JPS63273081A

JPS63273081A - 送受信回路

Info

Publication number: JPS63273081A
Application number: JP62107061A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Takeuchi; 康人竹内
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1988-11-10
Also published as: JPH0479587B2

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、送波パルス信号が受信回路に入力されるのを
阻止し、受信時には入力信号の通過を許容する送受信回
路に関する。

（従来の技術）超音波診断装置は超音波を被検体内に送波してその反射
波により診断する装置である。超音波の発生はピエゾ振
動子に高周波電気信号を与えて超音波信号を発生させる
が、超音波に指向性を与え、又、電子制御により超音波
を砕引させる等の必要から、多くの振動子を集合さゼた
振動子アレイが超音波探触子として用いられている。こ
の超音波探触子に被検体内から反射されて受波された超
音波信号は、電気信号に変換されて受波増幅器に送られ
、受波増幅器で増幅されて後段の信号処理回路に入力さ
れる。

（発明が解決しようとする問題点）この探触子を構成する振動子エレメント一つ一つに上記
の受波増幅器が接続されており、振動子エレメントと受
波増幅器との間には色々の回路が挿入されている。これ
はケーブルを介して撮動子エレメントを受波増幅回路に
接続しているので、ケーブルの分布容量等による損失を
少なくするためということもあるが、主として送信の高
圧パルスが受信回路に入るのを防止するためである。前
述のように振動子アレイは多数の振動子エレメントで構
成されているために、特に振動子アレイのための回路等
は探触子内に納めて置きたいという要着もあって、これ
等の回路をつとめて簡素な、部品数の少ない、ＩＣ化が
可能な送波回路の実現が望まれている。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、簡素な、部品点数の少ない、モノリシックＩＣ化可能
な送受信回路を実現することにある。

（問題点を解決するための手段）前記の問題点を解決する本発明は、送波パルス信号が受
信回路に入力されるのを阻止し、受信時には入力信号の
通過を許容する送受信回路において、ベース接地のＮＰ
Ｎトランジスタを用い、常時は入力端に順方向バイアス
電圧、出力端に逆方向バイアス電圧を印加した受信回路
の初段増幅器と、必要に応じて該増幅器の前段に設けた
正の高圧阻止のためのダイオードとを具備したことを特
徴とするものである。

（作用）ＮＰＮ）−ランジスタによる増幅器をベース接地にして
コレクタジャンクションに通常のように逆方向バイアス
電圧を印加し、常時はエミッタジャンクションに順方向
バイアス電圧を印加し、送波時は逆方向バイアスになる
ようにして、必要に応じてダイオードを前記トランジス
タの前段に正電圧を阻止する方向に挿入したので、送波
時には受信回路への送波パルス信号の入力が阻止され、
送波時を除く時には受信が可能になる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の回路図である。１は送波ク
ロックによって励振され、トランス２を介してバルサト
ランジスタ３を動作させる送波波形発生回路である。バ
ルサトランジスタ３はエミッタに正の高電圧を加えられ
、トランスの２次側巻線がベースとエミッタに接続され
ているＰＮＰトランジスタで、コレクタが負電源に接続
されている。ＣＩはバルサトランジスタ３のエミッタに
接続されていて不要な高周波成分を取除くためのバイパ
スコンデンサ、Ｃ２はパルス３の高周波パルス信号の直
流分を阻止するカップリングコンデンサである。Ｌはバ
ルサトランジスタ３の負荷のコイルで、バルサトランジ
スタ３のコレクタと負電源の間に抵抗Ｒ＋を介して接続
されている。コイルしに生ずる高周波パルス信号はカッ
プリングコンデンサＣ２を通過し、ケーブル４を経て振
動子エレメント５を励振する。６はＮＰＮトランジスタ
で構成されたベース接地増幅器であるが、トランジスタ
自身の本来のコレクタがエミッタとして、又、エミッタ
がコレクタとして逆向に用いられていることが特徴であ
る。ジャンクショントランジスタをこのように“逆用°
′シても、諸性能は劣るもののトランジスタとしては正
常に動作することはよく知られている。ここでは耐圧の
高いコレクタベース間の接合をエミッタベース間の接合
として逆用し、その＾い逆耐圧をもって送波パルス（ゼ
ロから正に立上がる）に耐えさせている。

