專利名稱：一種有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及超聲成像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超聲成像系
統(tǒng)有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(T/R Switch)。
背景技術(shù)：
在超聲成像系統(tǒng)中，通過(guò)向壓電材料構(gòu)成超聲探頭施加一定的電壓 (VTx)，從而將電能轉(zhuǎn)換為超聲波；該超聲波在人體內(nèi)傳播時(shí)，會(huì)在體 內(nèi)組織間的不均勻面上產(chǎn)生反射，通過(guò)接收這些回波信號(hào)(Vrx)可以探 測(cè)人體內(nèi)的情況。由于發(fā)射和接收使用同一個(gè)超聲探頭，為了防止發(fā)射 的高壓損壞接收端的放大器，通常需要一個(gè)發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，來(lái) 隔離發(fā)射的高壓和接收的微弱回波信號(hào)。
如圖1所示，比較常用的T/RSwitch是由一對(duì)二極管構(gòu)成簡(jiǎn)單的鉗位 (Clamp)電路，其主要缺點(diǎn)有兩個(gè)， 一是該電路并不能有效阻斷發(fā)射 時(shí)的瞬時(shí)高壓，其泄漏部分容易造成接收端的損壞；二是微弱回波信號(hào) 通過(guò)該電路時(shí)存在一定的損耗，影響超聲圖像的質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換 開(kāi)關(guān)(Active T/R Switch),克服現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)不能 有效阻斷發(fā)射時(shí)的瞬時(shí)高壓以及回波信號(hào)存在一定損耗，影響超聲圖像 質(zhì)量的缺陷。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為 一種有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，包括依次連接的橋接模塊、鉗位 模塊和阻抗匹配模塊，所述橋接模塊隔離高壓發(fā)射脈沖，所述鉗位模塊 對(duì)所述橋接模塊的泄漏電壓迸行鉗位，所述阻抗匹配模塊阻斷回波信號(hào) 的反射。
所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其中所述橋接模塊設(shè)為二極管 橋接電路。
所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其中所述鉗位模塊設(shè)為二極管 鉗位電路。
所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其中所述阻抗匹配模塊設(shè)為阻 抗匹配網(wǎng)絡(luò)。
所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其中所述二極管橋接電路包括 第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4，還 包括第一電容C1、第二電容C2，還包括第一電阻R1、第二電阻R2， 第一二極管Dl與第二二極管D2串聯(lián)，第三二極管D3與第四二極管 D4串聯(lián)，第一二極管Dl的正極連接第三二極管D3的正極和第一電阻 Rl，第二二極管D2的負(fù)極連接第四二極管D4的負(fù)極和第二電阻R2， 第一二極管Dl的負(fù)極連接第一電容Cl，第三二極管D3的負(fù)極連接第 二電容C2。
所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其中所述二極管橋接電路還包 括第一電感L1和第二電感L2，第一電感L1接入第一電阻R1和第一二 極管Dl的正極之間，第二電感L2接入第二電阻R2和第二二極管D2 的負(fù)極之間。
所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其中所述二極管鉗位電路包括 第五二極管D5和第六二極管D6,第五二極管D5的正極連接第六二極管D6的負(fù)極，第五二極管D5的負(fù)極連接第六二極管D6的正極并接地。
所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其中所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)包括第 三電阻R3和第三電感L3，第三電阻R3和第三電感L3首尾連接并有一 共極端接地。
所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其中所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)還包括 第三電容C3，第三電容C3與第三電阻R3和第三電感L3的非接地的共極 端連接。
本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè) 置橋接模塊，隔離高壓發(fā)射脈沖，并且采用有源的工作方式，大大降低 了回波信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)時(shí)的損耗，同時(shí)在橋接模塊中設(shè)置濾波電感， 有效降低了電源噪聲，本實(shí)用新型有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè)置阻抗 匹配模塊阻斷了回波信號(hào)的反射，是發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)領(lǐng)域的一大 進(jìn)步。


本實(shí)用新型包括如下附圖
圖1為現(xiàn)有技術(shù)發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)模塊示意圖； 圖3為本實(shí)用新型有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)示意圖； 圖4為本實(shí)用新型有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電路圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明 如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，包括 依次連接的橋接模塊、鉗位模塊和阻抗匹配模塊，所述橋接模塊隔離高 壓發(fā)射脈沖，所述鉗位模塊對(duì)所述橋接模塊的泄漏電壓進(jìn)行鉗位，所述阻抗匹配模塊阻斷回波信號(hào)的反射。所述橋接模塊設(shè)為二極管橋接電 路，該電路隔離高壓發(fā)射脈沖，但通常會(huì)有幾伏的泄漏電壓，電路使用 正負(fù)雙電源供電，保證二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以能有效減少回波信號(hào) 的損耗。