動して送波パルスを行う場合
における送波レベルの可変手法に１［′する。
（従来の技術）
医用超音波診断装置においては、生体に対する超音波の
悪影響を最小にするために観測深度に応じて必要最小限
の送波レベル、即ち浅部を観測する場合には送波レベル
を落とすことが好ましい。
悪影響を最小にするために観測深度に応じて必要最小限
の送波レベル、即ち浅部を観測する場合には送波レベル
を落とすことが好ましい。
送波レベルを可変にするための従来手法としては、駆動
パルスを発生する回路所謂バルサ回路に供給している電
源電圧を変化させる方式がほとんどであり、かかるもの
が汎用されていた。
パルスを発生する回路所謂バルサ回路に供給している電
源電圧を変化させる方式がほとんどであり、かかるもの
が汎用されていた。
第６図はその一例を示す構成図である。図において、Ｑ
はスイッチングトランジスタで、エミッタがコモンライ
ンに接続され、コレクタには高抵抗Ｒ１を介して電源電
圧εが印加されている。電源電圧Ｅは可変になっており
、必要に応じて電圧を変化させることができる。尚、そ
の高圧側にはバイパス用のコンデンサＣ１が結合され、
高周波成分をバイパスする。ＴＤは超音波探触子の振動
子（圧電素子）で、一方がコモンラインに接続され、他
方は結合コンデンサＣ２を介してトランジスタＱのコレ
クタに接続されている。Ｒ２は撮動子Ｔ［）に並列接続
された単なる直流リターン用の抵抗である。ＤＢはダイ
オードブリッジ、ＣＣＬ 。
はスイッチングトランジスタで、エミッタがコモンライ
ンに接続され、コレクタには高抵抗Ｒ１を介して電源電
圧εが印加されている。電源電圧Ｅは可変になっており
、必要に応じて電圧を変化させることができる。尚、そ
の高圧側にはバイパス用のコンデンサＣ１が結合され、
高周波成分をバイパスする。ＴＤは超音波探触子の振動
子（圧電素子）で、一方がコモンラインに接続され、他
方は結合コンデンサＣ２を介してトランジスタＱのコレ
クタに接続されている。Ｒ２は撮動子Ｔ［）に並列接続
された単なる直流リターン用の抵抗である。ＤＢはダイ
オードブリッジ、ＣＣＬ 。
ＣＣ２は定電流回路で、このダイオードブリッジＤＢと
定電流回路ＣＣ１，０Ｃ２で構成された部分は所謂アナ
ログスイッチであり、定電流のＯＮ。
定電流回路ＣＣ１，０Ｃ２で構成された部分は所謂アナ
ログスイッチであり、定電流のＯＮ。
ＯＦＦに応じて入出力間がＯＮ、ＯＦＦされる。
そして、超音波送波時はＯＦＦ、受波時はＯＮとなるよ
うに制御されている。ＲＥＣは受信回路の初段部であり
、Ａは初段増幅器である。初段増幅器Ａの入力端には過
電圧入力防止用の逆並列接続のダイオードＤｒ 、Ｄｚ
及び低周波除去用のコイルＬがそれぞれコモンライン間
に接続されている。
うに制御されている。ＲＥＣは受信回路の初段部であり
、Ａは初段増幅器である。初段増幅器Ａの入力端には過
電圧入力防止用の逆並列接続のダイオードＤｒ 、Ｄｚ
及び低周波除去用のコイルＬがそれぞれコモンライン間
に接続されている。
このような構成において、トランジスタＱのゲートに送
波トリガパルスを与えると、トランジスタがＯＮになり
結合コンデンサＣ２に充電されていた電荷が振動子ＴＤ
に再分配される如くに急激に放電する。これにより、撮
動子ＴＤが駆動される（電源電圧Ｅでパルス駆動（この
場合より正確には等価ステップ駆動）される）。このパ
ルス駆動により振動子から超音波が発生する。振動子Ｔ
Ｄは又超音波を受波すると電圧を発生し、この電圧はア
ナログスイッチ（この場合はスイッチＯＮの状態となっ
ている）を経由して受信回路に伝えられる。
波トリガパルスを与えると、トランジスタがＯＮになり
結合コンデンサＣ２に充電されていた電荷が振動子ＴＤ
に再分配される如くに急激に放電する。これにより、撮
動子ＴＤが駆動される（電源電圧Ｅでパルス駆動（この
場合より正確には等価ステップ駆動）される）。このパ
ルス駆動により振動子から超音波が発生する。振動子Ｔ
Ｄは又超音波を受波すると電圧を発生し、この電圧はア
ナログスイッチ（この場合はスイッチＯＮの状態となっ
