医用小型全数字B超发射接收电路设计与研究

发布时间：2017-04-02 02:15

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【摘要】： 随着计算机科学、电子技术的迅速发展,国外中高档超声诊断设备都向全数字化方向发展,但在国内对此类设备的研究水平还相对落后,大部分产品还主要依赖于进口。此外,近年来,在医院外进行的超声波检查越来越多,使超声仪器不断向小型化、便携式方向发展,体积小巧、性价比高的超声诊断设备亦成为产品市场上的热点。 本设计根据超声原理,利用3.5MHz凸阵探头及新型高集成度芯片AD9271,研制以FPGA控制的全数字超声发射接收电路。论文中介绍了超声成像的基本原理,论述了整个系统的硬件电路设计及软件控制。硬件方面详细描述了超声波的发射、接收,探头阵元的选通,收发信号的隔离,回波信号的放大、滤波、A/D转换等电路;软件方面叙述了FPGA对超声发射脉冲、探头阵元选通及AD9271的控制方法。最后经实验验证,该发射与接收装置可以获得较好的图像质量。
【关键词】：全数字超声 凸阵探头 AD9271 现场可编程门阵列(FPGA)
【学位授予单位】：中国协和医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH776
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题背景8
• 1.2 研究目的和意义8-10
• 1.3 国内外医学超声诊断技术发展概况10-14
• 1.3.1 医学超声诊断技术发展历史10-11
• 1.3.2 医学超声诊断技术发展近况11-14
• 1.3.2.1 换能器技术11
• 1.3.2.2 组织谐波成像技术11-12
• 1.3.2.3 三维成像技术12-13
• 1.3.2.4 彩色多普勒成像技术13-14
• 1.3.2.5 超声弹性成像技术14
• 1.4 主要研究内容及论文结构14-16
• 1.4.1 课题研究工作的主要内容14-15
• 1.4.2 论文的章节安排15-16
• 第二章 超声基本理论16-29
• 2.1 医学超声成像基本原理16-24
• 2.1.1 超声医学诊断的物理基础16-22
• 2.1.1.1 超声波的主要特征参数16-18
• 2.1.1.2 超声波在生物组织中的传播特性18-22
• 2.1.1.3 超声波的声场特性22
• 2.1.2 超声成像原理22-24
• 2.2 医用超声探头24-26
• 2.2.1 压电效应及超声探头24-25
• 2.2.2 压电换能器的特性25-26
• 2.3 全数字超声系统原理26-29
• 第三章 全数字超声前端硬件电路设计29-45
• 3.1 前端系统整体构成29-30
• 3.2 超声发射电路30-36
• 3.2.1 电子开关器件及场效应管驱动电路30-33
• 3.2.1.1 电子开关器件30-32
• 3.2.1.2 场效应管驱动电路32-33
• 3.2.2 超声激发基本电路33-34
• 3.2.3 调谐匹配电路34-35
• 3.2.4 发射脉冲结果35-36
• 3.3 阵元选通电路36-40
• 3.4 收发隔离电路40-41
• 3.5 回波信号通路41-45
• 第四章 前端系统的软件设计45-65
• 4.1 FPGA的简单介绍45-50
• 4.1.1 FPGA原理与资源45-47
• 4.1.2 FPGA开发流程47-50
• 4.2 FPGA芯片的选用50-51
• 4.3 发射聚焦、动态孔径的控制实现51-58
• 4.3.1 发射聚焦、动态孔径原理51-53
• 4.3.2 超声发射相关参数及延迟时间计算53-55
• 4.3.2.1 发射脉冲宽度及发射脉冲周期53-54
• 4.3.2.2 发射延迟时间计算54-55
• 4.3.3 程序设计实现55-58
• 4.4 阵元片选控制58-62
• 4.4.1 波束扫描方式58-60
• 4.4.2 阵元片选的软件实现60
• 4.4.3 片内ROM实现60-62
• 4.5 AD9271控制62-63
• 4.6 验证结果63-65
• 参考文献65-68
• 研究生期间发表论文68-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 庞勇,韩焱;超声成像方法综述[J];华北工学院测试技术学报;2001年04期

2 余薇;医学超声成像技术方法学进展[J];北京生物医学工程;2001年03期

3 张俊哲;超声成像检测技术评述[J];无损探伤;1994年02期

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本文编号：281714