JPS6329263Y2 - - Google Patents
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- JPS6329263Y2 JPS6329263Y2 JP1981195100U JP19510081U JPS6329263Y2 JP S6329263 Y2 JPS6329263 Y2 JP S6329263Y2 JP 1981195100 U JP1981195100 U JP 1981195100U JP 19510081 U JP19510081 U JP 19510081U JP S6329263 Y2 JPS6329263 Y2 JP S6329263Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、医療用、工業用、漁業用等に用いら
れる超音波パルス反射信号送受信装置に関し、特
に周期性雑音を抑圧することができる送受信装置
に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an ultrasonic pulse reflection signal transmitting/receiving device used for medical, industrial, fishing, etc. It is related to the device.
この種の送受信装置は、高レベルの送信パルス
を目的領域に照射し、この領域より反射されてく
る反射信号を順次受信することにより目的物の位
置や形状等を認識あるいは表示するために用いら
れる。
This type of transmitting/receiving device is used to recognize or display the position and shape of an object by irradiating a high-level transmission pulse onto the target area and sequentially receiving the reflected signals reflected from this area. .
この種のパルス送受信装置においては送信パル
スは大振幅のパルスであり、これに比べて反射信
号は微弱レベルであるため、受信用に利得の大き
い増幅器を設けている。ところが、受信時間帯に
送受信シーケンスに同期した周期性の雑音が増幅
器に混入することがあり、この種のパルス送受信
器においては、雑音抑圧が問題となつていた。 In this type of pulse transmitting/receiving device, the transmitted pulse is a large amplitude pulse, and the reflected signal is weak in comparison, so an amplifier with a large gain is provided for reception. However, periodic noise synchronized with the transmission/reception sequence may enter the amplifier during the reception time period, and noise suppression has been a problem in this type of pulse transceiver.
このため、本考案者は先に、送信パルスをのこ
ぎり波に換えて１発毎に極性の異なる方形波パル
スとし、このパルスの１発毎に極性の異なる反射
信号を受信し、この極性の異なる反射信号を増幅
し、その増幅信号の一方にそのパルスの一周期に
等しい遅延時間を与えて、加算あるいは減算する
ことにより、周期的な雑音を消去して雑音指数の
よい反射パルス送受信装置を実現できる技術を提
案した（特開昭54−46067号公報）。 For this reason, the inventor first changed the transmitted pulse to a sawtooth wave, making it a square wave pulse with a different polarity for each pulse, received a reflected signal with a different polarity for each pulse, and By amplifying the reflected signal, giving one side of the amplified signal a delay time equal to one period of that pulse, and adding or subtracting it, periodic noise is eliminated and a reflected pulse transmitting/receiving device with a good noise figure is realized. We proposed a technology that could be used (Japanese Patent Laid-Open No. 54-46067).
この技術は、エネルギ効率がよく、雑音指数が
改善された装置を提供するもので優れたものであ
るが、送信パルスとして方形波を使用するため、
そのパルス発生回路の構成が複雑であり、さら
に、単に探触子で得た反射信号の一方を遅延させ
ているにすぎないため、反射信号にある同相の雑
音を消去することができず、また直流成分を打ち
消すことができない問題が残つた。
Although this technique is superior in that it provides a device that is energy efficient and has improved noise figure, it uses a square wave as the transmit pulse;
The configuration of the pulse generation circuit is complex, and since it merely delays one side of the reflected signal obtained by the probe, it is not possible to eliminate in-phase noise in the reflected signal. The problem remained that the DC component could not be canceled out.
本願考案は、上述の考案者の提案した技術をさ
らに改良し、反射信号中の同相の雑音を消去で
き、直流成分を打ち消すことができるパルス反射
信号の送受信装置を提供することを目的とする。 The object of the present invention is to further improve the technique proposed by the above-mentioned inventor, and to provide a pulse reflected signal transmitting/receiving device that can eliminate in-phase noise in the reflected signal and cancel the DC component.
