KR20080025324A - 초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치 - Google Patents

초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080025324A
KR20080025324A KR1020070093274A KR20070093274A KR20080025324A KR 20080025324 A KR20080025324 A KR 20080025324A KR 1020070093274 A KR1020070093274 A KR 1020070093274A KR 20070093274 A KR20070093274 A KR 20070093274A KR 20080025324 A KR20080025324 A KR 20080025324A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
negative
positive
voltage
ultrasonic transducer
circuit
Prior art date
Application number
KR1020070093274A
Other languages
English (en)
Inventor
신이치 아메미야
Original Assignee
지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨 filed Critical 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Publication of KR20080025324A publication Critical patent/KR20080025324A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H03K17/6872—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor using complementary field-effect transistors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207—Driving circuits
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0204—Operational features of power management
    • A61B2560/0209—Operational features of power management adapted for power saving
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/50—Application to a particular transducer type
    • B06B2201/55—Piezoelectric transducer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70—Specific application
    • B06B2201/76—Medical, dental
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/28—Modifications for introducing a time delay before switching
    • H03K17/284—Modifications for introducing a time delay before switching in field effect transistor switches

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

전력 소비를 억제하고 회로 사이즈를 감소시키기 위해 양의 FET(11P)가 양의 펄스 신호에 따라 턴온되고 귀환 전압이 양의 임계치에까지 상승할 때 턴오프된다. 액티브 그라운드 클램프 회로(15)는 소정의 시간이 경과한 후에 출력 라인(W)이 그라운드 전압으로 되돌아가도록 한다. 음의 FET(11N)는 음의 펄스 신호에 따라 턴온되고 귀환 전압이 음의 임계치로 하강하게 되면 턴오프된다. 액티브 그라운드 클램프 회로(15)는 소정의 시간이 경과한 후 출력 라인(W)이 그라운드 전압으로 되돌아가도록 한다.

Description

초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치{ULTRASONIC TRANSDUCER DRIVING CIRCUIT AND ULTRASONIC DIAGNOSTIC APPARATUS}
본 발명은 초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치에 관한 것으로, 특히 전력 소비를 억제하고 회로 사이즈를 감소시킬 수 있는 초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치에 관한 것이다.
종래, 온 상태에서 양의 전압을 초음파 트랜스듀서로의 출력 라인으로 출력하는 양의 FET(전계 효과 트랜지스터)와, 초음파 트랜스듀서로의 출력 라인으로 음의 전압을 출력하는 음의 FET와, 이들 양의 FET와 음의 FET를 구동하는 구동기 회로를 포함하는 초음파 진단 장치가 알려져 있다.(가령, 특허문헌 1 및 특허문헌 2를 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허공개 제 2006-101997호 공보(도 10, 도 12, 도 14)
[특허문헌 2] 일본 특허공개 제 2004-358133호 공보(도 2)
전술한 종래의 초음파 진단 장치에서는, FET의 게이트 전압을 조정하는(FET에서의 전압 강하를 조정하는) 것에 의해 초음파 트랜스듀서로의 출력 전압을 제어할 수 있었다.
그러나, 각각의 FET는 전압 펄스가 초음파 트랜스듀서에 인가될 때 펄스 폭 기간 동안만 온으로 유지되기 때문에 전력 소비가 증가되는 문제점이 있었다.
이러한 이유로, 전술한 종래의 초음파 진단 장치에서, 전력 소비는 초음파 트랜스듀서로의 출력 전압이 낮은 경우 각각의 FET로의 전원 전압을 낮은 전압으로 전환함으로써(FET 양단의 전압 강하를 감소시킴으로써) 억제된다.
그러나, 각각의 FET에 대한 전원 전압을 전환하는 회로가 전원 회로이기 때문에, 회로 사이즈가 대형화되는 문제점이 있었다.
