TWI750011B - 超音波驅動電路 - Google Patents
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Abstract
一種超音波驅動電路，包含超音波傳感畫素，超音波傳感畫素包含至少一超音波傳感器、第一二極體以及第二二極體。至少一超音波傳感器用以將高頻輸出訊號轉換為輸出超音波，或將音波共振轉換為高頻輸入訊號。第一二極體的第一端電性耦接至少一超音波傳感器，第一二極體的第二端用以接收直流訊號。直流訊號用以增強該高頻輸出訊號或該高頻輸入訊號。第二二極體的第一端電性耦接第一二極體的第二端，第二二極體的第二端電性耦接接收和發送電路。第二二極體用以傳送高頻輸出訊號或是高頻輸入訊號。
Description
本案係關於一種超音波驅動電路，特別係關於一種用於發送或接收高頻訊號的超音波驅動電路。
在現今的技術中，超音波驅動電路中可以是由電容式機械超音波傳感器(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer；CMUT)或是壓電式機械超音波傳感器(Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer；PMUT)所組成。其中，電容式機械超音波傳感器具有高靈敏度、頻帶寬以及高機電轉換效率、自身噪音低以及易於製造的優勢。
本揭示文件提供一種超音波驅動電路，超音波驅動電路包含超音波傳感畫素。超音波傳感畫素包含至少一超音波傳感器以及第一二極體。至少一超音波傳感器用以將高頻輸出訊號轉換為輸出超音波或將音波共振轉換為高頻輸入訊號。第一二極體的第一端電性耦接至少一超音波傳感器，第一二極體的第二端用以接收直流訊號，直流訊號用以增強高頻輸出訊號或高頻輸入訊號。
本揭示文件提供另一種超音波驅動電路，超音波驅動電路包含畫素陣列以及複數個第一二極體。超音波傳感畫素中之每一者包含超音波傳感器、複數條第一導線以及複數條第二導線。超音波傳感器用以將高頻輸出訊號轉換為輸出超音波或將音波共振轉換為高頻輸入訊號。複數條第一導線中之任一者電性耦接該些超音波傳感畫素中位於同一行的超音波傳感畫素。複數條第二導中之任一者電性耦接該些超音波傳感畫素中位於同一列的超音波傳感畫素。複數個第一二極體分別電性耦接該些第一導線，用以傳送直流訊號，其中直流訊號用以增強高頻輸出訊號或高頻輸入訊號。
本揭示文件提供再一種超音波驅動電路，超音波驅動電路包含畫素陣列。畫素陣列包含複數個超音波傳感畫素以及第一二極體，其中該些超音波傳感畫素中之每一者包含超音波傳感器，並且該超音波傳感器用以將高頻輸出訊號轉換為輸出超音波或將音波共振轉換為高頻輸入訊號。第一二極體電性耦接超音波傳感器，用以傳送直流訊號，其中直流訊號用以增強高頻輸出訊號或高頻輸入訊號。
綜上所述，本揭示文件提供的超音波驅動電路利用第一二極體傳送直流訊號。
下列係舉實施例配合所附圖示做詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。另外，圖示僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件或相似元件將以相同之符號標示來說明。
在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明除外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。
此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及／或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。
於本文中，當一元件被稱為『耦接』或『連接』時，可指『電性耦接』或『電性連接』。『耦接』或『連接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。