本考案は、クロツク信号に同期して電気信号パ
ルスを一定の周期で発生するパルサと、この電気
信号パルスを超音波パルスに変換し、この超音波
パルスを目的物に向けて照射しこの目的物からの
反射波を電気信号に変換する探触子と、この反射
信号を増幅する高利得の受信用の増幅器と、この
増幅器の出力回路に配置され前記反射信号を一定
の周期分またはその整数倍の周期分だけ遅延させ
る遅延回路と、この遅延回路の出力が一方の入力
に接続され前記増幅器の出力に現われる前記反射
信号が入力の他方に接続された差動増幅器とを含
むパルス反射信号の送受信装置において、
前記増幅器の入力回路に配置され前記探触子か
らの反射信号の極性を前記クロツク信号に基づき
上記一定の周期またはその整数倍の周期毎に反転
させる極性反転回路と、この極性反転回路の動作
周期に同期して上記増幅器の出力を上記遅延回路
または上記差動増幅器の上記他方の入力に相補的
に接続するスイツチ回路とを備えたことを特徴と
する。
The present invention consists of a pulser that generates electrical signal pulses at regular intervals in synchronization with a clock signal, a pulse generator that converts the electrical signal pulses into ultrasonic pulses, and irradiates the ultrasonic pulses toward a target object. a probe that converts reflected waves from and a differential amplifier in which the output of the delay circuit is connected to one input and the reflected signal appearing at the output of the amplifier is connected to the other input. In the apparatus, a polarity inverting circuit disposed in the input circuit of the amplifier and inverting the polarity of the reflected signal from the probe at the predetermined period or an integer multiple thereof based on the clock signal; and the polarity inverting circuit. The present invention is characterized by comprising a switch circuit that complementarily connects the output of the amplifier to the delay circuit or the other input of the differential amplifier in synchronization with the operating cycle of the differential amplifier.
パルス発生器によつて発生されたパルス電気信
号により探触子は超音波パルスを目的物に照射し
その反射波を電気信号に変換して、反射信号を出
力する。
The probe irradiates an object with ultrasonic pulses based on the pulsed electrical signals generated by the pulse generator, converts the reflected waves into electrical signals, and outputs the reflected signals.
この反射信号は極性反転回路により、パルスの
１周期あるいはその整数倍の周期で極性が反転さ
れる。極性が反転された反射信号を増幅した後、
一方の極性の信号のみがスイツチ回路を介して遅
延回路に入力されて遅延回路により極性反転回路
の一周期分又はその整数倍の周期分だけ遅延され
て、もう一方の信号と加算あるいは減算される。
この結果、受信増幅器周辺の周期的な雑音、すな
わち同相の雑音成分および直流の雑音成分を打ち
消すので、雑音指数の向上したパルス送受信装置
を提供することができる。 The polarity of this reflected signal is inverted by a polarity inversion circuit at one cycle of the pulse or at a cycle that is an integral multiple thereof. After amplifying the reflected signal with reversed polarity,
Only the signal of one polarity is input to the delay circuit via the switch circuit, and the delay circuit delays it by one cycle of the polarity inversion circuit or an integral multiple thereof, and then adds or subtracts it from the other signal. .
As a result, periodic noise around the receiving amplifier, that is, in-phase noise components and DC noise components, are canceled out, so it is possible to provide a pulse transmitting and receiving device with improved noise figure.
以下本考案の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.