제 1 측면에서, 본 발명은 초음파 트랜스듀서 구동 회로를 제공하는 것으로, 온 상태에서 초음파 트랜스듀서로의 출력 라인 상으로 양의 전압을 출력하는 양의 전계 효과 트랜지스터와, 온 상태에서 상기 출력 라인으로 음의 전압을 출력하는 음의 전계 효과 트랜지스터와, 상기 양의 전계 효과 트랜지스터와 상기 음의 전계 효과 트랜지스터가 오프 상태에 있을 때 상기 출력 라인을 그라운드 전압으로 복귀시키기 위한 그라운드 클램프 회로와, 공급되는 양의 펄스 신호에 따라 상기 양의 전계 효과 트랜지스터를 턴온시키는 단계와, 상기 출력 라인이 그라운드 전압에서 소정의 양의 전압에 이를 때까지 상승하는 상승 시간 후에 상기 양의 전계 효과 트랜지스터를 턴오프하는 단계와, 공급되는 음의 펄스 신호에 따라 상기 음의 전계 효과 트랜지스터를 턴온시키는 단계와, 상기 출력 라인이 그라운드 전압에서 소정의 음의 전압에까지 하강하는 하강 시간 후에 상기 음의 전계 효과 트랜지스터를 턴오프시키는 단계 중의 적어도 하나를 수행하는 구동기 회로를 포함한다.
제 1 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로에서, 양의 전계 효과 트랜지스터가 양의 펄스 신호에 따라 턴온된 후, 소정의 양의 전압으로 상승하면, 턴오프되고, 그에 따라 초음파 트랜스듀서로의 출력 전압은 상승하지만 소정의 양의 전압으로 제한된다. 다음, 초음파 트랜스듀서로의 출력 전압은 상기 그라운드 클램프 회로에 의해 그라운드 전압으로 복귀될 수 있다. 따라서, 초음파 트랜스듀서에 인가되는 양의 펄스의 전압값과 펄스 폭이 제어될 수 있다. 또한, 음의 전계 효과 트랜지스터가 음의 펄스 신호에 따라 턴온된 후, 소정의 음의 전압으로 하강하면 음의 전계 효과 트랜지스터는 턴오프되고, 따라서 초음파 트랜스듀서로의 출력 전압은 하강하지만 소정의 음의 전압으로 제한된다. 다음, 초음파 트랜스듀서로의 출력 전압은 상기 그라운드 클램프 회로에 의해 그라운드 전압으로 복귀될 수 있다. 따라서, 초음파 트랜스듀서로 인간되는 음의 펄스의 전압값과 펄스 폭은 제어될 수 있다. 초음파 트랜스듀서로의 출력 전압이 소정의 전압으로 상승하거나 소정의 전압으로 하강하면 FET가 턴오프되기 때문에, 전력 소비는 억제될 수 있다. FET를 위한 전원 전압을 전환하는 회로가 불필요하기 때문에 회로 사이즈는 감소될 수 있다.
제 2 측면에서, 본 발명은 초음파 트랜스듀서 구동 회로를 제공하며, 상기 제 1 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로 내의 상기 구동기 회로는 상기 양의 펄스 신호, 상기 음의 펄스 신호, 및 상기 출력 라인으로부터 복귀되는 귀환 전압에 기반하여 상기 양의 전계 효과 트랜지스터와 상기 음의 전계 효과 트랜지스터를 구동한다.
전술한 제 2 측면에 따른 초음파 구동 회로에서, 출력 라인으로부터 복귀되는 귀환 전압을 사용하여 제어가 수행되며, 따라서 초음파 트랜스듀서로의 출력 전압은 회로 소자에서의 변동이 발생하더라도 정확하게 제어될 수 있다.
제 3 측면에서, 본 발명은 초음파 트랜스듀서 구동 회로를 제공하며, 상기 제 2 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로 내의 구동기 회로는 상기 양의 전계 효과 트랜지스터를 구동하는 양의 구동 회로와 상기 음의 전계 효과 트랜지스터를 구동하는 음의 구동 회로를 포함한다.
제 3 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로에서, 상기 양의 구동기 회로 및 상기 음의 구동기 회로는 분리되어 있으며, 따라서 각각의 로직 회로는 구성하기가 용이하다.
제 4 측면에서, 본 발명은 초음파 트랜스듀서 구동 회로를 제공하며, 상기 제 3 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로 내의 상기 양의 구동 회로는 양의 임계치와 상기 귀환 전압을 비교하는 양의 비교기와, 상기 양의 펄스 신호와 상기 양의 비교기의 출력 전압에 기반하여 상기 양의 전계 효과 트랜지스터에 대해 구동 신호를 출력하는 양의 로직 회로를 포함한다.
