迈瑞dp-9900维修手册

迈瑞dp-9900维修手册内容摘要：

全数字黑白 B 超维修手册（ ） 33 求和即可实现波束控制与动态聚焦所需的延时，延时精度等于射频采样间隔。 读地址计数器与写地址计数器的时钟频率都等于射频采样率，写地址计数器仅仅是周而复始的简单变化，但读地址计数器为了动态聚焦的需要不再有写地址那样简单的变化规律。 在每一个接 收聚焦段期间，它具有简单递增的变化规律，而在从一个接收聚焦段跳到另一个接收聚焦段时，新的延时数据装载读地址计数器，使读地址出现一次“异动”的节拍，之后又是有规律地简单递增。 在不希望高射频采样率的情况下，可以通过插值提高数字延时的精度，如图 5 所示。 当双口 RAM的数字延时方案与插值滤波器配合使用时，双口 RAM提供粗延时，而由插值滤波器把延时精度提高到 1/4或 1/8的射频采样间隔，从而为获得高精度延时提供了实际可行的途径。 A/D 双口 RAM 插值滤波器 求 和 合成波束 网 射频 写地址 读地址 内插系数 络 采样脉冲 粗延时数据 细延时数据 图 5 具有插值滤波器的波束合成器 数字信号处理 全数字 B 超数字信号处理的核心内容是包络检波。 包络检波器的输入是高采样率的射频回波，包络检波器的输出是低采样率的视频信号。 有两种包络检波器可供选择，一种是绝对值包络检波器，另一种是正交包络检波器。 绝对值包络检波器如图 6 所示。 射频信号是一个带通信号，其中心频率为载波频率。 在射频信号取绝对值之前必须把它的直流成分去除，取绝对值之后，信号频谱的能量中心位于零频、二倍载频、 四倍载频，其中的低频成分就是我们要提取的回波包络。 抽取滤波实际上是合并了两个信号处理步骤，其一是提取回波包络的低通滤波器，其二是降采样率电路，把高采样率的包络变为低采样率的包络。 射频回波 视频信号 隔直 取绝对值 抽取滤波 高采样率 低采样率 操作原理 安装 DP9900 全数字黑白 B 超维修手册（ ） 34 图 6 绝对值包络检波器 正交包络检波器如图 7 所示。 正交包络检波的关键是把实射频回波变为复射频回波，称之为正交化处理，可以通过一对正交的带通滤波器实现。 由于射频回波正交化之后即可进行降采样处理，所以这对正交的带通滤波器可以用抽取滤波器实现。 正交抽取滤波器输出两路信号，一路是复包络的实部 I，另一路是复包络的虚部 Q，它们在复信号取模电路中进行22 QI  运算即得我们要提取的回波信号包络。 实射频回波 复视频信号 实包络 正交抽取滤波器 复信号取模 高采样率 低采样率 低采样率 图 7 正交包络检波器 在上面介绍的两种包络检波器中，抽取滤波器都担当着十分重要的 角色。 抽取滤波器的抽取因子和带宽都要可编程，以匹配不同的显示深度要求，这为抽取滤波器的实现增加了难度。 抽选滤波器虽然也是一个 FIR滤波器，但一般不采用常规的 FIR滤波器结构，而是用若干个乘法累加器实现，滤波器阶数等于乘法累加器数与抽取因子的乘积。 输入信号通过一个延时链的各抽头加到各乘法累加器上，延时链上每个延时单元对信号延时的时钟周期数等于抽取因子。 乘法器的一路输入为延时的信号样本，另一路输入则是循环输入的滤波器系数。 这种滤波器结构可以充分利用抽取输出的特点，用为数不多的乘法累加器实现阶数很高的FIR滤波， 同时这种滤波器结构还便于实现滤波器阶数和滤波器系数的可编程。 探头板工作原理 探头接口板基本功能及模块划分 DP9900系统采用 128个阵元的探头 ， 48发射 /接收处理通道，图像的每条扫描线使用 128 阵元中位置不同的相邻阵元，每条扫描线最多可用到 48 个相邻阵元，所以需要有一个 128 阵元到 48 通道的切换电路，该电路根据信号处理板送达的指令，进行相应的切换，这种切换采用模拟高压开关 HV20220PJ来实现。 