第１図は本考案一実施例の要部ブロツク構成図
である。第１図で１は電気音響変換素子で構成さ
れた探触子である。この探触子１には、パルサ２
から電気パルス信号が与えられ超音波パルスを送
信する。この探触子１が受信する反射波の電気出
力信号は、極性反転回路３の入力端子に導かれて
いる。この極性反転回路３の制御端子には、分周
器４の分周出力が導かれている。この分周器４と
前記パルス２には、この送受信装置の動作を制御
する同一のクロツク信号がそれぞれ導かれてい
る。この分周器４はこのクロツク信号の周期を1/
２分周する。 FIG. 1 is a block diagram of essential parts of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a probe composed of an electroacoustic transducer. This probe 1 has pulsar 2
An electrical pulse signal is given from the oscilloscope to transmit an ultrasonic pulse. The electrical output signal of the reflected wave received by the probe 1 is guided to the input terminal of the polarity inversion circuit 3. The frequency divided output of the frequency divider 4 is led to a control terminal of the polarity inversion circuit 3. The frequency divider 4 and the pulse 2 are respectively guided by the same clock signal that controls the operation of the transmitter/receiver. This frequency divider 4 divides the period of this clock signal by 1/
Divide the frequency by 2.
また、前記極性反転回路３の出力は高利得の受
信用の増幅器６に導かれている。この増幅器６の
出力は、前記クロツク信号により切換接続される
スイツチ回路７に導かれている。このスイツチ回
路７の一方の出力には、前記クロツク信号の１周
期分の遅延時間を有する遅延回路８が接続されて
いる。この遅延回路８の出力は、差動増幅器９の
正相入力端子に導かれている。この差動増幅器９
の負相入力端子には、前記増幅器６の他方の出力
がスイツチ回路７を介して導かれている。この差
動増幅器９の出力は検波回路１０に導かれてい
る。 Further, the output of the polarity inversion circuit 3 is led to a high gain receiving amplifier 6. The output of this amplifier 6 is led to a switch circuit 7 which is switched and connected by the clock signal. A delay circuit 8 having a delay time of one cycle of the clock signal is connected to one output of the switch circuit 7. The output of this delay circuit 8 is led to a positive phase input terminal of a differential amplifier 9. This differential amplifier 9
The other output of the amplifier 6 is led to the negative phase input terminal of the amplifier 6 via a switch circuit 7. The output of this differential amplifier 9 is guided to a detection circuit 10.
第２図は極性反転回路３の詳細図である。探触
子１からの反射信号はトランス１５の一次巻線に
印加される。このトランス１５の二次巻線には、
ダイオードD1〜D4をブリツジ接続した両波ブリ
ツジ整流回路１６の接続点ａ，ｃがそれぞれ接続
されている。また、トランス１５の二次巻線の中
点には、極性反転信号の入力する信号線１４が接
続されている。また、両波ブリツジ整流回路１６
の接続点ｄ，ｂはトランス１７の一次巻線にそれ
ぞれ接続されている。この一次巻線の中点は接地
されている。このトランス１７の二次巻線出力が
前記増幅器６に与えられる。 FIG. 2 is a detailed diagram of the polarity inversion circuit 3. The reflected signal from the probe 1 is applied to the primary winding of the transformer 15. The secondary winding of this transformer 15 has
Connection points a and c of a double-wave bridge rectifier circuit 16 in which diodes D 1 to D 4 are bridge-connected are connected, respectively. Furthermore, a signal line 14 to which a polarity inversion signal is input is connected to the midpoint of the secondary winding of the transformer 15 . In addition, the double wave bridge rectifier circuit 16
Connection points d and b are connected to the primary winding of the transformer 17, respectively. The midpoint of this primary winding is grounded. The secondary winding output of this transformer 17 is given to the amplifier 6.