제 4 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로에서, 초음파 트랜스듀서로의 양의 출력 전압은 양의 임계치를 조정함으로써 조정될 수 있다.
제 5 측면에서, 본 발명은 초음파 트랜스듀서 구동 회로를 제공하며, 상기 제 4 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로 내의 상기 양의 로직 회로는 플립 플롭 회로이다.
상기 제 5 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로에서, 출력 라인이 그라운드 전압에서 소정의 양의 전압으로 상승하게 되어 상기 양의 전계 효과 트랜지스터가 턴오프된 후, 상기 양의 전계 효과 트랜지스터의 오프 상태는 출력 라인 상의 전압이 하강하더라도 유지될 수 있다.
제 6 측면에서, 본 발명은 초음파 트랜스듀서 구동 회로를 제공하며, 상기 제 3 내지 제 5 측면 중의 임의의 것에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로 내의 상기 음의 구동 회로는 음의 임계치와 상기 귀환 전압을 비교하는 음의 비교기와, 상기 음의 펄스 신호와 상기 음의 비교기의 출력 전압에 기반하여 상기 음의 전계 효과 트랜지스터에 대해 구동 신호를 출력하는 음의 로직 회로를 포함한다.
상기 제 6 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로에서, 초음파 트랜스듀서로의 음의 출력 전압은 음의 임계치를 조정함으로써 조정될 수 있다.
제 7 측면에서, 본 발명은 초음파 트랜스듀서 구동 회로를 제공하며, 상기 제 6 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로 내의 상기 음의 로직 회로는 플립 플롭 회로이다.
상기 제 7 측면에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로에서, 상기 출력 라인이 그라운드 전압에서 소정의 음의 전압으로 하강하여 상기 음의 전계 효과 트랜지스터가 턴오프된 후, 상기 음의 전계 효과 트랜지스터의 오프 상태는 상기 출력 라인 상의 전압이 상승하더라도 유지될 수 있다.
제 8 측면에서, 본 발명은 초음파 진단 장치를 제공하며, 상기 초음파 진단 장치는 초음파 프로브와, 제 1 측면 내지 제 7 측면 중의 임의의 것에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로와, 상기 양의 펄스 신호, 상기 음의 펄스 신호, 상기 양의 임계치 및 상기 음의 임계치를 상기 초음파 트랜스듀서 구동 회로에 제공하는 펄서 수단(pulser means)과, 상기 초음파 프로브에서 획득되는 에코 신호를 수신하여 음향 빔 신호를 출력하는 수신기 수단과, 상기 음향 빔 신호에 기반하여 초음파 화상을 생성하는 화상 생성 수단과, 상기 초음파 화상을 디스플레이하는 디스플레이 수단을 포함한다.
상기 제 8 측면에 따른 초음파 진단 장치에서, 상기 제 1 내지 제 7 측면 중의 임의의 것의 초음파 트랜스듀서 구동 회로의 사용에 의해 전력 소비는 억제될 수 있고 회로 사이즈는 감소될 수 있다.
본 발명의 초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치에 의하면, 전력 소비는 억제될 수 있다. 게다가 회로 사이즈는 감소될 수 있다.
본 발명의 초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치는 초음파 진단 장치의 성능을 개선하고 그 사이즈를 감소시키는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 목적들 및 이점들은 첨부되는 도면에서 도시되는 바와 같은 바람직한 실시예의 상세할 설명으로부터 명백해질 것이다.
아래에서, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 통해 보다 상세하게 기술될 것이다. 이러한 실시예는 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지는 않는다.
[실시예1]
도 1은 실시예1에 따른 초음파 진단 장치(100)를 나타내는 구조도이다.