一般而言，電容式機械超音波傳感器(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer；CMUT)需要在直流訊號下運作，因此超音波傳感器會電性耦接用以接收直流訊號的電阻，並電性耦接用以傳送高頻交流訊號的電容。前述的直流訊號用以增強超音波傳感器的高頻交流訊號。並且，前述的電阻用以傳送直流訊號，前述的電容用以傳送高頻交流訊號並阻擋電阻傳送的直流訊號。因此，前述電阻及電容的架構可被理解為T型偏壓器(Bias Tee)。
然而，在超音波傳感畫素越來越小而密度越來越大的情形下(例如，在超音波感測器的一片超音波傳感電路中可能包含128個超音波傳感畫素)，為了傳送直流或交流訊號，而在各個對應的超音波傳感畫素裝設T型偏壓器，將會大幅增加電路面積並造成超音波驅動電路的體積增加。因此本揭示文件提供一種超音波驅動電路，可以由二極體取代前述的T型偏壓器，從而減少超音波驅動電路的體積。
請參閱第1圖，第1圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路100的示意圖。超音波驅動電路100可以是電容式機械超音波驅動電路。超音波驅動電路100包含超音波傳感畫素P1、第一二極體PD1、第二二極體PD2以及接收和發送電路TRC。超音波傳感畫素P1包含至少一個超音波傳感器110(第1圖僅繪示一個超音波傳感器110作為示例)。超音波傳感器110可以是電容式機械超音波傳感器。接收和發送電路TRC包含收發轉換開關120、發送電路TX、接收電路RX以及控制電路130。發送電路TX包含電壓放大器HVAMP(High Voltage Amplifier；HVAMP)、脈波產生器HVP(High-Voltage Pulser；HVP)以及數位類比轉換器DAC(Digital Analog Converter；DAC)。接收電路RX包含低雜訊放大器LNA(Low-Noise Amplifier；LNA)、可編程增益放大器PGA (Programmable Gain Amplifier；PGA)、低通濾波器LPF (Low Pass Fliter；LPF)以及類比數位轉換器ADC(Analog Digital Converter；ADC)。
在架構上，第一二極體PD1的第一端(例如，陰極端)電性耦接超音波傳感器110，第一二極體PD1的第二端(例如，陽極端)用以接收直流訊號V
DC，第一二極體PD1的第一端(例如，陽極端)用以接收直流訊號V
DC，第一二極體PD1用以將直流訊號V
DC傳送至超音波傳感器110。第二二極體PD2的第一端(例如，陰極端)電性耦接超音波傳感器110，第二二極體PD2的第二端(例如，陽極端)電性耦接收發轉換開關120，第二二極體PD2用以傳送高頻輸入訊號V
RFin或高頻輸出訊號V
RFout。收發轉換開關120具有第一端、第二端及第三端。收發轉換開關120的第一端電性耦接第二二極體PD2的陽極端，收發轉換開關120的第二端電性耦接發送電路TX，收發轉換開關120的第三端電性耦接接收電路RX。發送電路TX用以產生高頻輸出訊號V
RFout，接收電路RX用以接收高頻輸入訊號V
RFin。控制電路130用以控制發送電路TX以及接收電路RX。
詳細而言，在超音波傳感器110發送輸出超音波的情形中，發送電路TX透過收發轉換開關120電性連接至第二二極體PD2的陽極端，並且，發送電路TX將高頻輸出訊號V
RFout透過收發轉換開關120以及第二二極體PD2傳送至超音波傳感器110，使超音波傳感器110將高頻輸出訊號V
RFout轉換為輸出超音波。
在超音波傳感器110接收超音波共振的情形中，接收電路RX透過收發轉換開關120電性連接至第二二極體PD2的陽極端。並且，響應於超音波傳感器110發送輸出超音波，超音波傳感器110接收輸出超音波抵達物體發生折回(反射)所產生的超音波共振，並將超音波共振轉換為高頻輸入訊號V
RFin，再將高頻輸入訊號V
RFin透過第二二極體PD2、收發轉換開關120傳送至接收電路RX。
值得注意的是，在本揭示文件中的第一二極體PD1以及第二二極體PD2是由PIN二極體實施。PIN二極體由電阻值高的本質(I型)半導體所組成，並且端子間電容非常低。其中，端子間容量可視為在施加逆向偏壓至二極體時所蓄積的電荷量。因此PIN二極體在順向偏壓下，功用和電阻類似，在逆向電壓下則是類似電容器。詳細而言，在順向偏壓下，可將PIN二極體視為電阻值為0.1Ω~10Ω的電阻。在逆向偏壓下，PIN二極體的電容幾乎不隨偏壓的幅值變化，而會維持在約為0.1pF~10pF之間。也就是說，PIN二極體在逆向偏壓下可以在損耗非常低(或不會引響訊號波形)的情形傳送高頻訊號。