ている）を経由して受信回路に伝えられる。
このような回路においては、送波レベルの制御を電源電
圧Ｅの！ＩＩ！によって行うが、大容量のバイパス用の
コンデンサや結合コンデンサがあるため応答速度が悪く
、各回の送波の都度送波レベルを独立に所望の値に１．
ｌＪ御することは先ず不可能であるという問題点があっ
た。
圧Ｅの！ＩＩ！によって行うが、大容量のバイパス用の
コンデンサや結合コンデンサがあるため応答速度が悪く
、各回の送波の都度送波レベルを独立に所望の値に１．
ｌＪ御することは先ず不可能であるという問題点があっ
た。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、電源電圧は一定としたままで送波レベルを簡単に高
速制ｉすることができる超音波振動子駆動回路を提供す
ることにある。
は、電源電圧は一定としたままで送波レベルを簡単に高
速制ｉすることができる超音波振動子駆動回路を提供す
ることにある。
（問題点を解決するための手段）
上記問題点を解決する本発明は、一端がコモンラインに
接続された超音波振動子の他端に結合コンデンサを接続
し、この結合コンデンサに高抵抗を介して高圧電源を接
続して充電しておき、スイッチング素子により結合コン
デンサの電荷を超音波振動子に再分配する如く放電させ
ることにより前記超音波振動子に駆動パルスを印加する
ようにした超音波振動子駆動回路において、前記スイッ
チング素子の電圧スリューレートを変え、前記超音波＠
動子に与えられる駆動パルス波形の立上がりの鋭さの程
度を変えることにより超音波送波レベルを制御するよう
に構成したことを特徴とするものである。
接続された超音波振動子の他端に結合コンデンサを接続
し、この結合コンデンサに高抵抗を介して高圧電源を接
続して充電しておき、スイッチング素子により結合コン
デンサの電荷を超音波振動子に再分配する如く放電させ
ることにより前記超音波振動子に駆動パルスを印加する
ようにした超音波振動子駆動回路において、前記スイッ
チング素子の電圧スリューレートを変え、前記超音波＠
動子に与えられる駆動パルス波形の立上がりの鋭さの程
度を変えることにより超音波送波レベルを制御するよう
に構成したことを特徴とするものである。
（実施例）
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明に係る超音波振動子駆動回路の一実施例
を示を要部構成図である。図において、第６図の従来例
と同等部分には同一符号を付してあり、その説明は省略
する。Ｑｌはこの場合Ｎ ｆ−ｔＰンネルエンハンスメ
ント型のデュアルゲートパワーＦＥＴ （ＦＥＴは電界
効果型トランジスタの略）である。ＦＥＴＱｌのソース
はコモンラインに接続され、ドレインは抵抗Ｒ１を介し
て電源電圧Ｅ（通常一定の直流電圧１００Ｖ）が印加さ
れている。又、ＦＥＴＱ＋の第１ゲートＧ１には送波ト
リガパルスが与えられ、第２ゲートＧ２には増幅器Ａ２
を介して制ｗｌｌ電圧が印加される。
を示を要部構成図である。図において、第６図の従来例
と同等部分には同一符号を付してあり、その説明は省略
する。Ｑｌはこの場合Ｎ ｆ−ｔＰンネルエンハンスメ
ント型のデュアルゲートパワーＦＥＴ （ＦＥＴは電界
効果型トランジスタの略）である。ＦＥＴＱｌのソース
はコモンラインに接続され、ドレインは抵抗Ｒ１を介し
て電源電圧Ｅ（通常一定の直流電圧１００Ｖ）が印加さ
れている。又、ＦＥＴＱ＋の第１ゲートＧ１には送波ト
リガパルスが与えられ、第２ゲートＧ２には増幅器Ａ２
を介して制ｗｌｌ電圧が印加される。
ＦＥＴＱ＋の特性は第２図に示すようになっている。即
ち、第１ゲートＧ１に与えられる送波トリガパルスがＯ
から＋５ｖに立上ると、ゲートＧ１に関しては飽和動作
となりＯＮとなるが、第２ゲートＧ２の電圧Ｖ （１２
をパラメータとしてＶｄ−■ｄｌｌｌｌ線（Ｖｄはドレ
イン電圧、Ｉｄはドレイン？Ｈｌ）は第２図に示すよう
な特性となる。ｆ！１１ら、Ｖ （＋２の値に応じて定
電流域での１ｄｌ！流偵が決る。
ち、第１ゲートＧ１に与えられる送波トリガパルスがＯ