이러한 초음파 진단 장치(100)는, 다수의 초음파 트랜스듀서 E가 장착되며 상기 초음파 트랜스듀서로부터 피검체 내로 초음파 빔을 송신하며 상기 피검체로부터 초음파 에코를 수신하는 초음파 프로브(1)와, 상기 초음파 에코로부터 음향 빔 신호를 생성하여 출력하는 수신기 유닛(2)과, 상기 음향 빔 신호에 기반하여 초음파 화상을 생성하는 화상 생성 유닛(3)과, 상기 초음파 화상을 디스플레이하는 디스플레이 유닛(4)과, 초음파를 송신하기 위한 초음파 트랜스듀서 E를 구동하는 초음파 트랜스듀서 구동 회로(10)와, 상기 초음파 트랜스듀서 구동 회로(10)에 송신용 신호를 입력하는 펄서 유닛(5)과, 상기 초음파 진단 장치의 전체 제어를 수행하는 제어 유닛(6)과, 운영자가 상기 진단 장치를 운영하는 데 사용되는 입력 유닛(7)을 포함한다.
도 2는 실시예1에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로(10)를 나타내는 회로도이다.
초음파 트랜스듀서 구동 회로(10)는 온 상태에서 초음파 트랜스듀서 E로의 출력 라인 W 상으로 양의 전압 +HV를 출력하는 양의 FET(11P)와, 온 상태에서 출력 라인 W 상으로 음의 전압 -HV를 출력하는 음의 FET(11N)와, 상기 펄서 유닛(5)으로부터 공급되는 양의 펄스 신호 PP 및 양의 임계치 THP와 상기 출력 라인으로부터 복귀되는 귀환 전압 Vo에 기반하여 상기 양의 FET(11P)를 구동하는 양의 구동기 회로(12P)와, 상기 펄서 유닛(5)으로부터 공급되는 음의 펄스 신호 PN 및 음의 임계치 THN과 귀환 전압 Vo에 기반하여 음의 FET(11N)를 구동하는 음의 구동기 회로(12N)와, 액티브 그라운드 클램프 회로(15)를 포함한다.
양의 구동기 회로(12P)는, 상기 귀환 전압 Vo가 양의 임계치 THP보다 클 때 "H"가 되는 양의 비교 신호 LVP를 출력하고, 그렇지 않을 경우 "L"이 되는 양의 비교 신호 LVP를 출력하는 비교기(13P)와, 상기 양의 펄스 신호 PP의 "하강 에지 H에서 L로"에서 출력 Q가 "L"로 시프트하며 상기 양의 비교 신호 LVP의 "상승 에지 L에서 H로"에서 "H"로 시프트하는 플립 플롭(14P)을 포함한다.
음의 구동기 회로(12N)은, 상기 귀환 전압 Vo가 음의 임계치 THN보다 클 때 "H"가 되는 음의 비교 신호 LVN을 출력하고, 그렇지 않을 경우 "L"이 되는 음의 비교 신호 LVN을 출력하는 비교기(13N)와, 상기 음의 펄스 신호 PP의 "상승 에지 L에서 H로"에서 반전 출력 Qbar가 "H"로 시프트하며 상기 음의 비교 신호 LVN의 "하강 에지 H에서 L로"에서 "L"로 시프트하는 플립 플롭(14N)을 포함한다.
액티브 그라운드 클램프 회로(15)는 온 상태에서 출력 라인 W를 그라운드 전압으로 복귀하도록 작용하는 양의 FET(16P) 및 음의 FET(16N)를 포함한다.
도 2에 도시된 저항 R5, R6, R7 및 캐패시터 C5는 귀환 응답보다 늦은 출력 응답을 만들어 동작을 안정화시키도록 부가되지만, 이들은 만약 회로의 필수 구성요소에 의해 동작이 충분히 보장된다면 생략될 수 있다.
도 3은 초음파 트랜스듀서 E에 소정의 양의 전압을 인가하고, 그 후 그라운드 전압으로 복귀한 후 소정의 음의 전압을 인가하는 기간 동안의 타이밍 챠트이다.
양의 펄스 신호 PP가 양의 펄스 신호 PP의 하강 에지에서 "H"에서 "L"로 시프트하면, 상기 플립 플롭(14P)의 출력 Q, 즉 양의 구동 신호 DVP는 "H"에서 "L"로 시프트된다. 다음, 양의 FET(11P)의 게이트 전압은 (R1, R6, C1에 의해 결정되는)고정된 시정수에 따라 하강하며, 출력 라인 W로의 출력 전압은 고정된 시정수에 따라 그라운드 전압으로부터 상승하며, 귀환 전압 Vo도 또한 고정된 시정수에 따라 그라운드 전압으로부터 상승한다.
