一种高频超声设备及射频信号处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于高频超声设备的射频信号处理装置，包括用于接收高频超声波的回波信号的高频模数转换器；与高频模数转换器连接的、用于对接收到的回波信号进行射频数字信号处理得到数字信号，并对数字信号进行视频信号转换处理，得到视频信号的数字处理器；与数字处理器连接的、用于将视频信号输出至后续电路的通用I/O接口。本实用新型专利技术直接采集高频超声波的回波信号进行数字信号处理，避免数字信号处理过程中射频特征信息丢失，保证高频超声设备内数字信号处理过程的正常实现。本实用新型专利技术还公开了一种包括上述射频信号处理装置的高频超声设备。

A high frequency ultrasonic equipment and radio frequency signal processing device

The utility model discloses a RF signal processing circuit for high frequency ultrasound equipment, including analog-to-digital converter for high frequency echo signal receiving high frequency ultrasonic; connected with a high-frequency analog-to-digital converter for echo signal received by RF digital signal processing digital signal, digital signal and video signal conversion processing. Digital video signal processor; connected with the digital processor, for universal interface of I/O video signal output to the subsequent circuit. The utility model directly collects the echo signal of the high-frequency ultrasonic wave to process the digital signal, avoiding the loss of the radio frequency characteristic information in the process of digital signal processing, and ensuring the normal realization of the digital signal processing in the high frequency ultrasonic device. The utility model also discloses a high frequency ultrasonic equipment which includes the above radio frequency signal processing device.