因此在本揭示文件中，由於第一二極體PD1是在順向偏壓下操作並用以傳送直流訊號V
DC至超音波傳感器110並過濾高頻輸入訊號V
RFin以及高頻輸出訊號V
RFout，因此可將第一二極體PD1視為電阻。另一方面，由於第二二極體PD2是在逆向偏壓下操作並用以傳送高頻輸入訊號V
RFin以及高頻輸出訊號V
RFout，並過濾直流訊號V
DC，從而避免將直流訊號V
DC傳送至發送電路TX或是接收電路RX，因此可將第二二極體PD2視為電容。並且，第一二極體PD1以及第二二極體PD2具有體積非常小的優勢，因此在超音波驅動電路100中可以減少其驅動電路的面積，從而增加超音波驅動電路100的畫素可以排列的空間，進而增加超音波驅動電路100的畫素密度。
值得一提的是，在第二二極體PD2的構成上包含P型半導體、I型半導體以及N型半導體。其中P型半導體的厚度可以是10nm，N型半導體的厚度可以是30nm。並且I型半導體的厚度可以是1000nm。假設電路上的容抗(Χ
C)為50Ω，高通截止頻率(即為第二二極體PD2在逆向偏壓下所傳送的交流訊號(例如，高頻輸入訊號V
RFin或是高頻輸出訊號V
RFout)的頻率)設為10
6赫茲。並將的電容值設定在3×10
-9法拉，並依據下列公式可以算得第二二極體PD2所需的面積。
如上述公式所示，第二二極體PD2僅需
的面積便可傳送高頻輸入訊號V
RFin或是高頻輸出訊號V
RFout，從而節省超音波驅動電路100的電路面積。
請一併參閱第2圖，第2圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路100a的電路架構的示意圖。超音波驅動電路100a包含超音波傳感畫素P1~P128。超音波傳感畫素P1~P128各自包含多個電性串連的超音波傳感器110。在同一個超音波傳感畫素P1~P128中，多個電性串連的超音波傳感器110可以增強其訊號強度。因此，第2圖中僅繪示3個超音波傳感器110作為例示超音波傳感畫素P1~P128可以包含1個超音波傳感器110或其他數量的超音波傳感器110，本案不應以此為限。並且，第2圖中的超音波傳感器110可以由第1圖中的超音波傳感器110實施。
在超音波傳感畫素P1~P128每一者之中，多個電性串連的超音波傳感器110電性耦接在接地端GND與第一二極體PD1的陰極端及第二二極體PD2的陰極端之間。超音波驅動電路100a中各個第一二極體PD1的陽極端分別用以接收直流訊號V
DC1~V
DC128，並且各個第一二極體PD1分別將直流訊號V
DC1~V
DC128傳送至對應的超音波傳感畫素P1~P128。超音波驅動電路100a中各個第二二極體PD2分別用以傳送高頻輸出訊號V
RFout1~ V
RFout128或高頻輸入訊號V
RFin1~V
RFin128。
雖然在第2圖中未繪示接收和發送電路TRC，然而超音波驅動電路100a中每一個第二二極體PD2的陽極端可以電性耦接對應的接收和發送電路TRC，接收和發送電路TRC可以包含多個收發轉換開關120、多個接收電路RX及多個發送電路TX。超音波驅動電路100a中的多個第二二極體PD2各自電性耦接多個收發轉換開關120中之對應者。多個收發轉換開關120各自電性耦接多個接收電路RX中之對應者以及多個發送電路TX中之對應者。
詳細而言，以單一個第二二極體PD2為例，第二二極體PD2的陽極端電性耦接收發轉換開關120的第一端，收發轉換開關120的第二端電性耦接發送電路TX，收發轉換開關120的第三端電性耦接接收電路RX。
發送電路TX用以提供高頻輸出訊號V
RFout，並透過收發轉換開關120將高頻輸出訊號V
RFout傳送至超音波傳感器110，使超音波傳感器110將高頻輸出訊號V
RFout轉換為輸出超音波。換言之，第二二極體PD2將高頻輸出訊號V
RFout從發送電路TX傳送至超音波傳感器110。