귀환 전압 Vo가 양의 임계치 THP로 상승하게 되면, 양의 비교 신호 LVP는 "L"에서 "H"로 시프트한다. 양의 비교 신호 LVP의 상승 에지에서, 플립 플롭(14P)의 출력 Q, 즉 양의 구동 신호 DVP는 "L"에서 "H"로 시프트한다. 다음에, 양의 FET(11P)의 게이트 전압은 (R6 및 C1에 의해 결정되는) 고정된 시정수를 따라 증가하지만, 출력 라인 W으로의 출력 전압은 실질적으로 THP·Rb/(Ra+Rb)에서 유지되는데, 그 이유는 (플로팅 캐패시터 및 R5, C5 등에 의해 결정되는) 출력 라 인 W의 시정수가 크기 때문이다. 소정의 시간이 경과한 후에, 액티브 그라운드 클램프 회로(15)는 양의 클램프 신호 CPP 및 음의 클램프 신호 CPN에 의해 출력 라인 W로부터 그라운드 전압으로 되돌아간다. 전술한 방식으로, 양의 펄스는 초음파 트랜스듀서 E에 인가되며, 펄스 전압은 양의 임계치 THP에 의해 제어되며, 펄스 폭은 양의 펄스 신호 PP 및 클램프 신호 CPP, CPN에 의해 제어된다.
다음, 음의 펄스 신호 PN이 음의 펄스 신호 PN의 상승 에지에서 "L"로부터 "H"로 시프트될 때, 플립 플롭(14P)의 반전 출력 Qbar, 즉 음의 구동 신호 DVN은 "L"에서 "H"로 시프트된다. 다음, 음의 FET(11N)의 게이트 전압은 (R2, R7, C2에 의해 결정되는) 고정된 시정수를 따라 하강하며, 출력 라인 W로의 출력 전압은 고정된 시정수에 따라 그라운드 전압으로부터 하강하며, 귀환 전압 Vo도 또한 고정된 시정수에 따라 그라운드 전압으로부터 하강한다. 귀환 전압 Vo는 음의 임계치 THN 아래로 하강하게 될 때, 음의 비교 신호 LVN은 "H"에서 "L"로 시프트된다. 음의 비교 신호 LVN의 하강 에지에서, 플립 플롭(14N)의 반전 출력 Qbar, 즉 음의 구동 신호 DVN은 "H"에서 "L"로 시프트된다. 다음, 음의 FET(11N)의 게이트 전압은 (R7 및 C2에 의해 결정되는) 고정된 시정수에 따라 상승하지만, 출력 라인 W로의 출력 전압은 실질적으로 -THN·Rb/(Ra+Rb)에서 유지되는데, 그 이유는 (플로팅 캐패시터 및 R5, C5 등에 의해 결정되는) 출력 라인 W의 시정수가 크기 때문이다. 소정의 시간이 경과한 후, 액티브 그라운드 클램프 회로(15)는 양의 클램프 신호 CPP 및 음의 클램프 신호 CPN에 의해 출력 라인 W를 그라운드 전압으로 복귀시킨다. 전술한 방식에서, 음의 펄스는 초음파 트랜스듀서 E에 인가되며, 펄 스의 전압은 음의 임계치 THN에 의해 제어되며, 펄스 폭은 음의 펄스 신호 PP 및 클램프 신호 CPP, CPN에 의해 제어된다.
도 4는 초음파 트랜스듀서 E에 양의 전압 +HV가 인가되고 그 후 음의 전압 -HV가 인가되는 기간의 타이밍 챠트이다.
그러한 경우, 양의 펄스의 펄스 폭은 양의 펄스 신호 PP 및 음의 펄스 신호 PN에 의해 제어된다.
실시예1의 초음파 트랜스듀서 구동 회로(10) 및 초음파 트랜스듀서 구동 회로(100)에 의하면, 아래의 이점을 얻을 수 있다.
(1) 초음파 트랜스듀서 E로의 출력 전압이 소정의 전압으로 상승하거나 소정의 전압 아래로 하강할 때 FET(11P) 또는 FET(11N)가 턴오프되므로 전력 소비가 억제될 수 있다.
