超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型超聲成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲成像(超聲檢查、超聲診斷學(xué))是一種基于超聲波的醫(yī)學(xué)影像學(xué)診斷技術(shù)，使肌肉和內(nèi)臟器官的大小、結(jié)構(gòu)和病理學(xué)病灶可視化。超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置，需要將幾十路甚至上百路的超聲換能器所接收到的回波信號(hào)經(jīng)過一系列的放大以及補(bǔ)償后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將采集到的多通道數(shù)據(jù)送入后端處理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及處理。
[0003]現(xiàn)有的便攜式超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置中，高壓脈沖發(fā)生電路、收發(fā)隔離選通電路、連續(xù)波(Continuous wave，簡稱CW)調(diào)配電路、Cff I/Q調(diào)理電路和數(shù)據(jù)解調(diào)電路等主要采用分立元器件搭建組成，這種電路組成會(huì)導(dǎo)致超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置使用的元器件眾多、占用體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度低等問題，影響超聲成像系統(tǒng)的小型化和便攜化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供一種超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中，超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置使用的元器件眾多、占用面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度低的問題中至少一個(gè)。
[0005]本實(shí)用新型提供一種超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置，包括:依次連接的高壓脈沖處理芯片、前端模擬處理芯片和至少一個(gè)FPGA主控單元；
[0006]所述高壓脈沖處理芯片，用于激勵(lì)超聲換能器，并對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行收發(fā)隔離和選通；
[0007]所述前端模擬處理芯片，用于對(duì)所述超聲信號(hào)進(jìn)行放大、補(bǔ)償、CW混頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字解調(diào)處理；
[0008]所述至少一個(gè)FPGA主控單元，用于控制所述高壓脈沖處理芯片產(chǎn)生高壓脈沖，并對(duì)所述前端模擬處理芯片進(jìn)行配置。
[0009]可選地，所述高壓脈沖處理芯片包括:高壓脈沖發(fā)生器和收發(fā)隔離電路；
[0010]所述高壓脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生激勵(lì)超聲換能器的高壓脈沖，以使超聲換能器產(chǎn)生回波信號(hào)；
[0011]所述收發(fā)隔離電路，用于對(duì)所述回波信號(hào)進(jìn)行收發(fā)隔離處理。
[0012]優(yōu)選地，所述至少一個(gè)FPGA主控單元通過SPI接口對(duì)所述前端模擬處理芯片進(jìn)行配置。
[0013]進(jìn)一步地，所述前端模擬處理芯片包括:低噪聲放大器、壓控增益衰減器、可編程增益控制器、可編程低通濾波器、連續(xù)波混頻器、CW I/Q調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字解調(diào)電路。
[0014]進(jìn)一步地，所述前端模擬處理芯片通過低壓差分信號(hào)高速串行數(shù)據(jù)接口將采樣數(shù)據(jù)傳入所述至少一個(gè)FPGA主控單元，所述至少一個(gè)FPGA主控單元完成數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0015]可選地，所述FPGA主控單元完成數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換，包括:
[0016]所述FPGA主控單元利用內(nèi)部1B(輸入輸出模塊)中的兩個(gè)ISERDESI資源并聯(lián)完成串并轉(zhuǎn)換。
[0017]本實(shí)用新型提供的超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置。由用于激勵(lì)超聲換能器，并對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行收發(fā)隔離和選通的高壓脈沖處理芯片，用于對(duì)所述超聲信號(hào)進(jìn)行放大、補(bǔ)償、CW混頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字解調(diào)處理的前端模擬處理芯片，及用于控制所述高壓脈沖處理芯片產(chǎn)生高壓脈沖，并對(duì)所述前端模擬處理芯片進(jìn)行配置的至少一個(gè)FPGA主控單元組成，整個(gè)超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置使用元器件種類和數(shù)量少、占用面積小、結(jié)構(gòu)簡單、集成度高，便于超聲成像系統(tǒng)的小型化和便攜化。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的另一種超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置，包括:依次連接的高壓脈沖處理芯片1、前端模擬處理芯片2和至少一個(gè)FPGA主控單元3。