並且，響應於超音波傳感器110發送輸出超音波，超音波傳感器110接收輸出超音波抵達物體發生折回(反射)所產生的超音波共振，並將超音波共振轉換為高頻輸入訊號V
RFin，再將高頻輸入訊號V
RFin透過第二二極體PD2、收發轉換開關120傳送至接收電路RX。換言之，第二二極體PD2將高頻輸入訊號V
RFin從超音波傳感器110傳送至發送電路TX。並且，第一二極體PD1用以傳送直流訊號V
DC至超音波傳感器110，以增強超音波傳感器110的高頻輸入訊號V
RFin及高頻輸出訊號V
RFout。
由於第一二極體PD1以及第二二極體PD2具有體積非常小的優勢，因此在超音波驅動電路100a中可以減少其驅動電路的面積，從而增加超音波驅動電路100a的畫素可以排列的空間，進而增加超音波驅動電路100a的畫素密度。並且，超音波驅動電路100a的操作方式類似於第1圖中的超音波驅動電路100，在此不再贅述。
請參閱第3圖，第3圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路100b的電路架構的示意圖。超音波驅動電路100b包含畫素陣列A1、多工器140、多個第一二極體PD1以及多個第二二極體PD2。畫素陣列A1包含多個畫素P1、多條第二導線L2以及多條第一導線L1。每一個畫素P1包含一個超音波傳感器110。多條第二導線L2各自電性耦接位於同一列的超音波傳感畫素P1，並且同一列的超音波傳感畫素P1透過第二導線L2電性耦接多工器140。多工器140用以選擇輸出高頻輸出訊號V
RFout的超音波傳感畫素P1，並且用以選擇接收電路RX待讀取的超音波傳感畫素P1的高頻輸入訊號V
RFin。多條第一導線L1各自電性耦接位於同一行的超音波傳感畫素P1，並且多條第一導線L1分別電性耦接多個第一二極體PD1以及多個第二二極體PD2，使得位於同一行的超音波傳感畫素P1透過第一導線L1電性耦接第一二極體PD1的陰極端以及第二二極體PD2的陰極端。第一二極體PD1的陽極端用以接收直流訊號V
DC。第二二極體PD2的陽極端電性耦接收發轉換開關120，用以傳輸高頻輸出訊號V
RFout或該高頻輸入訊號V
RFin。
雖然第3圖中未繪示接收和發送電路TRC，然而超音波驅動電路100b中每一個第二二極體PD2的陽極端可以電性耦接對應的接收和發送電路TRC。接收和發送電路TRC可以包含多個收發轉換開關120、多個接收電路RX及多個發送電路TX。超音波驅動電路100b中的多個第二二極體PD2各自電性耦接多個收發轉換開關120中之對應者。多個收發轉換開關120各自電性耦接多個接收電路RX中之對應者以及多個發送電路TX中之對應者。
以單一個超音波傳感畫素P1為例，發送電路TX用以提供高頻輸出訊號V
RFout，並透過收發轉換開關120將高頻輸出訊號V
RFout傳送至超音波傳感器110，使超音波傳感器110將高頻輸出訊號V
RFout轉換為輸出超音波。換言之，第二二極體PD2將高頻輸出訊號V
RFout從發送電路TX傳送至超音波傳感器110。
並且，響應於超音波傳感器110發送輸出超音波，超音波傳感器110接收輸出超音波抵達物體發生折回(反射)所產生的超音波共振，並將超音波共振轉換為高頻輸入訊號V
RFin，再將高頻輸入訊號V
RFin透過第二二極體PD2、收發轉換開關120傳送至接收電路RX。換言之，第二二極體PD2將高頻輸入訊號V
RFin從超音波傳感器110傳送至發送電路TX。並且，第一二極體PD1用以傳送直流訊號V
DC至超音波傳感器110，以增強超音波傳感器110的高頻輸入訊號V
RFin及高頻輸出訊號V
RFout。
由於第一二極體PD1以及第二二極體PD2具有體積非常小的優勢，因此在超音波驅動電路100b中可以減少其驅動電路的面積，從而增加超音波驅動電路100b的畫素可以排列的空間，進而增加超音波驅動電路100b的畫素密度。超音波驅動電路100b的操作方式類似於第1圖中的超音波驅動電路100，在此不再贅述。