から＋５ｖに立上ると、ゲートＧ１に関しては飽和動作
となりＯＮとなるが、第２ゲートＧ２の電圧Ｖ （１２
をパラメータとしてＶｄ−■ｄｌｌｌｌ線（Ｖｄはドレ
イン電圧、Ｉｄはドレイン？Ｈｌ）は第２図に示すよう
な特性となる。ｆ！１１ら、Ｖ （＋２の値に応じて定
電流域での１ｄｌ！流偵が決る。
このような構成における動作を次に説明する。
送波実行寸前（送波トリガパルス印加直前）には結合コ
ンデンサＣ２には電源電圧＜１００Ｖ）に等しい電圧が
充電されている。送波トリガパルスをＦＥＴＱｓの第１
ゲートＧ１に印加するとＦＥＴＱｓはＯＮになるが、抵
抗Ｒ１が十分に大きいため、コンデンサＣ２に対しては
振動子ＴＤとＦＥＴＱ＋が負荷となり、ＦＥＴＱｔに与
えられる電圧ＶｄはコンデンサＣ２の放電により徐々に
或いは急速に下ってゆく。この間の放電は、ＦＥＴＱｌ
の定電流域での１Ｍｖ＆制限値（第２ゲートＧ２の印加
電圧Ｖ （１２に決る）に依存する。即ち、スリューレ
ートがコンデンサＣ２の値とＦＥＴＱｔの電流制限値に
より決る。そして、このように変化する電圧が振動子Ｔ
Ｏに印加されることになる。
ンデンサＣ２には電源電圧＜１００Ｖ）に等しい電圧が
充電されている。送波トリガパルスをＦＥＴＱｓの第１
ゲートＧ１に印加するとＦＥＴＱｓはＯＮになるが、抵
抗Ｒ１が十分に大きいため、コンデンサＣ２に対しては
振動子ＴＤとＦＥＴＱ＋が負荷となり、ＦＥＴＱｔに与
えられる電圧ＶｄはコンデンサＣ２の放電により徐々に
或いは急速に下ってゆく。この間の放電は、ＦＥＴＱｌ
の定電流域での１Ｍｖ＆制限値（第２ゲートＧ２の印加
電圧Ｖ （１２に決る）に依存する。即ち、スリューレ
ートがコンデンサＣ２の値とＦＥＴＱｔの電流制限値に
より決る。そして、このように変化する電圧が振動子Ｔ
Ｏに印加されることになる。
第３図は第２ゲートＧ２の印加電圧Ｖ ｇｚとスリュー
レー１−の関係を示す図で、Ｖ ０２が大きいほどスリ
ューレートが大となっていることを示すものである。
レー１−の関係を示す図で、Ｖ ０２が大きいほどスリ
ューレートが大となっていることを示すものである。
ところで、撮動子ＴＤに与える駆動パルスの立上り時間
Ｔと送波レベル（音圧振幅のピーク・ピークａｔｐｐ−
ｐとの関係は第４図に示ずような関係にあることが確認
されている。第４図は撮動子の中心周波数ｒ、が２Ｍ）
ｌｚ 、３．５ＭＨｚ 、５ＭＨｚ及び７ＭＨ２のもの
について駆動パルスと送波レベルの関係を示したもので
、何れの中心周波数のものについても駆動パルスの立上
がり時間が短かければ短いほど送波レベルが大きいこと
を示している。
Ｔと送波レベル（音圧振幅のピーク・ピークａｔｐｐ−
ｐとの関係は第４図に示ずような関係にあることが確認
されている。第４図は撮動子の中心周波数ｒ、が２Ｍ）
ｌｚ 、３．５ＭＨｚ 、５ＭＨｚ及び７ＭＨ２のもの
について駆動パルスと送波レベルの関係を示したもので
、何れの中心周波数のものについても駆動パルスの立上
がり時間が短かければ短いほど送波レベルが大きいこと
を示している。
従って、超音波探査における観測深度に応じて、即ち関
心ある深度を深くとる場合はど送波レベルを大ぎくする
ためには、駆動パルスの立上り時間を短くする、即ちス
リューレートを大とするように制御スればよいことが分
る。これはＦＥＴＱｔの第２ゲート電圧■ｇ２を関心あ
る深度を深くとるほど大きくすることにより達成できる
。
心ある深度を深くとる場合はど送波レベルを大ぎくする
ためには、駆動パルスの立上り時間を短くする、即ちス
リューレートを大とするように制御スればよいことが分
る。これはＦＥＴＱｔの第２ゲート電圧■ｇ２を関心あ
る深度を深くとるほど大きくすることにより達成できる
。
実際の動作としては、目的とする探査深度に応じて増幅
器Ａ２を介してＶｉＪｚｆｔｆ圧を所望のスリューレー
トが生ずるような値に設定し、その後第１ゲートＧｌに
送波トリガを印加する。この手順により、電源電圧一定
のままで、そのつと異なる深度に適合したさまざまな送
波レベルの超音波を振動子丁りより任意に発生させるこ