[0021]其中，所述高壓脈沖處理芯片I，用于激勵(lì)超聲換能器4，并對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行收發(fā)隔離和選通;所述前端模擬處理芯片2，用于對(duì)所述超聲信號(hào)進(jìn)行放大、補(bǔ)償、CW混頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字解調(diào)處理;所述至少一個(gè)FPGA主控單元3，用于控制所述高壓脈沖處理芯片產(chǎn)生高壓脈沖，并對(duì)所述前端模擬處理芯片進(jìn)行配置。
[0022]另外，可以理解的是，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲換能器通道的切換，上述超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置中，還包括高壓切換開關(guān)5，高壓切換開關(guān)5分別與超聲換能器4和高壓脈沖處理芯片I連接。
[0023]具體的，本實(shí)用新型中，F(xiàn)PGA主控單元的數(shù)量可以根據(jù)FPGA芯片的引腳及用途確定，比如選擇一個(gè)或兩個(gè)。舉例來說，若選用兩個(gè)FPGA芯片，則可分別選用XC6VLX195T和XC6SLX150T，其中，XC6VLX195T可以用來通過SPI接口對(duì)前端模擬處理芯片進(jìn)行相應(yīng)的配置，XC6SLX150T可以用來對(duì)高壓脈沖處理芯片進(jìn)行控制，XC6VLX195T和XC6SLX150T之間通過一定數(shù)量的輸入/輸出(in/0ut，簡稱)1接口和高速(Rocket) 1接口相連接通信。
[0024]本實(shí)施例中的超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置，主要采用兩個(gè)集成芯片和FPGA主控單元，來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)超聲成像系統(tǒng)中需要大量的放大器芯片，二極管橋電路和AD芯片實(shí)現(xiàn)的功能。該裝置將用于激勵(lì)超聲換能器的激勵(lì)電路和收發(fā)隔離開關(guān)集成在一片集成芯片內(nèi)，無需額外采用分立元件搭建收發(fā)隔離電路，將對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行放大、補(bǔ)償及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的電路集成在一個(gè)芯片內(nèi)，使得超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置結(jié)構(gòu)簡單，集成度高。
[0025]實(shí)際使用時(shí)，高壓脈沖處理芯片首先在FPGA主控單元的控制下，產(chǎn)生并發(fā)射高壓脈沖，激勵(lì)超聲換能器，超聲換能器產(chǎn)生的回波信號(hào)會(huì)返回至高壓脈沖處理芯片，高壓脈沖處理芯片內(nèi)部對(duì)回波信號(hào)的收發(fā)進(jìn)行隔離處理后，傳至前端模擬處理芯片內(nèi)，前端模擬處理芯片對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行放大、補(bǔ)償及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給FFPGA主控單元，F(xiàn)PGA再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，以便后端的波束形成等后處理。
[0026]本實(shí)施例提供的超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置，由用于激勵(lì)超聲換能器，并對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行收發(fā)隔離和選通的高壓脈沖處理芯片，用于對(duì)所述超聲信號(hào)進(jìn)行放大、補(bǔ)償、CW混頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字解調(diào)處理的前端模擬處理芯片，及用于控制所述高壓脈沖處理芯片產(chǎn)生高壓脈沖，并對(duì)所述前端模擬處理芯片進(jìn)行配置的至少一個(gè)FPGA主控單元組成，整個(gè)超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置使用元器件種類和數(shù)量少、占用面積小、結(jié)構(gòu)簡單、集成度高，便于超聲成像系統(tǒng)的小型化和便攜化。
[0027]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的另一種超聲成像系統(tǒng)接收前端裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，上述圖1所示的高壓脈沖處理芯片I可以采用HDL6M5585，相應(yīng)的，至少一個(gè)FPGA主控單元13控制HDL6M5585芯片產(chǎn)生高壓脈沖。
[0028]需要說明的是，上述高壓脈沖處理