請參閱第4圖，第4圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路100c的電路架構的示意圖。超音波驅動電路100c包含畫素陣列A2、閘極驅動器150、多個第一二極體PD1以及多個第二二極體PD2。畫素陣列A2包含多個超音波傳感畫素P1、多條第二導線L2以及多條第一導線L1。每一個超音波傳感畫素P1包含一個超音波傳感器110以及電晶體T1。多條第二導線L2各自電性耦接位於同一列的超音波傳感畫素P1，並且同一列的超音波傳感畫素P1透過第二導線L2電性耦接閘極驅動器150。閘極驅動器150用以提供相應的掃描訊號至相應的超音波傳感畫素P1。
在每一個超音波傳感畫素P1中，電晶體T1的第一端(例如，汲極端)電性耦接第一導線L1，電晶體T1的第二端(例如，源極端)電性耦接超音波傳感器110，電晶體T1的閘極端電性耦接第二導線L2。
多條第一導線L1各自電性耦接位於同一行的超音波傳感畫素P1，並且第一導線L1電性耦接第一二極體PD1以及第二二極體PD2，使得位於同一行的超音波傳感畫素P1透過第一導線L1電性耦接第一二極體PD1的陰極端以及第二二極體PD2的陰極端。第一二極體PD1的陽極端用以接收直流訊號V
DC。第二二極體PD2的陽極端電性耦接收發轉換開關120，用以傳輸高頻輸出訊號V
RFout或該高頻輸入訊號V
RFin。
雖然第4圖中未繪示接收和發送電路TRC，然而超音波驅動電路100c中每一個第二二極體PD2的陽極端可以電性耦接對應的接收和發送電路TRC。接收和發送電路TRC可以包含多個收發轉換開關120、多個接收電路RX及多個發送電路TX。超音波驅動電路100c中的多個第二二極體PD2各自電性耦接多個收發轉換開關120中之對應者。多個收發轉換開關120各自電性耦接多個接收電路RX中之對應者以及多個發送電路TX中之對應者。
以單一個超音波傳感畫素P1為例，當閘極驅動電路160透過第二導線L2導通超音波傳感畫素P1中的電晶體T1，使得超音波傳感器110透過第一導線L1連接至該第一二極體PD1的陰極端以及該第二二極體PD2的陰極端時，發送電路TX用以提供高頻輸出訊號V
RFout，並透過收發轉換開關120將高頻輸出訊號V
RFout傳送至超音波傳感器110，使超音波傳感器110將高頻輸出訊號V
RFout轉換為輸出超音波。換言之，第二二極體PD2將高頻輸出訊號V
RFout從發送電路TX傳送至超音波傳感器110。
並且，響應於超音波傳感器110發送輸出超音波，超音波傳感器110接收輸出超音波抵達物體發生折回(反射)所產生的超音波共振，並將超音波共振轉換為高頻輸入訊號V
RFin，再將高頻輸入訊號V
RFin透過第二二極體PD2、收發轉換開關120傳送至接收電路RX。換言之，第二二極體PD2將高頻輸入訊號V
RFin從超音波傳感器110傳送至發送電路TX。並且，第一二極體PD1用以傳送直流訊號V
DC至超音波傳感器110，以增強超音波傳感器110的高頻輸入訊號V
RFin及高頻輸出訊號V
RFout。
由於第一二極體PD1以及第二二極體PD2具有體積非常小的優勢，因此在超音波驅動電路100c中可以減少其驅動電路的面積，從而增加超音波驅動電路100c的畫素可以排列的空間，進而增加超音波驅動電路100c的畫素密度。超音波驅動電路100c的操作方式類似於第1圖中的超音波驅動電路100，在此不再贅述。
請參閱第5圖，第5圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路100d的電路架構的示意圖。超音波驅動電路100d包含畫素陣列A3、閘極驅動器150以及多個第二二極體PD2。畫素陣列A2包含多個超音波傳感畫素P1、多條第二導線L2以及多條第一導線L1。每一個超音波傳感畫素P1包含一個超音波傳感器110、電晶體T1以及第一二極體PD1。多條第二導線L2各自電性耦接位於同一列的超音波傳感畫素P1，並且同一列的超音波傳感畫素P1透過第二導線L2電性耦接閘極驅動器150。閘極驅動器150用以提供相應的掃描訊號至相應的超音波傳感畫素P1。
在每一個超音波傳感畫素P1中，電晶體T1的第一端(例如，汲極端)電性耦接第一導線L1，電晶體T1的第二端(例如，源極端)電性耦接超音波傳感器110，電晶體T1的閘極端電性耦接第二導線L2。第一二極體PD1的陰極端電性耦接超音波傳感器110，第一二極體PD1的陽極端用以接收直流訊號V
DC。