とができる。
器Ａ２を介してＶｉＪｚｆｔｆ圧を所望のスリューレー
トが生ずるような値に設定し、その後第１ゲートＧｌに
送波トリガを印加する。この手順により、電源電圧一定
のままで、そのつと異なる深度に適合したさまざまな送
波レベルの超音波を振動子丁りより任意に発生させるこ
とができる。
第５図は本発明の他の実施例である。第５図は基本的に
は第３図のＦＥＴＱｌをゲートが１つのパワーＦＥＴに
代えたもので、ゲートＧに与える電圧によってスリュー
レートを制御するものである。ゲート電圧には差動増幅
器Ａ３の出力が与えられる。差動増幅器Ａ３は、その非
反転入力端子にｉ１ｒ％電圧Ｖ ｓｔｄを可変抵抗器Ｒ
Ｖで分圧した電圧が与えられ、反転入力端子にはインバ
ータＩＮＶ及びダイオード０３の直列回路を経由した送
波トリガパルス（Ｏ〜５ＶＴＴＬレベル）及び出力端の
電圧Ｖａを２にΩ及び１にΩの抵抗で１／３に分圧した
電圧が与えられる。送波トリガパルスが与えられないと
き（ＯＶのとき）、増幅器Ａ３の出力電圧Ｖ（ｌはマイ
ナスの飽和電圧となり、送波トリガパルスが与えられた
とき（５Ｖのとき）は可変抵抗器Ｒｖによる分圧電圧に
比例した電圧となる。従って、探査深度に応じて可変抵
抗ｒｅＡＲＶを調整することにより、ゲートＧに印加す
るパルス電圧値をＩＩＩ御し、前記実施例と同様にスリ
ューレートの制御を行い結果として超音波、の送波レベ
ルをｔＩＩＩＩｌｌすることができる。
は第３図のＦＥＴＱｌをゲートが１つのパワーＦＥＴに
代えたもので、ゲートＧに与える電圧によってスリュー
レートを制御するものである。ゲート電圧には差動増幅
器Ａ３の出力が与えられる。差動増幅器Ａ３は、その非
反転入力端子にｉ１ｒ％電圧Ｖ ｓｔｄを可変抵抗器Ｒ
Ｖで分圧した電圧が与えられ、反転入力端子にはインバ
ータＩＮＶ及びダイオード０３の直列回路を経由した送
波トリガパルス（Ｏ〜５ＶＴＴＬレベル）及び出力端の
電圧Ｖａを２にΩ及び１にΩの抵抗で１／３に分圧した
電圧が与えられる。送波トリガパルスが与えられないと
き（ＯＶのとき）、増幅器Ａ３の出力電圧Ｖ（ｌはマイ
ナスの飽和電圧となり、送波トリガパルスが与えられた
とき（５Ｖのとき）は可変抵抗器Ｒｖによる分圧電圧に
比例した電圧となる。従って、探査深度に応じて可変抵
抗ｒｅＡＲＶを調整することにより、ゲートＧに印加す
るパルス電圧値をＩＩＩ御し、前記実施例と同様にスリ
ューレートの制御を行い結果として超音波、の送波レベ
ルをｔＩＩＩＩｌｌすることができる。
なお、本発明はこのようにパワーＦＥＴを用いることの
ほかに、同様な電流制限特性を有するバイポーラトラン
ジスタ等を用いても実施し得ることは明らかである。
ほかに、同様な電流制限特性を有するバイポーラトラン
ジスタ等を用いても実施し得ることは明らかである。
（発明の効果）
以上述べたように、本発明によれば、電源電圧を一定に
したままで送波レベルを制御することができ、しかも応
答速度が速く、高速に送波レベルの変更を行うことがで
きる利点がある。
したままで送波レベルを制御することができ、しかも応
答速度が速く、高速に送波レベルの変更を行うことがで
きる利点がある。
第１図は本発明に係る超音波Ｓ動子駆動回路の一実施例
を示す要部構成図、第２図はデュアルゲートパワーＦＥ
Ｔの特性を示す図、第３図はＦＥＴにおける第２ゲート
印加電圧とスリューレートの関係を示す図、第４図は振
動子駆動パルスの立上がり時間と送波レベルの関係を示
１図、第５図は本発明の他の実施例図、第６図は従来の
駆動回路の一例を示す構成図である。 Ｅ・・・電源電圧 Ｒｚ・・・抵抗Ｃｚ・・・
結合コンデンサ ＴＤ・・・振動子Ｑｌ・・・ＦＥＴ
Ａ２．Ａ３・・・増幅器ＲＶ・・・可変抵抗
器 ｔＮＶ・・・インバータ第１図 Ｃ７結合コンデンサ Ｑ１ｉエンハンスメント型ＦＥＴ Ｒ１；延抗 ＴＤｉ振動子 第２図 ｄ 第３ 図 第４５０ 立上り時間→
を示す要部構成図、第２図はデュアルゲートパワーＦＥ
Ｔの特性を示す図、第３図はＦＥＴにおける第２ゲート
印加電圧とスリューレートの関係を示す図、第４図は振
