一种具有６４个微波束形成器通道的微波束形成器集成电路，其可以与６４元件或者１２８元件阵列换能器一起使用。每个微波束形成器通道包括发射机、用于将发射机有选择地耦合到一个或多个换能器元件的多个连接点、耦合到发射机输出的发射／接收开关、以及包括可变延迟的接收通道。可以将连接点配置为具有耦合到换能器元件的仅一个连接点、耦合到同一个换能器元件的两个连接点、或者耦合到多个换能器元件的多个连接点。发射机还可以包括耦合到每个连接点的独立的脉冲发生器。将接收通道以１６个每组进行分组，可以将组有选择地耦合到两个通道驱动器之一，以将部分波束形成的信号提供给系统波束形成器的通道。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超声诊断成像系统的可配置的微波束形成器电路本专利技术涉及医疗诊断超声系统，并且具体涉及能够用于不同换能器阵列的可配置的微波束形成器电路。超声成像中的术语“微波束形成器”是指包括在超声探头中、执行用于探头中阵列换能器的至少一些波束形成的延迟和求和电路系统。因为探头是手持的，并且需要体积小、 重量轻，使得声谱仪操作者使用方便和舒适，所以一般以集成电路形式实现微波束形成器。 例如，见美国专利7，439，656 (Ossmann)。虽然如美国专利5，997，479 (Savord等)所说明的，微波束形成器最初设计用于采用二维换能器阵列的3D成像，但是还可以与用于2D成像的一维换能器阵列一起使用微波束形成器。见美国专利6，705，995(POland等)。可以如美国专利6，102，863 (Pflugrath等)所说明的使用微波束形成器执行探头中的所有波束形成，或者可以如美国专利5，299, 933 (Larson, III)和Mvord等的专利所说明的使用微波束形成器仅执行初始部分的波束形成、在系统主机中执行剩余的波束形成。执行波束形成的集成电路芯片不再是完全定制设计，而是正在逐渐标准化。例如， 现在提供8通道波束形成器芯片作为标准组件。这种IC的缺点是它们仅可以对芯片中的 8个通道进行延迟和求和，意味着对来自典型64元件、1 元件或者更大ID换能器阵列的信号进行波束形成必需要许多IC，并且仍必须对波束形成器芯片的输出进行组合以形成充分波束形成的信号。然而，如果在先的电路系统执行不超过8个部分波束形成求和，能够使用8通道波束形成器芯片执行最终波束形成。但是这存在这样的挑战对来自所有元件的所有信号向下处理成8个部分波束形成的求和、并且以有效且经济的、适应具有不同数目换能器元件的阵列的方式完成此处理。根据本专利技术的原理，提供了用于超声探头的波束形成器电路，其可配置用于执行对诸如64元件和1 元件换能器阵列的、具有不同规模的阵列的波束形成的发射和接收。 在下面所描述的一个示例中，可以将探头波束形成器的发射机和接收机交替地连接到不同的换能器元件。这使得可能采用孔径平移和变迹(apodization)控制以64元件阵列的全孔径和1 元件阵列的半孔径进行发射和接收。在另一个示例中，波束形成器电路能够以 64元件或者1 元件阵列的全孔径进行发射，从64元件阵列以全孔径接收和从1 元件阵列以可平移的半孔径接收。在第三示例中，为了操作具有低通道计数的最终的波束形成器 (诸如8通道波束形成器IC)，将微波束形成后的接收通道可控连接到不同通道驱动器。在附图中附图说明图1以方框图的形式说明了用于64通道阵列换能器的波束形成器，其提供了对于 8通道最终波束形成器的部分波束形成后的求和；图2以部分示意和方框图的形式说明了可以在2个换能器元件之间进行切换的第一发射机和前置放大器组合；图3说明了使用图2的多个发射机和前置放大器组合来执行利用64元件换能器阵列的发射和接收；图4说明了使用图2的多个发射机和前置放大器组合执行利用1 元件换能器阵列的发射和接收；图5说明了使用图2的多个发射机和前置放大器组合的发射孔径平移和合成孔径接收；图6以部分示意和方框图的形式说明了可以在2个换能器元件之间进行切换的第二发射机和前置放大器组合；图7说明了使用图6的多个发射机和前置放大器组合执行利用64元件换能器阵列的发射和接收；图8说明了使用图6的多个发射机和前置放大器组合执行利用1 元件换能器阵列的发射和接收；图9以方框图的形式说明了可以有选择地耦合到2个通道驱动器的多个微波束形成器接收通道；图10说明了使用图9的微波束形成器接收通道和通道驱动器将64元件换能器阵列耦合到8通道波束形成器；图11说明了使用图9的微波束形成器接收通道和通道驱动器将1 元件换能器阵列连接到8通道波束形成器。