多條第一導線L1各自電性耦接位於同一行的超音波傳感畫素P1，並且多條第一導線L1分別電性耦接多個第二二極體PD2，使得位於同一行的超音波傳感畫素P1透過第一導線L1電性耦接第二二極體PD2的陰極端。第二二極體PD2的陽極端電性耦接收發轉換開關120，用以傳輸高頻輸出訊號V
RFout或該高頻輸入訊號V
RFin。
然第5圖中未繪示接收和發送電路TRC，然而超音波驅動電路100d中每一個第二二極體PD2的陽極端可以電性耦接對應的接收和發送電路TRC。接收和發送電路TRC可以包含多個收發轉換開關120、多個接收電路RX及多個發送電路TX。超音波驅動電路100d中的多個第二二極體PD2各自電性耦接多個收發轉換開關120中之對應者。多個收發轉換開關120各自電性耦接多個接收電路RX中之對應者以及多個發送電路TX中之對應者。
以單一個超音波傳感畫素P1為例，當閘極驅動電路160透過第二導線L2導通超音波傳感畫素P1中的電晶體T1，使得超音波傳感器110透過第一導線L1連接至該第二二極體PD2的陰極端時，發送電路TX用以提供高頻輸出訊號V
RFout，並透過收發轉換開關120將高頻輸出訊號V
RFout傳送至超音波傳感器110，使超音波傳感器110將高頻輸出訊號V
RFout轉換為輸出超音波。換言之，第二二極體PD2將高頻輸出訊號V
RFout從發送電路TX傳送至超音波傳感器110。
並且，響應於超音波傳感器110發送輸出超音波，超音波傳感器110接收輸出超音波抵達物體發生折回(反射)所產生的超音波共振，並將超音波共振轉換為高頻輸入訊號V
RFin，再將高頻輸入訊號V
RFin透過第二二極體PD2、收發轉換開關120傳送至接收電路RX。換言之，第二二極體PD2將高頻輸入訊號V
RFin從超音波傳感器110傳送至發送電路TX。並且，第一二極體PD1用以傳送直流訊號V
DC至超音波傳感器110，以增強超音波傳感器110的高頻輸入訊號V
RFin及高頻輸出訊號V
RFout。
由於第一二極體PD1以及第二二極體PD2具有體積非常小的優勢，因此在超音波驅動電路100d中可以減少其驅動電路的面積，從而增加超音波驅動電路100d的畫素可以排列的空間，進而增加超音波驅動電路100d的畫素密度。超音波驅動電路100d的操作方式類似於第1圖中的超音波驅動電路100，在此不再贅述。
綜上所述，本揭示文件提供的超音波驅動電路100、100a、100b、100c以及100d在順向偏壓下操作第一二極體PD1以將第一二極體PD1作為電阻而傳送直流訊號V
DC，並可以在逆向偏壓下操作第二二極體PD2以將第二二極體PD2作為電容而傳送高頻輸出訊號V
RFout或高頻輸入訊號V
RFin。並且，由前述推倒可得知第二二極體PD2僅需0.027mm的面積便可以傳送約1MHz的高頻輸出訊號V
RFout或高頻輸入訊號V
RFin，從而大幅減少電路面積。
雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何本領域通具通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
為使本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：
100,100a,100b,100c,100d:超音波驅動電路
110:超音波傳感器
120:收發轉換開關
130:控制電路
140:多工器
150:閘極驅動器
PD1:第一二極體
PD2:第二二極體
TRC:接收和發送電路
TX:發送電路
RX:接收電路
P1~P128:超音波傳感畫素
V
RFout,V
RFout1~V
RFout128:高頻輸出訊號
V
RFin,V
RFin1~V
RFin128:高頻輸入訊號
V
DC,V
DC1~V
DC128:直流訊號
A1,A2,A3:畫素陣列
L1:第一導線
L2:第二導線
HVAMP:電壓放大器
HVP:脈波產生器
DAC:數位類比轉換器
LNA:低雜訊放大器
PGA:可編程增益放大器
LPF:低通濾波器
ADC:類比數位轉換器
GND:接地端
為使本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路的示意圖。
