驱动信号产生装置及超声系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种驱动信号产生装置及超声系统，所述驱动信号产生装置包括：第一波形信号产生单元，生成一符合第一预设条件的三角波信号；第二波形信号产生单元，生成一符合第二预设条件的比较电压信号；驱动信号产生单元，与所述第一波形信号产生单元和第二波形信号产生单元的输出端分别相连，比较所述三角波信号与所述比较电压信号的大小，获得调节脉冲信号，利用所述调节脉冲信号补偿调节待输出的驱动脉冲信号的占空比分辨率，并对所述待输出的驱动脉冲信号的最大占空比分辨率和最小占空比分辨率进行限制保护。本实用新型专利技术能够对驱动信号进行精度补偿，可以提高驱动信号的PWM占空比的分辨率，同时还具有最小占空比和最大占空比参数保护功能。

Driving signal generating device and ultrasonic system

The utility model provides a drive signal generating device and ultrasound system, the driving signal generating device includes: a first signal generating unit generates a triangular wave signal with a first preset condition; second waveform signal generation unit generates a second voltage signal is compared with the preset condition; the driving signal generating unit generates an output unit and the second waveform signal generating unit and the first signal end is connected between the triangular wave signal and the voltage signal is compared the size adjusted pulse signal, adjusting the pulse signal to be output drive compensation adjustment of the duty ratio of the pulse signal by the resolution, and the output of the the driving pulse signal maximum duty cycle resolution and minimum duty cycle resolution limit protection. The utility model can compensate the driving signal accurately, and can improve the resolution of the PWM duty ratio of the driving signal, and has the function of minimum duty cycle and maximum duty ratio parameter protection at the same time.

【技术实现步骤摘要】
驱动信号产生装置及超声系统
本技术属于超声
，涉及一种超声换能器，特别是涉及一种超声换能器的驱动信号产生装置及超声系统。
技术介绍
超声换能器是一种既可以把电能转化为声能、又可以把声能转化为电能的装置。其工作原理是依据压电材料的正逆压电效应，利用逆压电效应产生超声波，即在压电材料上加上某种特定频率的交变正弦信号，材料就会随所加信号频率变化的机械形变，继而在周围介质中产生疏密相间的机械波，如果其振动频率在超声范围，这种机械波就是超声波。接收时，利用正压电效应把来自探测物的声信号变成电信号输出。例如，超声手术系统利用了超声换能器的正逆压电效应，超声测试系统则利用了超声换能器的正逆压电效应。超声换能器是超声手术系统中产生超声振动的关键部件，也是超声测试系统中产生并接收超声的部件，其驱动电路的性能对整个超声手术系统或超声测试系统有着至关重要的作用。而现有的超声换能器的驱动信号是占空比不可调的，造成输出功率调节不便，输入电压要求高。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种驱动信号产生装置及超声系统，用于解决现有超声换能器的驱动信号占空比不可调的问题，方便调节输出功率，降低对输入电压的要求。