首先参考图1，以方框图的形式示出了用于64元件换能器阵列的微波束形成器布置。用表示换能器阵列12的元件1-8、29-36和57-67中每个的方框来表示64元件换能器阵列12。为了发射，通过脉冲发生器16驱动每个元件，该脉冲发生器采用所期望的脉冲或者对于该元件恰当定时的波形驱动其元件。通过脉冲发生器控制18来控制每个脉冲发生器的定时。在该示例中，存在64个脉冲发生器，其中64个换能器元件中的每个被一个脉冲发生器驱动。这种布置允许为超声发射完全使用整个64元件孔径。将通过阵列12的换能器元件接收的回波信号耦合到8个微波束形成器14，每个微波束形成器具有对从8个换能器元件接收的信号进行处理的8个通道。每个微波束形成器通道对从其换能器元件接收的回波信号进行放大和适当延迟，然后将来自8个通道的8个经放大和延迟的信号进行组合， 以形成来自8个换能器元件的部分波束形成的信号。将来自微波束形成器14的8个部分波束形成的信号耦合到系统波束形成器10的8个通道的输入。系统波束形成器的每个通道给部分波束形成的信号施加公共的(大的(bulk))延迟，并且然后对8个通道信号进行组合以形成完全波束形成的输出信号。能够以不同方式对微波束形成器和系统波束形成器进行划分。当如在前面Mvord等和Larson III专利中所述的情况下系统波束形成器在超声系统主机中并且微波束形成器在探头中时，探头电缆8将微波束形成后的信号耦合到系统主机中的系统波束形成器。当如在前述Pflugrath等的专利中所示在探头中执行所有波束形成时，由于系统波束形成器位于探头中，所以电缆8将是探头中的印刷电路板迹线或者其它导体。对于便携或者手持超声系统，后一种实现方式一般是优选的。图1的布置为换能器阵列12的每个元件提供了单独的发射机和微波束形成器通道。这样，由于能够在发射和接收期间同时并行操作所有元件，所以不存在性能折衷。但是， 本专利技术的一个目标是提供这样的微波束形成器配置，其能够与不同换能器阵列一起使用且具有可接受的折衷。参考图2，以示意和方框图的形式示出了根据本专利技术的原理构造的微波束形成器通道的发射机和前置放大器部分。在该示例中，发射机是如在同时提交的美国专利申请序列号_(Betts)中更充分描述的双电平脉冲发生器，将该专利的内容通过引用合并于此。双电平脉冲发生器观包括一个输出级110，输出级110包括产生在双极性高电压供电电平HVl+或HVl-之一上的输出脉冲的晶体管112和118。第二输出级120包括产生在双极性高电压供电电平HV2+或HV2-之一上的输出脉冲的晶体管122和128。脉冲发生器控制100选择一个输出级，并且控制所产生的脉冲极性。当不产生高电压脉冲时，包括晶体管102和104的有源拉地级(activ印ull-to-ground) 106将输出拉到地电平或者其它参考电势。两个输出电平使得能够产生不同电平的发射波形和发射变迹用于旁瓣控制。将脉冲发生器的两个输出级都耦合到开关22和M，在IC实现方式中，将开关22和M实现为半导体开关。将开关耦合到一个或多个换能器元件的连接点，在该示例中示出为接合焊盘30a 和30b。在本专利技术的集成电路实施例中，接合焊盘是在集成电路封装外部上的电触点，在电触点处可以将IC的电路接合或者电连接到外部电路或者诸如阵列换能器元件的器件。如果以诸如CMUT或者PMUT阵列的半导体形式制本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种微波束形成器集成电路，其包括用于换能器阵列的元件的多个发射机和接收通道，所述集成电路可操作用于不同规模的换能器阵列，并且微波束形成器发射和接收通道包括：发射机电路，其具有在其处产生换能器驱动信号的输出，并且可操作用于以与其它发射机电路可控定时的关系来产生所述驱动信号；多个连接点，可以通过所述连接点将所述发射机输出有选择地耦合到一个或多个换能器元件，以有选择地将换能器驱动信号耦合到所选择的换能器元件；发射／接收开关，其在回波接收期间是闭合的并且其耦合到所述连接点；以及接收通道，其包括耦合到所述发射／接收开关的可控通道延迟。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·鲁滨逊，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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