動子駆動パルスの立上がり時間と送波レベルの関係を示
１図、第５図は本発明の他の実施例図、第６図は従来の
駆動回路の一例を示す構成図である。 Ｅ・・・電源電圧 Ｒｚ・・・抵抗Ｃｚ・・・
結合コンデンサ ＴＤ・・・振動子Ｑｌ・・・ＦＥＴ
Ａ２．Ａ３・・・増幅器ＲＶ・・・可変抵抗
器 ｔＮＶ・・・インバータ第１図 Ｃ７結合コンデンサ Ｑ１ｉエンハンスメント型ＦＥＴ Ｒ１；延抗 ＴＤｉ振動子 第２図 ｄ 第３ 図 第４５０ 立上り時間→
Claims (1)
- 一端がコモンラインに接続された超音波振動子の他端に
結合コンデンサを接続し、この結合コンデンサに高抵抗
を介して高圧電源を接続して充電しておき、スイッチン
グ素子により結合コンデンサの電荷を超音波振動子に再
分配する如く放電させることにより前記超音波振動子に
駆動パルスを印加するようにした超音波振動子駆動回路
において、前記スイッチング素子の電圧スリューレート
を変え、前記超音波振動子に与えられる駆動パルス波形
の立上がりの鋭さの程度を変えることにより超音波送波
レベルを制御するように構成したことを特徴とする超音
波振動子駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9907986A JPS62259075A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 超音波振動子駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9907986A JPS62259075A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 超音波振動子駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62259075A true JPS62259075A (ja) | 1987-11-11 |
| JPH0531946B2 JPH0531946B2 (ja) | 1993-05-13 |
Family
ID=14237908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9907986A Granted JPS62259075A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 超音波振動子駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62259075A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001353145A (ja) * | 2000-06-13 | 2001-12-25 | Aloka Co Ltd | 受信回路及びそれを備えた超音波診断装置 |
| JP2006087604A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
-
1986
- 1986-04-28 JP JP9907986A patent/JPS62259075A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001353145A (ja) * | 2000-06-13 | 2001-12-25 | Aloka Co Ltd | 受信回路及びそれを備えた超音波診断装置 |
| JP2006087604A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| JP4673596B2 (ja) * | 2004-09-22 | 2011-04-20 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0531946B2 (ja) | 1993-05-13 |
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