JPS6315942A - 超音波診断装置用保護回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超音波信号の送信、受信によって被検体内の
検査を行う超音波診断装置に使用される超音波診断装置
用保護回路に関するものである。

従来の技術 超音波診断装置（こおいて、トランスジューサを励振す
る駆動回路と、トランスジューサで得られた被検体から
の反射信号を処理する受信回路は、共にトランスジュー
サに原理的に直結されている。

従って駆動回路から出力されるトランスジューサを励振
する大きな駆動信号がトランスジューサのみならず、受
信回路番こまで伝達してしまい、トランスジューサの励
振する効率が低下するばかりか、場合によっては受信回
路を破壊してしまうことをこなるので、これを防止する
ための保護回路が必要となる。またこの保護回路は単に
駆動信号から受信回路を保護するだけでなく、得られた
受信信号を効率的に伝達するものでなくてはならない。

従来の保護回路としては、例えば、Ｐ、Ｎ、Ｔ、Ｗｅ　
ｌ　ｌ　ｓ著、バイオメディカル　ウルトラソニソクス
：ＢＩＯＭＥＤＩＣＡＬ　　ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ３゜
Ａｃａｄｅｍｉｃ　　Ｐｒｅｓｓ（１９７７）１７１に
記載されている構成が知られている。以下、第３図を参
照しながら上記従来の保護回路について説明する。

第３図において、１０１はトランスジューサ、１０２は
トランスジューサ１０１を励振する駆動回路、１０．３
はトランスジューサ１０１で受信した信号を処理する受
信回路、１０４および１０５は受信回路１０３を保護す
るダイオード、１０６は駆動回路１０１からダイオード
１ｏ４．１０５に流れる駆動電流を制限する抵抗である
。

次に上記従来例の動作について説明する。駆動回路１０
２から駆動信号が送り出されると、トランスジューサ１
０１が励振され、トランスジューサ１０１から超音波が
被検体内に送信される。送信された超音波は被検体内で
反射し、トランスジューサ１０１により受信され、トラ
ンスジューサ１０１により電気信号に変換され、抵抗１
０６を介して受信回路１０３に入力される。上記駆動信
号の波形は様々であり、電圧レベルが数ｖｐｐから数百
ｖｐｐ程度の大きさであるのに対し、受信信号のレベル
は、数ｍＶｐｐから高々数百ｍＶｐｐである。

一方、駆動回路１０２から送り出された駆動信号は、同
時に抵抗１０６を介して受信回路１０３に入力される。

このとき、駆動信号レベルがダイオード１０４をＯＮ状
態にする電圧（約０６■）より高い電圧、またはダイオ
ード１０５をＯＮ状態にする電圧（約−〇、ＳＶ）より
低い電圧の場合、ダイオード１０４．１０５によりショ
ートされ、受信信号レベルに最適入力レベルが合わせら
れている受信回路１０３は保護されることになる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、以」二のような従来の構成では、抵抗１０６の
抵抗値がトランスジューサ１０１のインビダンス（数十
Ω〜数百Ω）に対し十分高くなるようをこしなければ、
駆動電流がダイオード１０４．１０５に流れてトランス
ジューサ１０１を励振する効率が低下し、高過ぎると、
受信信号が減衰してしまう。そのため、この抵抗値はト
ランスジューサ１０１のインピーダンスの約１０倍で、
数百Ω〜１にΩ程度に設定し、また受信信号は抵抗１０
６と受信回路１０３の人力インピーダンスＺ１との分圧
になるため、Ｚｌ　　の大きさは抵抗１０６のさらに１
０倍以上（こ取る必要がある。しかし、トランスジュー
サ１０１から見た受信回路１０３側のインピーダンスは
、近似的をこ抵抗１０６の値になり、トランスジューサ
１０１のインピーダンス（こ比べ、約１０倍となり、こ
の結果、インピーダンスのミスマツチにより、受信信号
の受信回路１０３に伝達される効率は低下してしまう。

さらＱこ、保護用のダイオード１０４．１０５９こは、
大きな１駆動電流の一部であるが、高速動作が必要とさ
れるダイオードにとっては、かなり大きな電流が流れて
しまうことになり、高速のダイオードを利用することが
できないなどの問題を有していた。

本発明は、従来技術の以上のような問題点を解決するも
ので、受信回路を確実に保護することができ、しかも受
信信号を減衰することなく、受信回路Ｑこ伝達すること
ができ、またインピーダンスのミスマツチがなく、受信
信号の受信回路への伝達効率の低下を防止することがで
き、さらには、高速のダイオードを利用することができ
るようにした超音波診断装置用保護回路を提供しようと
するものである。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、一対の電流制限用の抵抗と、これらの抵抗を介し
、それぞれ印加された電圧により４つのダイオードのす
べてが導通するよう結線されたダイオードブリッジとを
備え、このダイオードブリッジの他の一対の端子を、駆
動回路及びトランスジューサ側の入力端子、受信回路側
の出力端子とするものである。

作　　用 本発明は上記構成）こより、駆動回路から送り出された
絶対値の大きな駆動信号は、ダイオードブリッジの内、
２つのダイオードを逆バイアス状態にするので、受信回
路（こは大きな駆動信号は伝達されない。また絶対レベ
ルの小さい受信信号についてはダイオードブリッジはそ
のまま通過させる。