【技术实现步骤摘要】
一种高频超声设备及射频信号处理装置
本技术涉及高频超声
，特别是涉及一种用于高频超声设备的射频信号处理装置。本技术还涉及一种高频超声设备。
技术介绍
目前的超声设备内一般未设置数字射频处理电路，而是由模拟电路对高频超声波(高频超声波主要指的是频率在20MHz以上的超声)的回波信号(即反射回的信号)进行放大、模拟滤波、幅度检测和对数压缩等处理后，得到视频信号再进行数字采集。但是，由于模拟电路会对回波信号进行低通滤波滤除回波信号中的高频部分，且经过幅度检测后会丢失相位信息，对数压缩后又引入了非线性因素，因此导致最终采集到的数据丢失许多射频部分的特征信息，进而导致无法对采集到的数据进行相应的数字处理操作。因此，如何提供一种保证数字信号处理过程中射频特征信息的完整性的高频超声设备及射频信号处理装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于高频超声设备的射频信号处理装置，直接采集高频超声波的回波信号进行数字信号处理，避免数字信号处理过程中射频特征信息丢失，保证高频超声设备内数字信号处理过程的正常实现。本技术的另一目的是提供一种包括上述射频信号处理装置的高频超声设备。为解决上述技术问题，本技术提供了一种用于高频超声设备的射频信号处理装置，包括：用于接收高频超声波的回波信号的高频模数转换器；与所述高频模数转换器连接的、用于对接收到的所述回波信号进行射频数字信号处理得到数字信号，并对所述数字信号进行视频信号转换处理，得到视频信号的数字处理器；与所述数字处理器连接的、用于将所述视频信号输出至后续电路的通用I/O接口。优选地，所述数字处理器具体为FPGA。优选地，还包括：分别与所述数字处理器以及时间增益补偿放大器TGC连接的第一数模转换器；用于对所述第一数模转换器发送的数据进行时间增益补偿放大操作的所述时间增益补偿放大器。优选地，还包括：分别与所述数字处理器以及示波器连接的第二数模转换器。优选地，还包括：若干个分别与所述数字处理器连接的存储器。优选地，所述存储器具体为SSRAM。优选地，还包括：与所述数字处理器连接的USB接口。为解决上述技术问题，本技术还提供了一种高频超声设备，包括如以上任一项所述的射频信号处理装置。本技术提供了一种用于高频超声设备的射频信号处理装置，包括高频模数转换器、数字处理器以及通用I/O接口。高频模数转换器直接采集回波信号后即传输给数字处理器进行数字信号处理，即数字信号处理之前并未对回波信号进行低通滤波、或者视频信号转换等处理，保证了数字处理器接收到的回波信号内射频特征信息的完整性，也保证了高频超声设备内数字信号处理过程的正常实现。本技术还提供了一种包括上述射频信号处理装置的高频超声设备。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术提供的一种用于高频超声设备的射频信号处理装置的结构示意图。具体实施方式本技术的核心是提供一种用于高频超声设备的射频信号处理装置，直接采集高频超声波的回波信号进行数字信号处理，避免数字信号处理过程中射频特征信息丢失，保证高频超声设备内数字信号处理过程的正常实现。本技术的另一核心是提供一种包括上述射频信号处理装置的高频超声设备。为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术提供了一种用于高频超声设备的射频信号处理装置，包括：用于接收高频超声波的回波信号的高频模数转换器1；与高频模数转换器1连接的、用于对接收到的回波信号进行射频数字信号处理得到数字信号，并对数字信号进行视频信号转换处理，得到视频信号的数字处理器2；其中，数字处理器2接收到回波信号后，对回波信号进行基带变换，然后降低4倍的采样频率，然后再进行后续射频数字信号处理，后续射频数字信号处理基于基带信号进行。可以理解的是，由于回波信号的数据量很大，通过基带变换和降低采样频率的操作，能够有效减少数据量，提高运算效率。另外，这里的视频信号转换处理指的是幅度检测和对数压缩。并且，数字处理器2内的具体程序可根据实际需要进行定制和修改，本技术对此不作特别限定。与数字处理器2连接的、用于将视频信号输出至后续电路的通用I/O接口3(GeneralPurposeInputOutput，GPIO)。其中，由于高频超声回波信号具有宽带特性以及大动态范围的特点，因此高频超声回波信号的采集需要高频(20M～250MHz)、高分辨率(12位以上)的模数转换器实现。具体的，高频模数转换器1可以为250MHz/14bits，当然，本技术不限定高频模数转换器1的具体型号。并且，由于高频超声回波信号的数据量很大，因此，为了实现对回波信号的数字信号处理，需要采用运算量大的高速电路实现；作为优选地，数字处理器2具体为FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)，具体型号可以为5CEFA7F31C8N/480IO，当然，也可以采用其他类型的数字处理器2，只要其能够实现上述处理功能即可。作为优选地，该装置还包括：分别与数字处理器2以及时间增益补偿放大器5TGC(timegaincompensation)连接的第一数模转换器4；用于对第一数模转换器4发送的数据进行时间增益补偿放大操作的时间增益补偿放大器5。可以理解的是，由于超声发射的回声信号，会随路程的增加而逐渐衰减，而时间增益补偿是一种依据衰减程度进行不同程度的补偿的方式，在超声仪器中有斜率补偿控制及分段补偿控制两种，可以补偿在0～60dB范围，以达到衰减信号补偿的要求。作为优选地，该装置还包括：分别与数字处理器2以及示波器连接的第二数模转换器6。其中，第一数模转换器4可采用125MHz/8bit的型号，第二数模转换器6可采用275MHz/12bit的型号，可以理解的是，第一数模转换器4与时间增益补偿放大器5连接，不需要过高的采样率，因此采用采样率较低的型号可降低成本。当然，本技术不限定两个数模转换器的具体型号。作为优选地，该装置还包括：若干个分别与数字处理器2连接的存储器7。其中，存储器7具体为SSRAM(SynchronousStaticRandomAccessMemory，同步静态随机存取存储器)。存储器7的个数可以为4个。可以采用转换速率为250Msps、容量为72Mb的SSRAM，当然，本技术对此不作具体限定。可以理解的是，每片RAM都有专用接口和FPGA相连，信息可以同时在4片RAM和FPGA间吞吐，从而实现了射频图像的实时处理。当然，这里的存储器7具体采用哪种类型的RAM本技术不作限定，另外，该装置包括的存储器7的个数本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高频超声设备的射频信号处理装置，其特征在于，包括：用于接收高频超声波的回波信号的高频模数转换器；与所述高频模数转换器连接的、用于对接收到的所述回波信号进行射频数字信号处理得到数字信号，并对所述数字信号进行视频信号转换处理，得到视频信号的数字处理器；与所述数字处理器连接的、用于将所述视频信号输出至后续电路的通用I/O接口。

【技术特征摘要】
1.一种用于高频超声设备的射频信号处理装置，其特征在于，包括：用于接收高频超声波的回波信号的高频模数转换器；与所述高频模数转换器连接的、用于对接收到的所述回波信号进行射频数字信号处理得到数字信号，并对所述数字信号进行视频信号转换处理，得到视频信号的数字处理器；与所述数字处理器连接的、用于将所述视频信号输出至后续电路的通用I/O接口。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字处理器具体为FPGA。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：分别与所述数字处理器以及时间增益补偿放大器TGC连接的第一数模转...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈清凤，周峥，胡胜男，吴永亮，张荥娟，王春辉，周晓宇，郑政，
申请(专利权)人：上海瑞影医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31