(2) FET(11P) 및 FET(11N)에 대한 전원 전압을 전환하는 회로가 불필요하므로 회로 사이즈를 감소시킬 수 있다.
(3) 초음파 트랜스듀서 E에 인가되는 펄스의 전압은 정확히 제어될 수 있다.
[실시예2]
본 발명은, 초음파 트랜스듀서 E에 소정의 음의 전압이 인가되고 그 후 그라운드 전압으로의 귀환된 후, 소정의 양의 전압이 인가될 때, 그리고 초음파 트랜스듀서 E에 소정의 음의 전압이 인가된 후 소정의 양의 전압이 인가될 때, 실시예1과 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
본 발명의 사상과 범주 내에서 다수의 실시예들이 구성될 수 있다. 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 규정되는 것을 제외하고는 명세서에 기재되는 특정의 실시예에 국한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 1은 실시예1에 따른 초음파 진단 장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 실시예1에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로를 도시한 회로도이다.
도 3은 초음파 트랜스듀서에 소정의 양의 전압이 인가되고, 그 후 그라운드 전압으로 복귀한 후, 소정의 음의 전압이 인가되는 기간의 타이밍 챠트이다.
도 4는 초음파 트랜스듀서에 소정의 양의 전압이 인가되고 그 후 소정의 음의 전압이 인가되는 기간의 타이밍 챠트이다.

Claims (8)

  1. 초음파 트랜스듀서 구동 회로(10)에 있어서,
    온 상태에서 초음파 트랜스듀서(E)로의 출력 라인(W) 상의 양의 전압을 출력하는 양의 전계 효과 트랜지스터(11P)와,
    온 상태에서 상기 출력 라인(W) 상으로의 음의 전압을 출력하는 음의 전계 효과 트랜지스터(11N)와,
    상기 양의 전계 효과 트랜지스터(11P) 및 상기 음의 전계 효과 트랜지스터(11N)가 오프 상태에 있을 때 상기 출력 라인(W)을 그라운드 전압으로 복귀시키기 위한 그라운드 클램프 회로(15)와,
    공급되는 양의 펄스 신호에 따라 상기 양의 전계 효과 트랜지스터(11P)를 턴온시키는 단계와, 상기 출력 라인(W)이 상기 그라운드 전압에서 소정의 양의 전압에 이를 때까지 상승하는 상승 시간 후에 상기 양의 전계 효과 트랜지스터(11P)를 턴오프하는 단계와, 공급되는 음의 펄스 신호에 따라 상기 음의 전계 효과 트랜지스터를 턴온시키는 단계와, 상기 출력 라인(W)이 상기 그라운드 전압에서 소정의 음의 전압에까지 하강하는 하강 시간 후에 상기 음의 전계 효과 트랜지스터(11N)를 턴오프시키는 단계 중의 적어도 하나를 수행하는 구동기 회로(12)를 포함하는
    초음파 트랜스듀서 구동 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동기 회로(12)는 상기 양의 펄스 신호, 상기 음의 펄스 신호, 및 상기 출력 라인(W)으로부터 귀환되는 귀환 전압에 기반하여 상기 양의 전계 효과 트랜지스터(11P)와 상기 음의 전계 효과 트랜지스터(11N)를 구동하는
    초음파 트랜스듀서 구동 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동기 회로(12)는 상기 양의 전계 효과 트랜지스터(11P)를 구동하는 양의 구동 회로(12P)와 상기 음의 전계 효과 트랜지스터(11N)를 구동하는 음의 구동 회로(12N)를 포함하는
    초음파 트랜스듀서 구동 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 양의 구동 회로(12P)는 양의 임계치와 상기 귀환 전압을 비교하는 양의 비교기(13P)와, 상기 양의 펄스 신호와 상기 양의 비교기(13P)의 출력 전압에 기반하여 상기 양의 전계 효과 트랜지스터(11P)에 대해 구동 신호를 출력하는 양의 로직 회로(14P)를 포함하는
    초음파 트랜스듀서 구동 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 양의 로직 회로(14P)는 플립 플롭인
    초음파 트랜스듀서 구동 회로.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 구동 회로(12N)는 음의 임계치와 상기 귀환 전압을 비교하는 음의 비교기(13N)와, 상기 음의 펄스 신호와 상기 음의 비교기(13N)의 출력 전압에 기반하여 상기 음의 전계 효과 트랜지스터에 대해 구동 신호를 출력하는 음의 로직 회로(14N)를 포함하는
    초음파 트랜스듀서 구동 회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 음의 로직 회로(14N)는 플립 플롭인
    초음파 트랜스듀서 구동 회로.