また信号伝搬経路上に直列抵抗がないので、受信信号を
減衰することがなく、しかも受信回路の人力インピーダ
ンスとして、トランスジューサのインピーダンスマツチ
ングをとることが可能であり、きわめて効率的（こ受信
信号を受信回路へ伝達することができる。さらにダイオ
ードに流れる電流が少ないので、高速のダイオードを用
いることができる。

実施例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図は本発明の一実施例における超音波診断装置用保
護回路の回路図である。第１図において、１はトランス
ジューサ、２はトランスジューサ１を励振するための駆
動回路、３はトランスジューサ１で得られた受信信号を
処理する受信回路、４．５．６．７は駆動回路１からの
駆動信号をカントし、トランスジューサ１かもの受信信
号をそのまま通過させるダイオードブリッジを構成する
ダイオード、８．９はダイオード４．５．６．７より構
成されたダイオードブリッジに流すバイアス電流を一定
値（こ制限するための制限抵抗、１０．１１はコンデン
サである。

次に上記実施例の動作？こついて説明する。トランスジ
ューサ１を励振するための駆動信号が駆動回路２から送
り出される。このとき、駆動信号はトランスジューサ１
のみならず受信回路３側にも印加されることになる。一
方、ダイオード４．５．６．７より構成されたダイオ−
Ｆブリッジは抵抗８．９ヲ介シテ正（＋Ｅｖ、）　ｆｉ
　（−Ｅｖ）　ノア［［Ｊ’加えられ、導通状態となっ
て（・る。このとき、抵抗８．９の値および、正負の電
圧は、ダイオードブリッジを導通状態にし得る電流を流
すことができるように、かつ受信回路３の入力インピー
ダンスよりも十分大きな抵抗値に設定しである。第２図
に示すように駆動信号２１がダイオードブリッジに印加
された時、ダイオードブリッジが導通状態になる電圧（
以下、Ｖｓという）以上になると、ダイオード４．７が
逆バイアスとなり、駆動信号はここで遮断される。また
駆動信号が−Ｖｓ以下になると、ダイオード５．６が逆
バイアスとなり、遮断されることになる。このようにし
て、駆動信号のＶｓ以上および−Ｖｓ以下のレベルから
、受信回路３が保護される。一方、第２図に示すように
受信信号２２のピークレベルの絶対１１７′ｆはｖｓよ
り小さく、このダイオードブリッジの中を完全【こ通過
できる。このときのダイオード４．５．６．７の順方向
抵抗は、印加された電圧（±Ｅ）と抵抗８．９で決めら
れ、非常に小さい値となっており、ここでの減衰はほと
んど無視することができる。またトランスジューサ１側
から見た受信回路ｓ側の人力インピーダンスは、はぼ受
信回路ａの入力インピーダンス、Ｚｌとなるが、このＺ
ｉは抵抗８．９よりも十分小さい値の範囲の下で、自由
に設定することができ、トランスジューサ１のインピー
ダンスとマツチングをとることができる。

さらに、このダイオードブリッジにＶｓ以上、または−
Ｖｓ以下の駆動信号が加えられた時、ダイオード５また
は４にそれぞれ流れる電流は、大きな抵抗９または８に
よって制限されており、大電流が流れることがない。こ
の結果、このダイオード４．５．６．７に電流容量が小
さく、高速のダイオードを用いることができ、保護回路
として高周波まで対応することができる。

以上の説明から明らかなようＧこ上記実施例によれば１
．駆動信号の＋Ｖｓ以下および−Ｖｓ以下の信号レベル
に対し、受信回路３を完全に保護することができる。ま
た受信信号に対しては、はとんど減衰することなく、し
かも受信回路系の入力インピーダンスを任意にとれ、ト
ランスジューサとインピーダンスのマツチングをとるこ
とができ、きわめて効率的に受信信号を受信回路へ伝達
することができる。さらに、ダイオード（こ大きな電流
が流れないので、高速のダイオードを用いることができ
る。

発明の効果 以上述べたように本発明は、一対の電流制限用抵抗とこ
れらの抵抗を介し、それぞれ印加された正、負の電圧に
より、４つのすべてのダイオードが導通するよう結線さ
れたダイオードプリノンとを備え、このダイオードブリ
フジの他の一対の端子を１駆動回路及びトランスジュー
サ側の入力端子、受信回路側の出力端子としている。従
ってｊ駆動信号のＶｓ以上および−Ｖｓ以下のレベルは
完全に遮断し、受信回路を保護することができ、また受
信信号はほとんど減衰することなく通過し、しかも受信
回路の入力インピーダンスをトランスジューサとインピ
ーダンスマツチングさせることができ、きわめて効率よ
く、受信信号を受信回路へ伝達することができる。さら
にダイオードに流れる電流が少なく、高速動作が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における超音波診断装置用保
護回路の回路図、第２図は本発明の詳細な説明するため
の駆動信号および受信信号の関係図、第３図は従来の超
音波診断装置用保護回路の回路図である。 １・・・・トランスジューサ、２・・・・駆動回路、３
・・・・・受信回路、４．５．６．７・・・・・・ダイ
オード、８．９・・・・抵抗、１０．１１・・・・コン
デンサ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｍ　
　ｌ　　図 ｒＥ 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の電流制限用の抵抗と、これらの抵抗を介し、それ
   ぞれ印加された電圧により４つのダイオードのすべてが
   導通するよう結線されたダイオードブリッジとを備え、
   このダイオードブリッジの他の一対の端子を駆動回路及
   びトランスジューサ側の入力端子、受信回路側の出力端
   子とすることを特徴とする超音波診断装置用保護回路。