このような回路構成で、クロツク信号に同期し
てパルサ２から高レベルのパルスが探触子１に与
えられる。これにより、探触子１から目的物に向
けて超音波パルスが照射される。この超音波パル
スは目的物で反射され、この反射信号は再び探触
子１で電気信号に変換される。この反射信号は、
極性反転回路３により１周期毎にその極性を反転
され増幅器６に与えられる。すなわち、分周器４
からクロツク信号の周期を1/2に分周する分周信
号が送出される。この1/2分周信号により、信号
線１４（第２図）にクロツク信号の１周期毎にそ
の極性が反転する極性反転信号が入力する。極性
反転信号が正極性であるときには、両波ブリツジ
整流回路１６のダイオードD2，D4が導通し、負
極性であるときには、ダイオードD1，D3が導通
する。これによりトランス１７の二次巻線側に
は、極性反転信号に対応した極性の反射信号が出
力される。この反射信号は増幅器６で増幅され
る。このとき、増幅器６の利得は高利得であるた
め、増幅器６の入力側付近に混入する周期性雑音
も同時に増幅されることになる。 With this circuit configuration, high-level pulses are applied to the probe 1 from the pulser 2 in synchronization with the clock signal. As a result, ultrasonic pulses are emitted from the probe 1 toward the target object. This ultrasonic pulse is reflected by the target object, and this reflected signal is again converted into an electrical signal by the probe 1. This reflected signal is
The polarity of the signal is inverted every cycle by the polarity inverting circuit 3 and is applied to the amplifier 6. That is, frequency divider 4
A frequency division signal that divides the period of the clock signal by 1/2 is sent out. This 1/2 frequency divided signal causes a polarity inversion signal whose polarity is inverted every cycle of the clock signal to be input to the signal line 14 (FIG. 2). When the polarity inversion signal has positive polarity, the diodes D 2 and D 4 of the double-wave bridge rectifier circuit 16 are conductive, and when the polarity inversion signal is negative, the diodes D 1 and D 3 are conductive. As a result, a reflected signal with a polarity corresponding to the polarity inversion signal is output to the secondary winding side of the transformer 17. This reflected signal is amplified by an amplifier 6. At this time, since the gain of the amplifier 6 is high, periodic noise mixed into the vicinity of the input side of the amplifier 6 is also amplified at the same time.
この増幅器６の出力は、スイツチ回路７により
正極性の反射信号は遅延回路８に与えられ、負極
性の反射信号は直接差動増幅器９の負相入力端子
に与えられる。この遅延回路８の遅延時間によ
り、差動増幅器９では１周期前の正極性の反射信
号と直接与えられた負極性の反射信号との差が演
算出力される。従つて、差動増幅器９の出力で
は、反射信号は極性を反転しているため、二倍と
なる。しかし、極性反転回路３以後に混入した前
記周期性雑音の極性は差動増幅器９の正負入力に
同一に現われるので差引かれその出力には現れな
い。この反射信号は検波回路で検波され反射時間
およびレベルに応じて公知の表示が行われる。 A positive reflected signal of the output of the amplifier 6 is applied to a delay circuit 8 by a switch circuit 7, and a negative reflected signal is directly applied to a negative phase input terminal of a differential amplifier 9. Due to the delay time of the delay circuit 8, the differential amplifier 9 calculates and outputs the difference between the positive polarity reflected signal one cycle before and the directly applied negative polarity reflected signal. Therefore, at the output of the differential amplifier 9, the polarity of the reflected signal is inverted, so that the reflected signal is doubled. However, since the polarity of the periodic noise mixed after the polarity inversion circuit 3 appears in the same manner at the positive and negative inputs of the differential amplifier 9, it is subtracted and does not appear at its output. This reflected signal is detected by a detection circuit and a known display is performed depending on the reflection time and level.
なお、上記実施例は反射信号の極性を１周期毎
に反転する場合を示したが、これに限らず一周期
の整数倍の周期毎に極性を反転させてもよい。 Note that, although the above embodiment shows a case where the polarity of the reflected signal is inverted every cycle, the polarity is not limited to this, and the polarity may be inverted every cycle that is an integral multiple of one cycle.
以上説明したように、本考案によれば、高利得
の受信用増幅器に混入する雑音のうち、反射信号
を反転して打ち消すので、同相である雑音を打ち
消し、また直流成分を打ち消すことができる。例
えば装置の使用環境に存在する商用周波数の誘導
雑音のようなものを打ち消すことができるので、
超音波パルスの反射受信信号中から周期的な雑音
をさらに抑圧することができる効果が得られる。
As explained above, according to the present invention, of the noise mixed in the high gain receiving amplifier, the reflected signal is inverted and canceled, so that it is possible to cancel the in-phase noise and also cancel the DC component. For example, it is possible to cancel things like induced noise of commercial frequencies that exist in the environment in which the equipment is used.