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种超声换能器的驱动信号产生装置，所述驱动信号产生装置包括：第一波形信号产生单元，生成一符合第一预设条件的三角波信号；第二波形信号产生单元，生成一符合第二预设条件的比较电压信号；驱动信号产生单元，与所述第一波形信号产生单元和第二波形信号产生单元的输出端分别相连，比较所述三角波信号与所述比较电压信号的大小，获得调节脉冲信号，利用所述调节脉冲信号补偿调节待输出的驱动脉冲信号的占空比分辨率。于本技术的一实施例中，所述第一波形信号产生单元包括：第一比例放大器，接收一三角波源信号，并对所述三角波源信号按预设比例放大，输出放大的三角波信号；第一跟随器，与所述第一比例放大器的输出端相连，将所述放大的三角波信号进行跟随处理输出所述三角波信号。于本技术的一实施例中，所述第一比例放大器为U1C，第一跟随器为U1B；所述第一比例放大器U1C的正向输入端接收三角波信号T1，第一比例放大器U1C的反向输入端通过电阻R3接地；第一比例放大器U1C的输出端通过电阻R2接第一跟随器U1B的正向输入端，第一跟随器U1B的反向输入端通过电阻R5接第一跟随器U1B的输出端；第一跟随器U1B的输出端输出信号T3。于本技术的一实施例中，所述第二波形信号产生单元包括：调理子单元，将一脉冲宽度调制信号转换成第一直流电压信号；第二比例放大器，与所述调理子单元的输出端相连，将所述第一直流电压信号按预设比例放大为第二直流电压信号；第二跟随器，与所述第二比例放大器的输出端相连，将所述第二直流电压信号进行跟随处理输出所述比较电压信号。于本技术的一实施例中，所述调理子单元包括三极管Q1、Q2、Q3，三极管Q2的基极通过电阻R8接入PWM信号，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过电阻R12接电源电压12V，且三极管Q2的集电极通过电阻R8接三极管Q1的基极，三极管Q2的集电极通过电阻R17接三极管Q3的基极；三极管Q1的发射极输出电压V1，三极管Q1的发射极通过电阻R10接三极管Q1的基极；三极管Q3的发射极接三极管Q1的发射极，三极管Q3的集电极接地，三极管Q3的发射极通过电阻R16接三极管Q3的基极；所述第二比例放大器为U1D，U1D的正向输入端通过串联的电阻R15、R14、R13接三极管Q1的发射极；U1D的输出端通过电阻R6接U1D的反向输入端，U1D的反向输入端通过电阻R9接地；第二跟随器U1A的正向输入端通过电阻R11接U1D的输出端；第二跟随器U1A的输出端输出比较电压信号Vcmp，第二跟随器U1A的输出端通过电阻R7接第二跟随器U1A的输出端的反向输入端。于本技术的一实施例中，所述驱动信号产生单元包括：最大占空比保护子单元，比较所述三角波信号与第一预设电压信号的大小，输出第一参考电压信号作为第一占空比调节参数；最小占空比保护子单元，比较所述三角波信号与第二预设电压信号的大小，输出第二参考电压信号作为第二占空比调节参数；调节子单元，比较所述三角波信号与所述比较电压信号的大小，输出所述调节脉冲信号补偿调节所述待输出的驱动脉冲信号的占空比分辨率；逻辑补偿子单元，与所述最大占空比保护子单元，最小占空比保护子单元和调节子单元分别相连，将所述调节脉冲信号分别与所述第一参考电压信号和第二参考电压信号进行逻辑运算，对所述待输出的驱动脉冲信号的最大占空比分辨率和最小占空比分辨率进行限制保护。于本技术的一实施例中，所述最大占空比保护子单元包括比较器U2A和开关管Q6；比较器U2A的正向输入端接三角波信号，比较器U2A的反向输入端接所述比较电压信号Vcmp；比较器U2A的输出端通过电阻R35接开关管Q6的基极；所述最大占空比保护子单元包括比较器U2B和开关管Q4；比较器U2B的正向输入端接比较电压信号Vcmp2，比较器U2B的反向输入端接所述信号T3；比较器U2B的输出端通过电阻R23接开关管Q4的基极；所述最小占空比保护子单元包括比较器U2D和开关管Q5；比较器U2D的正向输入端接比较电压信号Vcmp1，比较器U2D的反向输入端接所述信号T3；比较器U2D的输出端通过电阻R30接开关管Q5的基极；所述调节子单元包括或门U3，或门U3的两个输入端分别接开关管Q5的集电极和开关管Q6的集电极；所述逻辑补偿子单元包括与门U4，与门U4的两个输入端分别接或门U3的输出端和开关管Q4的集电极；与门U4的输出端输出信号Vout_c。于本技术的一实施例中，所述驱动信号产生装置输出的驱动脉冲信号用于驱动一超声换能器。本技术还提供一种超声系统，所述超声系统包括所述的驱动信号产生装置。