抵抗Ｒｌ　＊　Ｒ２はそれぞれ電源回路に挿入された電
圧降下用抵抗である。Ｃｓは直流電流を阻止して高周波
成分のみをケーブル７を経て受信回路（図示せず）に送
るためのカップリングコンデンサである。

前記のように逆用されたトランジスタを含む該回路は以
下のように動作する。送波波形発生回路１はクロックに
よって励振され、高周波のパルス信号を発生する。この
高周波パルス信号はトランス２を経てバルサトランジス
タ３のベースエミッタ間に印加される。バルサトランジ
スタ３は高周波パルスが印加されたとき導通して高周波
パルスを発生するが、この波形は波形２１のように０か
ら正に向うパルス波である。バルサトランジスタ３のコ
レクタはプリアンプトランジスタ６のエミッタ、即ち本
来はコレクタと称されていた電極に接続されているので
そこには波形２１の電圧が印加される。プリアンプトラ
ンジスタ６のコレクタ、即ち本来はエミッタと称されて
いた慴接には通常手法通り逆バイアスが印加されており
、エミッタく本来のコレクタ）も逆バイアスされるため
プリアンプトランジスタ６は送信高圧信号によりカット
オフとなり、送信信号はそのあとに続く受信機に入らな
い。２２はプリアンプトランジスタ６の動作モード区分
を示す波形で、プリアンプトランジスタ６はこの間オフ
になっている。ここで、プリアンプトランジスタ６のコ
レクタとエミッタを逆に用いているのは、通常のトラン
ジスタにおいてはエミッタ・ベースジャンクションの耐
圧は低く、コレクタ・ペースジャンクションの耐圧は十
分高いためである。従って、逆用されたプリアンプトラ
ンジスタ６は比較的高電圧をその動作上のエミッタ（本
来のコレクタ）に受けても絶縁破壊されることは無い。

前記高周波パルスはカップリングコンデンサＣ２とケー
ブル４を経て振動子エレメント５を励振して超音波パル
スを送波させる。

振動子エレメント５により受信された信号はケーブル４
．カップリングコンデンサＣ２を経てプリアンプトラン
ジスタ６に入力される。受信時にはプリアンプトランジ
スタ６のエミッタ（本来のコレクタ）には−ＶＥＥに向
けてバイアス電流が与えられていて順方向バイアスなの
で受信信号はプリアンプトランジスタ６を通過し、又、
原理に従って増幅されることができる。このトランジス
タは前述のように本来のコレクタとエミッタを逆に使用
されているためβは低いが実用上問題は無い。

第３図は他の実施例の回路図である。図において、第１
図と同等の部分には同一の符号を付しである。図中、８
はパルサトランジスタ３のコレクタ出力側に陰極を接続
した送信高圧信号阻止用のダイオードで、陽極側がプリ
アンプトランジスタ９のエミッタに接続されている。プ
リアンプトランジスタ９は入力側を第１図のプリアンプ
トランジスタ６とは逆にエミッタ入力としたベース接地
のＮＰＮトランジスタで、コレクタに正電圧の十ＶＣＣ
が抵抗Ｒ２を介して接続されて逆方向バイアスされてい
る。この回路においては、送信高圧信号出力時は第２図
の波形２１の電圧がダイオード８に印加され、ダイオー
ド８は陰極がパルサトランジスタ３のコレクタに接続さ
れているので、送信高圧信号を阻止してプリアンプトラ
ンジスタ９のエミッタに高圧信号が印加されるのを防止
している。受信時はダイオード８の陰極側は負電圧であ
って、受信信号はダイオード８を通過し、プリアンプト
ランジスタ９によって増幅され、カップリングコンデン
サＣ３とケーブル７を経て受信機に送られる。尚、ここ
ではプリアンプトランジスタ９は“通常通り″の電極定
義に従って使用されている。