所述鉗位模塊設(shè)為二極管鉗位電路，該電路將從二極管橋接電 路泄漏出來(lái)的電壓鉗位至幾百毫伏，防止接收放大電路的飽和。所述阻 抗匹配模塊設(shè)為阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，為防止回波信號(hào)的反射，需要在放大器 之前增加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。如圖4所示，Cl為隔直電容，作用是讓交流回波信號(hào)通過(guò)，而阻斷 二極管橋接電路的直流偏置電流。二極管Dl、 D2、 D3、 D4構(gòu)成橋接 電路，由于高壓發(fā)射電壓會(huì)耦合到二級(jí)管橋上，所以需要選用耐高壓二 極管對(duì)。Rl、 R2為二級(jí)管橋提供直流偏置，在電源iVpower(通常為士5V) 的驅(qū)動(dòng)下，使橋接二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。由于二極管的正向?qū)妷篤p 通常為1V左右，正向?qū)娏鱅p為50mA左右，所以要求偏置電阻的 值為-
Rl=R2=(Vpower-VF)/IF
微弱的回波信號(hào)會(huì)通過(guò)導(dǎo)通的二極管到達(dá)橋的另一端，由于有電源 的驅(qū)動(dòng)，會(huì)大大降低回波信號(hào)在二極管上的損耗。但回波信號(hào)對(duì)噪聲很 敏感，特別是電源噪聲，所以在橋接電路處要增加濾波電感Ll、 L2,濾 除電源噪聲，同時(shí)也隔離發(fā)射脈沖對(duì)電源的干擾。
電容C2作用同C1一樣，為隔直電容，通過(guò)交流回波信號(hào)而隔斷橋 接電路的直流偏置。
二極管D5、 D6構(gòu)成鉗位電路。防止接收放大電路的飽和，該二極 管對(duì)應(yīng)選用正向?qū)妷狠^低的二極管，通常使通過(guò)的回波信號(hào)限制在 士300mV左右。
R3和L3組成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，匹配阻抗應(yīng)該等于信號(hào)源的內(nèi)阻，因 而電阻和電感的值隨不同的探頭而有一定的區(qū)別，通常其范圍為50歐姆至1000歐姆。
C3同樣為隔直電容，不同的是其作用是阻斷接收放大器內(nèi)部的偏置 電流。
本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和精神，可以有多種變形 方案實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，以上所述僅為本實(shí)用新型較佳可行的實(shí)施例而 已，并非因此局限本實(shí)用新型的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及 附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在于包括依次連接的橋接模塊、鉗位模塊和阻抗匹配模塊，所述橋接模塊隔離高壓發(fā)射脈沖，所述鉗位模塊對(duì)所述橋接模塊的泄漏電壓進(jìn)行鉗位，所述阻抗匹配模塊阻斷回波信號(hào)的反射。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在 于所述橋接模塊設(shè)為二極管橋接電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在 于所述鉗位模塊設(shè)為二極管鉗位電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在 于所述阻抗匹配模塊設(shè)為阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在 于所述二極管橋接電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、 第四二極管，還包括第一電容、第二電容，還包括第一電阻、第二電阻， 第一二極管與第二二極管串聯(lián)，第三二極管與第四二極管串聯(lián)，第一二 極管的正極連接第三二極管的正極和第一電阻，第二二極管的負(fù)極連接 第四二極管的負(fù)極和第二電阻，第一二極管的負(fù)極連接第一電容，第三 二極管的負(fù)極連接第二電容。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在 于所述二極管橋接電路還包括第一電感和第二電感，第一電感接入 第一電阻和第一二極管的正極之間，第二電感接入第二電阻和第二二極 管的負(fù)極之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在于所述二極管鉗位電路包括第五二極管和第六二極管，第五二極管 的正極連接第六二極管的負(fù)極，第五二極管的負(fù)極連接第六二極管的正 極并接地。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在 于所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)包括第三電阻和第三電感，第三電阻和第三電 感首尾連接并有一共極端接地。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在 于所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)還包括第三電容，第三電容與第三電阻和第三電 感的非接地的共極端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，包括依次連接的橋接模塊、鉗位模塊和阻抗匹配模塊，所述橋接模塊用于隔離高壓發(fā)射脈沖，所述鉗位模塊用于對(duì)所述橋接模塊的泄漏電壓進(jìn)行鉗位，所述阻抗匹配模塊用于阻斷回波信號(hào)的反射。本實(shí)用新型有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè)置橋接模塊，隔離高壓發(fā)射脈沖，并且采用有源的工作方式，大大降低了回波信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)時(shí)的損耗，同時(shí)在橋接模塊中設(shè)置濾波電感，有效降低了電源噪聲，本實(shí)用新型有源發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè)置阻抗匹配模塊阻斷了回波信號(hào)的反射，是發(fā)射接收模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)領(lǐng)域的一大進(jìn)步。
文檔編號(hào)A61B8/00GK201290692SQ20082021314
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者海 蘭, 李春彬, 蔣頌平, 黃嘉熙 申請(qǐng)人:深圳市藍(lán)韻實(shí)業(yè)有限公司