  8. 초음파 진단 장치(100)로서,
    초음파 프로브(1)와,
    제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 회로(10)와,
    상기 양의 펄스 신호, 상기 음의 펄스 신호, 상기 양의 임계치 및 상기 음의 임계치를 상기 초음파 트랜스듀서 구동 회로(10)에 제공하는 펄서 장치(5)와,
    상기 초음파 프로브(1)에서 획득되는 에코 신호를 수신하여 음향 빔 신호를 출력하는 수신기 장치(2)와,
    상기 음향 빔 신호에 기반하여 초음파 화상을 생성하는 화상 생성 장치(3)와,
    상기 초음파 화상을 디스플레이하는 디스플레이 장치(4)를 포함하는
    초음파 진단 장치.
KR1020070093274A 2006-09-15 2007-09-13 초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치 KR20080025324A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006251437A JP4886447B2 (ja) 2006-09-15 2006-09-15 超音波振動子駆動回路および超音波診断装置
JPJP-P-2006-00251437 2006-09-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080025324A true KR20080025324A (ko) 2008-03-20

Family

ID=39187177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070093274A KR20080025324A (ko) 2006-09-15 2007-09-13 초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7855609B2 (ko)
JP (1) JP4886447B2 (ko)
KR (1) KR20080025324A (ko)
CN (1) CN101144797B (ko)
DE (1) DE102007043956A1 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4886443B2 (ja) * 2006-09-14 2012-02-29 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波振動子駆動回路および超音波診断装置
JP5237702B2 (ja) * 2008-06-11 2013-07-17 株式会社日立メディコ 超音波診断装置
US8193683B2 (en) * 2008-10-30 2012-06-05 Texas Instuments Incorporated Low power continuous wave ultrasound transmitter
WO2010055427A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-20 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Dual pulser for an ultrasonic transmitter
JP2011004998A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波振動子駆動回路及び超音波診断装置
US8749294B2 (en) * 2010-01-15 2014-06-10 Supertex, Inc. Low pin count high voltage ultrasound transmitter and method therefor
JP5184663B2 (ja) 2011-02-04 2013-04-17 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波画像表示装置用電源回路及び超音波画像表示装置
US8451155B2 (en) 2011-02-25 2013-05-28 General Electric Company Transmission circuit, ultrasonic probe and ultrasonic image display apparatus
JP5717533B2 (ja) * 2011-05-16 2015-05-13 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波振動子駆動回路及び超音波画像表示装置
US8933613B2 (en) * 2011-10-28 2015-01-13 General Electric Company Ultrasonic transducer driving ciruit and ultrasonic image display apparatus
US20130170321A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 General Electric Company Systems and methods for controlling transducer pulse transitions in ultrasound imaging
US9479162B2 (en) * 2012-11-28 2016-10-25 Analog Devices, Inc. Apparatus and methods for ultrasound probes
US9594062B2 (en) * 2014-09-29 2017-03-14 General Electric Company System and method for testing transducer elements of an acoustic probe
US9492144B1 (en) 2015-12-02 2016-11-15 Butterfly Network, Inc. Multi-level pulser and related apparatus and methods
EP3383278A4 (en) * 2015-12-02 2019-07-17 Butterfly Network, Inc. Multi-stage impulse generator and associated apparatus and method
CN106896160A (zh) * 2015-12-17 2017-06-27 中国石油天然气股份有限公司 管道防腐层补口粘接质量检测机的信号激发电路
CN106618633B (zh) * 2016-12-27 2020-06-09 飞依诺科技(苏州)有限公司 超声设备的控制方法及系统
JP6993847B2 (ja) * 2017-11-07 2022-01-14 富士フイルムヘルスケア株式会社 超音波撮像装置、超音波プローブ、および、送信装置