以上説明したように第１の実施例によればプリアンプト
ランジスタ６をベース接地にて使用し、且つ、コレクタ
とエミッタを逆用して耐圧の高いコレクタ・ペースジャ
ンクションに送信高圧信号を印加させることにより、特
別な送受切り替えスイッチを設けることな（、送信と受
信を行うことができるようになった。又、第２の実施例
ではパルサトランジスタ３の出力側にダイオード８の陰
極側を接続して送信高圧信号を遮断することにしたので
、プリアンプトランジスタ９をベース接地。

エミッタ入力で使用して低入力インピーダンス回路とす
ることにより振動子エレメント５からの受波信号を電流
モードで受信することができて、圧電素子の一層好まし
い使用法がダイオードを１個追加使用するだけで可能に
なる。従って、何れの実施例においても小型化、モノリ
シックバイポーラＩＣ化が容易に実施でき、パルサ、プ
リアンプを探触子内に納めることが可能になり、ケーブ
ルをドライブしないですむため、高エネルギーの送波を
効率的に行うことができる。又、ベース接地増幅器の低
い入力インピーダンスを利用してエレメントに対して電
流モードの受波結合ができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは無い。第
４図に示すように、パルサトランジスタ１１に５ＥＰＰ
アンプを用いてもよい。この回路の場合のコンデンサＣ
４は必須のコンデンサである。

或いは、第５図のようにＳＣＲのパルサ１２を用いても
よい。更に、ＳＣＲとしては第６図のように光点穴ＳＣ
Ｒのバルサ１３を用いてもよい。

この場合、探触子ケーブルの上り回線は光フアイババン
ドル、下り回線は同軸ケーブルバンドルになり、そのよ
うな複合ケーブル１４を用いる。尚、ダイオード８で送
信高圧信号を阻止している各実施例において、プリアン
プトランジスタ６自身のエミッタ・ベース間の耐圧が送
信高圧信号の電圧に対して十分布る場合はこれを省略す
ることができることは自明である。

以上の実施例において、第１図、第３図、第５図、第６
図のものはモノリシックバイポーラｔＣ化は容易である
。第６図の光点穴ＳＣＲのバルサ１３のようなチップ上
の各ＳＯＲの光入力ゲートに光ファイバが立っている構
造は有望と考えられる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように本発明によれば、簡素な、部
品点数の少ない、モノリシックＩＣ化可能な送受信回路
を得ることができて、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は受信回路
入力端における送波パルス波形と、プリアンプの動作モ
ードの図、第３図は本発明の第２の実施例の図、第４図
は第３の他の実施例の図、第５図は第４の他の実施例の
図、第６図は第５の他の実施例の図である。１・・・送波波形発生回路　　２，１０・・・トランス
３．１１・・・バルサトランジスタ４．７．１４・・・ケーブル５・・・撮動子エレメント６．９・・・プリアンプトランジスタ８・・・ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

（１）送波パルス信号が受信回路に入力されるのを阻止
し、受信時には入力信号の通過を許容する送受信回路に
おいて、ベース接地のＮＰＮトランジスタを用い、常時
は入力端に順方向バイアス電圧、出力端に逆方向バイア
ス電圧を印加した受信回路の初段増幅器と、必要に応じ
て該増幅器の前段に設けた正の高圧阻止のためのダイオ
ードとを具備したことを特徴とする送受信回路。
（２）前記ベース接地のＮＰＮトランジスタを本来のコ
レクタとエミッタとを各々エミッタ及びコレクタとして
逆用したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
送受信回路。