于本技术的一实施例中，所述超声系统为超声手术系统，包括主机、与所述主机电连接的手柄、以及安装于所述手柄前端的刀具，所述驱动信号产生装置设于所述主机内，所述手柄内设有超声换能器，所述驱动信号产生装置输出的驱动脉冲信号驱动所述超声换能器。如上所述，本技术所述的超声换能器的驱动信号产生装置及超声系统，具有以下有益效果：本技术能够对驱动信号进行精度补偿，可以提高驱动信号的PWM占空比的分辨率，同时还具有最小占空比和最大占空比参数保护功能。附图说明图1显示为本技术实施例所述的驱动信号产生装置的一种实现结构示意图。图2显示为本技术实施例所述的驱动信号产生装置的第一波形信号产生单元的一种实现结构示意图。图3显示为本技术实施例所述的驱动信号产生装置的第一波形信号产生单元的一种电路结构示意图。图4显示为本技术实施例所述的驱动信号产生装置的第二波形信号产生单元的一种实现结构示意图。图5显示为本技术实施例所述的驱动信号产生装置的第二波形信号产生单元的一种电路结构示意图。图6显示为本技术实施例所述的驱动信号产生装置的驱动信号产生单元的一种实现结构示意图。图7显示为本技术实施例所述的驱动信号产生装置的驱动信号产生单元的一种电路结构示意图。图8显示为图3、图5和图7中各信号的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动信号产生装置，其特征在于，所述驱动信号产生装置包括：第一波形信号产生单元，生成一符合第一预设条件的三角波信号；第二波形信号产生单元，生成一符合第二预设条件的比较电压信号；驱动信号产生单元，与所述第一波形信号产生单元和第二波形信号产生单元的输出端分别相连，比较所述三角波信号与所述比较电压信号的大小，获得调节脉冲信号，利用所述调节脉冲信号补偿调节待输出的驱动脉冲信号的占空比分辨率。

【技术特征摘要】
1.一种驱动信号产生装置，其特征在于，所述驱动信号产生装置包括：第一波形信号产生单元，生成一符合第一预设条件的三角波信号；第二波形信号产生单元，生成一符合第二预设条件的比较电压信号；驱动信号产生单元，与所述第一波形信号产生单元和第二波形信号产生单元的输出端分别相连，比较所述三角波信号与所述比较电压信号的大小，获得调节脉冲信号，利用所述调节脉冲信号补偿调节待输出的驱动脉冲信号的占空比分辨率。2.根据权利要求1所述的驱动信号产生装置，其特征在于：所述第一波形信号产生单元包括：第一比例放大器，接收一三角波源信号，并对所述三角波源信号按预设比例放大，输出放大的三角波信号；第一跟随器，与所述第一比例放大器的输出端相连，将所述放大的三角波信号进行跟随处理输出所述三角波信号。3.根据权利要求2所述的驱动信号产生装置，其特征在于：所述第一比例放大器为U1C，第一跟随器为U1B；所述第一比例放大器U1C的正向输入端接收三角波信号T1，第一比例放大器U1C的反向输入端通过电阻R3接地；第一比例放大器U1C的输出端通过电阻R2接第一跟随器U1B的正向输入端，第一跟随器U1B的反向输入端通过电阻R5接第一跟随器U1B的输出端；第一跟随器U1B的输出端输出信号T3。4.根据权利要求1所述的驱动信号产生装置，其特征在于：所述第二波形信号产生单元包括：调理子单元，将一脉冲宽度调制信号转换成第一直流电压信号；第二比例放大器，与所述调理子单元的输出端相连，将所述第一直流电压信号按预设比例放大为第二直流电压信号；第二跟随器，与所述第二比例放大器的输出端相连，将所述第二直流电压信号进行跟随处理输出所述比较电压信号。5.根据权利要求4所述的驱动信号产生装置，其特征在于：所述调理子单元包括三极管Q1、Q2、Q3，三极管Q2的基极通过电阻R8接入PWM信号，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过电阻R12接电源电压12V，且三极管Q2的集电极通过电阻R8接三极管Q1的基极，三极管Q2的集电极通过电阻R17接三极管Q3的基极；三极管Q1的发射极输出电压V1，三极管Q1的发射极通过电阻R10接三极管Q1的基极；三极管Q3的发射极接三极管Q1的发射极，三极管Q3的集电极接地，三极管Q3的发射极通过电阻R16接三极管Q3的基极；所述第二比例放大器为U1D，U1D的正向输入端通过串联的电阻R15、R14、R13接三极管Q1的发射极；U1D的输出端通过电阻R6接U1D的反向输入端，U1D的反向输入端通过电阻R9接地；第二跟随器U1A的正向输入端通过电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭毅军，陈建，付健，赵正，温兴东，
申请(专利权)人：重庆西山科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50