CN109848020A (zh) * 2019-02-18 2019-06-07 河南中医药大学 一种超声波功率源信号校准电路
CN112971847B (zh) * 2021-02-09 2022-11-25 青岛海信医疗设备股份有限公司 一种超声设备

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4056761A (en) 1975-09-11 1977-11-01 Quintron, Inc. Sonic transducer and drive circuit
JPS5916572A (ja) 1982-07-21 1984-01-27 多賀電気株式会社 超音波変換器駆動装置の駆動周波数制御方法
JPS59108542A (ja) * 1982-12-14 1984-06-23 オリンパス光学工業株式会社 超音波診断装置
JPS60158840A (ja) * 1984-01-31 1985-08-20 株式会社東芝 超音波診断装置
US4642581A (en) 1985-06-21 1987-02-10 Sono-Tek Corporation Ultrasonic transducer drive circuit
JPH07336198A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Hitachi Medical Corp パルス発生回路及びそれを用いた超音波診断装置
US6083164A (en) * 1997-06-27 2000-07-04 Siemens Medical Systems, Inc. Ultrasound front-end circuit combining the transmitter and automatic transmit/receiver switch
JP2000152930A (ja) * 1998-11-20 2000-06-06 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP3492581B2 (ja) * 2000-03-02 2004-02-03 アロカ株式会社 超音波診断装置用送信回路
US6525530B1 (en) 2000-11-28 2003-02-25 Mitutoyo Corporation Continuous sine wave driver for an inductive position transducer
JP2004358133A (ja) * 2003-06-09 2004-12-24 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波振動子駆動回路および超音波診断装置
JP2007506287A (ja) * 2003-09-22 2007-03-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 電界効果型半導体装置における容量素子の動的制御
JP4643214B2 (ja) 2004-10-01 2011-03-02 株式会社東芝 超音波プローブ及び超音波診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7855609B2 (en) 2010-12-21
JP2008068014A (ja) 2008-03-27
JP4886447B2 (ja) 2012-02-29
US20080066552A1 (en) 2008-03-20
DE102007043956A1 (de) 2008-04-30
CN101144797B (zh) 2011-03-23
CN101144797A (zh) 2008-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080025324A (ko) 초음파 트랜스듀서 구동 회로 및 초음파 진단 장치
KR20080025009A (ko) 초음파 진동자 구동 회로 및 초음파 진단 장치
US20100041997A1 (en) Ultrasonic imaging apparatus
US9455693B2 (en) Switching circuit for a transmission channel for ultrasound applications, transmission channel and process for driving a switching circuit
US20110201934A1 (en) Low voltage ultrasound system with high voltage transducers
EP1374401A2 (en) Circuit and method for controlling a dynamic, bi-directional high voltage analog switch and ultrasound examination apparatus equipped with such a circuit
US8947150B2 (en) High-voltage multi-level shifter for ultrasound applications and transmit/receive channel for ultrasound applications using said level shifter
KR100416686B1 (ko) 의료용 초음파 진단 시스템에 사용되는 집적된 고전압펄스 발생 회로
JP5717533B2 (ja) 超音波振動子駆動回路及び超音波画像表示装置
JP5410508B2 (ja) 超音波診断装置、及び送波信号発生回路
US10339914B2 (en) Transmit/receive channel for ultrasound applications
US8749294B2 (en) Low pin count high voltage ultrasound transmitter and method therefor
KR100947829B1 (ko) 초음파 진단 시스템에서 펄스폭 변조된 송신 펄스를생성하는 송신 펄스 생성 장치
JPH0385146A (ja) 超音波診断装置
JPS62240032A (ja) 超音波診断装置
JP2007244687A (ja) 超音波診断装置
JP6049342B2 (ja) 超音波診断装置
JP2010081966A (ja) 超音波診断装置
JP2009101072A (ja) 超音波振動子駆動回路及び超音波診断装置
KR102025174B1 (ko) 고전압 스위칭 회로 및 초음파 프로브
JP2014145743A (ja) 半導体スイッチ回路、超音波画像診断装置及び半導体テスタ
JP2016013226A (ja) 超音波診断装置
JP2001258889A (ja) 超音波診断装置の送信回路

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application