第2圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路的電路架構的示意圖。
第3圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路的電路架構的示意圖。
第4圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路的電路架構的示意圖。
第5圖為本揭露一實施例之超音波驅動電路的電路架構的示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100:超音波驅動電路
110:超音波傳感器
120:收發轉換開關
130:控制電路
PD1:第一二極體
PD2:第二二極體
TRC:接收和發送電路
TX:發送電路
RX:接收電路
P1:超音波傳感畫素
VRFout:高頻輸出訊號
VRFin:高頻輸入訊號
VDC:直流訊號
HVAMP:電壓放大器
HVP:脈波產生器
DAC:數位類比轉換器
LNA:低雜訊放大器
PGA:可編程增益放大器
LPF:低通濾波器
ADC:類比數位轉換器
Claims (7)
- 一種超音波驅動電路，包含：一超音波傳感畫素，包含：至少一超音波傳感器，用以將一高頻輸出訊號轉換為一輸出超音波或將一音波共振轉換為一高頻輸入訊號；一第一二極體，其第一端電性耦接該至少一超音波傳感器，其第二端用以接收一直流訊號，該直流訊號用以增強該高頻輸出訊號或該高頻輸入訊號；以及一第二二極體，其第一端電性耦接該第一二極體的第一端以及該至少一超音波傳感器，其第二端電性耦接一接收和發送電路。
- 如請求項1所述的超音波驅動電路，其中該接收和發送電路包含：一收發轉換開關，具有第一端、第二端以及第三端，其中該收發轉換開關的第一端電性耦接該第二二極體的第二端；一發送電路，電性耦接該收發轉換開關的第二端，用以提供該高頻輸出訊號至該至少一超音波傳感器；以及一接收電路，電性耦接該收發轉換開關的第三端，用以自該至少一超音波傳感器接收該高頻輸入訊號。
- 一種超音波驅動電路，包含： 一畫素陣列，包含：複數個超音波傳感畫素，其中該些超音波傳感畫素中之每一者包含一超音波傳感器，並且該超音波傳感器用以將一高頻輸出訊號轉換為一輸出超音波或將一音波共振轉換為一高頻輸入訊號；複數條第一導線，該些第一導線中之任一者電性耦接該些超音波傳感畫素中位於同一行的超音波傳感畫素；以及複數條第二導線，該些第二導線中之任一者電性耦接該些超音波傳感畫素中位於同一列的超音波傳感畫素；複數個第一二極體，分別電性耦接該些第一導線，用以傳送一直流訊號，其中該直流訊號用以增強該高頻輸出訊號或該高頻輸入訊號；以及複數個第二二極體，分別電性耦接該些第一導線以及該些第一二極體，用以傳送該高頻輸出訊號或該高頻輸入訊號。
- 如請求項3所述的超音波驅動電路，更包含：一多工器，電性耦接該些第二導線。
- 如請求項3所述的超音波驅動電路，更包含： 一閘極驅動器，電性耦接該些第二導線，用以提供相應的掃描訊號至相應的超音波傳感畫素。
- 一種超音波驅動電路，包含：一畫素陣列，包含：複數個超音波傳感畫素，其中該些超音波傳感畫素中之每一者包含：一超音波傳感器，並且該超音波傳感器用以將一高頻輸出訊號轉換為一輸出超音波或將一音波共振轉換為一高頻輸入訊號；以及一第一二極體，該超音波傳感器，用以傳送一直流訊號，其中該直流訊號用以增強該高頻輸出訊號或該高頻輸入訊號；以及複數個第二二極體，用以傳送該高頻輸出訊號或該高頻輸入訊號，其中該畫素陣列更包含複數條第一導線，該些第一導線中之任一者電性耦接該些超音波傳感畫素中位於同一行的超音波傳感畫素，並且該些第一導線分別電性耦接該些第二二極體。
- 如請求項6所述的超音波驅動電路，更包含：一閘極驅動器，用以提供相應的掃描訊號至相應的超音波傳感畫素，其中該畫素陣列更包含複數條第二導線，該些第二導線中之任一者電性耦接該些超音波傳感畫素 中位於同一列的超音波傳感畫素，並且該些第二導線電性耦接該閘極驅動器。
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-
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