An effect is obtained in which periodic noise can be further suppressed from the reflected received signal of the ultrasonic pulse.
第１図は本考案一実施例の要部ブロツク構成
図。第２図は上記実施例の極性反転回路の詳細
図。
１……探触子、２……パルサ、３……極性反転
回路、４……分周器、６……増幅器、７……スイ
ツチ回路、８……遅延回路、９……差動増幅器、
１０……検波回路、１５，１７……トランス、１
６……両波ブリツジ整流回路。
FIG. 1 is a block diagram of the main parts of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed diagram of the polarity inversion circuit of the above embodiment. 1... Probe, 2... Pulser, 3... Polarity inversion circuit, 4... Frequency divider, 6... Amplifier, 7... Switch circuit, 8... Delay circuit, 9... Differential amplifier,
10...detection circuit, 15,17...transformer, 1
6...Double wave bridge rectifier circuit.
Claims (1)
の周期で発生するパルサ２と、 この電気信号パルスを超音波パルスに変換し、
この超音波パルスを目的物に向けて照射しこの目
的物からの反射波を電気信号に変換する探触子１
と、 この反射信号を増幅する高利得の受信用の増幅
器６と、 この増幅器の出力回路に配置され前記反射信号
を一定の周期分またはその整数倍の周期分だけ遅
延させる遅延回路８と、 この遅延回路の出力が一方の入力に接続され前
記増幅器の出力に現われる前記反射信号が入力の
他方に接続された差動増幅器９と を含むパルス反射信号の送受信装置において、 前記増幅器の入力回路に配置され前記探触子か
らの反射信号の極性を前記クロツク信号に基づき
上記一定の周期またはその整数倍の周期毎に反転
させる極性反転回路３と、 この極性反転回路の動作周期に同期して上記増
幅器６の出力を上記遅延回路または上記差動増幅
器９の上記他方の入力に相補的に接続するスイツ
チ回路７と を備えたことを特徴とするパルス反射信号の送受
信装置。[Claims for Utility Model Registration] A pulser 2 that generates electrical signal pulses at a constant period in synchronization with a clock signal, a pulser 2 that converts the electrical signal pulses into ultrasonic pulses,
A probe 1 that irradiates this ultrasonic pulse towards a target object and converts the reflected wave from the target object into an electrical signal.
a high-gain receiving amplifier 6 that amplifies this reflected signal; a delay circuit 8 that is arranged in the output circuit of this amplifier and delays the reflected signal by a certain period or an integral multiple thereof; A pulse reflected signal transmitting/receiving device including a differential amplifier 9 in which the output of a delay circuit is connected to one input and the reflected signal appearing at the output of the amplifier is connected to the other input, the pulse reflected signal being arranged in the input circuit of the amplifier. a polarity inverting circuit 3 for inverting the polarity of the reflected signal from the probe at the constant cycle or every integral multiple thereof based on the clock signal; and the amplifier in synchronization with the operating cycle of the polarity inverting circuit. 6. A switch circuit 7 which complementarily connects the output of 6 to the other input of the delay circuit or the differential amplifier 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19510081U JPS5897569U (en) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | Pulse reflection signal transmitter/receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19510081U JPS5897569U (en) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | Pulse reflection signal transmitter/receiver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897569U JPS5897569U (en) | 1983-07-02 |
| JPS6329263Y2 true JPS6329263Y2 (en) | 1988-08-05 |
Family
ID=30108385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19510081U Granted JPS5897569U (en) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | Pulse reflection signal transmitter/receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897569U (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5446067A (en) * | 1977-09-19 | 1979-04-11 | Hewlett Packard Yokogawa | Pulse echo system |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP19510081U patent/JPS5897569U/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5446067A (en) * | 1977-09-19 | 1979-04-11 | Hewlett Packard Yokogawa | Pulse echo system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5897569U (en) | 1983-07-02 |
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