一种相控阵高强聚焦超声设备的功放系统技术方案

一种相控阵高强聚焦超声设备的功放系统包括：设置在电路板上的N个功率放大器阵列，每个功率放大器阵列包括多个并排设置的功率放大器，所述功率放大器阵列中的多个功率放大器由同一个供电电源提供电能，所述功率放大器阵列中的功率放大器包括独立的输入接口和输出接口，同一功率放大器阵列中的功率放大器的输入接口和输出接口的走线平行分布，其中N为大于或等于2的自然数。本系统能够方便对单个功率放大器进行检测，并且能够有效的减少各个功率放大器的相位偏差，提高相控阵高强聚焦超声设备的精度。

A power amplifier system for phased array high intensity focused ultrasound equipment

A power amplifier system of a phased array high-intensity focused ultrasound device consists of a N power amplifier array on a circuit board, each of which includes a plurality of parallel installed power amplifiers, and the multiple power amplifiers in the power amplifier array are supplied by the same power supply, and the power amplifier is amplified. The power amplifier in the device array includes an independent input interface and an output interface. The input interface of the power amplifier in the same power amplifier array is distributed parallel to the output interface, in which the N is a natural number of greater than or equal to 2. This system can easily detect the single power amplifier, and can effectively reduce the phase deviation of each power amplifier, and improve the precision of the phased array high-intensity focused ultrasound equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵高强聚焦超声设备的功放系统
本专利技术属于高强聚焦超声领域，尤其涉及一种相控阵高强聚焦超声设备的功放系统。
技术介绍
相控阵高强聚焦超声(英文全称为：HighIntensityFocusedUltrasound,英文简称为：HIFU)技术，是通过控制平面阵列各阵元输入信号的相位和幅值而形成声场的电子聚焦，能实现聚焦焦斑的相控扫描，可用于手术治疗。相控聚焦方式利用控制信号的相位和幅值形成各阵列元声束的大范围空间聚焦，对每只超声换能器一一对应的功率放大器(功放)的设计非常关键。目前所使用的功率放大器，主要包括单模块合并应用和多路功率放大器集成化应用。其中，如图1所示，单模块合并应用是指多路功率放大器中每个功率放大器是完全单独的个体，输入输出端口以及供电电源均是独立的，由于采用独立的设备，导致多路功率放大器体积庞大，供电电源走线复杂。如图2所示，多路功率放大器集成化应用将多路功率放大器集中在一块电路板上，通过统一电源供电，可以减小功率放大器电路的体积，使供电电源走线简单。但是，多路功率放大器的输入端和输出端分别集中在一个多插针的接头上，不方便测试单路功率放大器的性能，并且多路功率放大器各输入输出端走线长短不同，导致多路功率放大器之间的相位偏差较大，影响相控阵高强聚焦超声设备的精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以解决现有技术由于多路功率放大器集成的功放不利于测试单路功放性能，并且多路功放之间相位偏差较大，影响相控阵高强聚焦超声设备的精度的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种相控阵高强聚焦超声设备的功放系统，所述功放系统包括：设置在电路板上的N个功率放大器阵列，每个功率放大器阵列包括多个并排设置的功率放大器，所述功率放大器阵列中的多个功率放大器由同一个供电电源提供电能，所述功率放大器阵列中的功率放大器包括独立的输入接口和输出接口，同一功率放大器阵列中的功率放大器的输入接口和输出接口的走线平行分布，其中N为大于或等于2的自然数。结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述电路板上的功率放大器阵列包括设置在左侧的功率放大器阵列和右侧的功率放大器阵列，和/或设置在上侧的功率放大器阵列和下侧的功率放大器阵列，其中，设置在左侧的功率放大器阵列和右侧的功率放大器阵列的接口对称分布，和/或，设置在上侧的功率放大器阵列和下侧的功率放大器阵列的接口对称分布。结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述功率放大器的输出接口分布在所述功放大器的靠近对称中心线一侧的位置。结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述功放系统包括两个功率放大器组件和两个供电电源，每个供电电源单独为一个功率放大器阵列供电，每个功率放大器阵列中包括16路功率放大器。结合第一方面、第一方面的第一种可能实现方式、第一方面的第二种可能实现方式、第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述输入端口和/或输出端口为MCX连接件，所述MCX连接件的特性阻抗为50欧姆。结合第一方面，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述功放系统还包括用于监测每个功率放大器的工作状态的状态监测电路，所述状态监测电路包括多个与所述功率放大器对应的LED状态灯。结合第一方面，在第一方面的第六种可能实现方式中，所述功放系统还包括用于监测每个功率放大器的工作状态的状态监测电路，所述状态监测电路包括多个与所述功率放大器对应的LED状态灯。结合第一方面，在第一方面的第七种可能实现方式中，所述功放系统还包括控制器和温度传感器，所述温度传感器设置在所述电路板上用于检测所述功率放大器的温度，所述控制器根据所述温度传感器采集的温度调整所述功放大器的输出功率。结合第一方面，在第一方面的第八种可能实现方式中，所述控制器根据所述温度传感器采集的温度调整所述功放大器的输出功率具体为：控制器根据预先拟合的功率放大器静态工作点随着温度的变化的曲线，以及功率放大器增益随着温度变化的拟合曲线，查找当前由温度传感器检测温度所对应的静态工作点及功率放大器增益，调整所述功率放大器的输出功率。结合第一方面的第八种可能实现方式，在第一方面的第九种可能实现方式中，所述控制器为单片机。在本专利技术中，将电路板上设置的多个功率放大器设置为两个以上的功率放大器阵列，对于同一功率放大器阵列中的功率放大器由同一供电电源供电，可以避免电源走线复杂；并且对于功率放大器阵列中的功率放大器设置独立的输入接口和输出接口，可便于对单个的功率放大器进行检测，并且同一功率放大器阵列中的功率放大器的输入接口和输出接口的走线平行分布，使得各个功率放大器的输入端和输出端走线样式和走线长度相同，从而能够有效的减少各个功率放大器的相位偏差，提高相控阵高强聚焦超声设备的精度。附图说明图1是本专利技术提供的现有技术的单路放大器的结构示意图；图2是本专利技术提供的现有技术的多路放大器集成化应用的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的相控阵高强聚焦超声设备的功放系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例的目的在于提供一种相控阵高强聚焦超声设备的功放系统，以解决现有技术中的相控阵高强聚焦超声设备中，功放系统中的多路功率放大器时，一般使用多个如图1所示的单路放大器，其输入接口、输出接口和电源均独立设计。当功放系统包括多个功率放大器时，相应的需要设置多条电源走线，导致电源走线复杂，并且多个功率放大器单独设置电源接口和输入、输出接口，使得多路功率放大器的功放系统体积庞大。通过多路放大器集成化应用设计，将多路功率放大器集中在一块电路板上，并且多路功率放大器的输入接口、输出接口分别集中在一个多插针的接头上。虽然可以有效的克服设置多个单路放大器所存在的问题，但是，由于将多个输出接口和输入接口分别集中连接，不方便测试单路功率放大器的性能，使得功率放大器的稳定性差，另外，多路放大器各输入输出端走线长短不一导致相位偏差较大。下面结合附图，对本专利技术作具体的说明。图3为本专利技术实施例提供的相控阵高强聚焦超声设备的功放系统的结构示意图，所述功放系统包括：设置在电路板上的N个功率放大器阵列，每个功率放大器阵列包括多个并排设置的功率放大器，所述功率放大器阵列中的多个功率放大器由同一个供电电源提供电能，所述功率放大器阵列中的功率放大器包括独立的输入接口和输出接口，同一功率放大器阵列中的功率放大器的输入接口和输出接口的走线平行分布，其中N为大于或等于2的自然数。具体的，所述电路板为相控阵列高强聚焦超声设备的功放系统的电路板，在所述电路板上可以设置控制信号输入/输出接口、电源接口、功率输入接口、输出接口等。其中，所述电源接口可以根据电路板上需要的供电电源的个数，设置相应的多针接插件。比如，在图3所示的当电路板上包括两个供电电源，可以通过4针或3针(共用地线针)的接插件输入外部电源。所述控制信号输入/输出接口，可以接收用于控制功率放大器的开闭状态的TTL控制信号。所述功率输入接口/输出接口可以为MCX连接件，所述MCX连接件的特性阻抗为50欧姆。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相控阵高强聚焦超声设备的功放系统，其特征在于，所述功放系统包括：设置在电路板上的N个功率放大器阵列，每个功率放大器阵列包括多个并排设置的功率放大器，所述功率放大器阵列中的多个功率放大器由同一个供电电源提供电能，所述功率放大器阵列中的功率放大器包括独立的输入接口和输出接口，同一功率放大器阵列中的功率放大器的输入接口和输出接口的走线平行分布，其中N为大于或等于2的自然数。

【技术特征摘要】
1.一种相控阵高强聚焦超声设备的功放系统，其特征在于，所述功放系统包括：设置在电路板上的N个功率放大器阵列，每个功率放大器阵列包括多个并排设置的功率放大器，所述功率放大器阵列中的多个功率放大器由同一个供电电源提供电能，所述功率放大器阵列中的功率放大器包括独立的输入接口和输出接口，同一功率放大器阵列中的功率放大器的输入接口和输出接口的走线平行分布，其中N为大于或等于2的自然数。2.根据权利要求1所述功放系统，其特征在于，所述电路板上的功率放大器阵列包括设置在左侧的功率放大器阵列和右侧的功率放大器阵列，和/或设置在上侧的功率放大器阵列和下侧的功率放大器阵列，其中，设置在左侧的功率放大器阵列和右侧的功率放大器阵列的接口对称分布，和/或，设置在上侧的功率放大器阵列和下侧的功率放大器阵列的接口对称分布。3.根据权利要求2所述功放系统，其特征在于，所述功率放大器的输出接口分布在所述功放大器的靠近对称中心线一侧的位置。4.根据权利要求2所述功放系统，其特征在于，所述功放系统包括两个功率放大器组件和两个供电电源，每个供电电源单独为一个功率放大器阵列供电，每个功率放大器阵列中包括16路功率放大器。5.根据权利要求1-4任...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟德，郑海荣，刘新，邹超，帖长军，文剑洪，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44