整个电路分两大模块： 1） 高压开关电路组与探头插座模块； 操作原理 安装 DP9900 全数字黑白 B 超维修手册（ ） 35 2） 开关控制电路模块。 探头接口板原理 原理框图如下 图一 探头接口板原理框图 高压开关电路模块说明 A、 B组高压开关电路具有完全相同的结构，该电路的主要器件是高压开关，我们选用 Supertex 公司 HV20220PJ八通道模拟高压开关，它内部的原理示意图如下： A 探头插座 A 组高压开关B 组高压开关B 探头插座I D 码读出高压开关控制与驱动A . E[ 1 2 8 .. 1 ]B . E[ 1 2 8 .. 1 ]A I D[ 7 . . 0]B I D[ 7 . . 0]P O UT [ 4 8 .. 1 ]D B [7 . . 0 ]控制信号SW1A SW1B SW2A SW2B SW3A SW3B SW4A SW4B SW5A SW5B SW6A SW6B SW7A SW7B SW8A SW8B8 位锁存器8 位移位寄存器CLLECKDIND O UT 操作原理 安装 DP9900 全数字黑白 B 超维修手册（ ） 36 图二 HV20220PJ内部的原理示意图 一位串行数据 Din在 CLK时钟同步下，进入 8位移位寄存器，并由 Dout输出，然后由 LE 锁存到锁存器中，锁存器中如果是“ 1”则相应 的开关合上，为“ 0”则断开， CL为清除信号 , “1” 清除，所有开关打开， “0” 为允许。 我们使两个 HV20220PJ的数据线串行相连，如下图： 图三 两个 HV20220PJ的数据线串行相连 有八组这样的串行结构，数据 [D1..D8]分别连接八组高压开关的 DIN， 16个 8位数据经 16个时钟 CLK依次写入 HV20220PJ 的锁存器，完成开关控制的设置，当统一的 LE信号有效时， 16*8 个开关被闭合或打开 (由数据位确定 )，根据相应的控制数据，完成128阵元到 48通道的切换。 数字 控制信号输入：来自开关控制电路。 模拟信号输出 /输入：探头插座 [128..1]、 [128..1]，相连的脉冲板插座POUT[48..1]。 ID 码读出、开关控制与驱动电路 开关控制信号来自系统中的前端控制器，考虑到驱动能力的问题，这些数字信号不 操作原理 安装 DP9900 全数字黑白 B 超维修手册（ ） 37 能直接连到高压开关 HV20220PJ上，将这些数字信号经驱动器 74HC245驱动，才能加到高压开关 HV20220PJ 上。 在这部分电路中，包括探头 ID 码读出电路，用于识别探头类型，探头 ID码来自探头插座，当无探头插入时，由于上拉电阻的作 用， 74HC245 输入为 FF， /AIDRD 负责 A探头 ID码读， /BIDRD 负责 B探头 ID码读。 脉冲板工作原理 脉冲板基本功能及模块划分 脉冲板完成超声波的高压发射脉冲的形成和对回波信号的可变增益放大处理，可分为两大模块：脉冲发射电路、回波接收放大电路。 脉冲发射电路用于高压发射脉冲的形成，可分为：数字总线信号缓冲电路、发射时序电路，发射驱动、高压脉冲输出电路。 数字总线信号缓冲电路：对所有输入输出信号进行缓冲。 发射时序电路：用于产生 48 路发射聚焦延时低压脉冲，可分为：发射 ROM 模块，MAIN_ROM模块， T_TX T_TX2模块。 发射 ROM模块：存放所有探头发射聚焦延时数据。 MAIN_ROM 模块：依系统前端控制器送达的扫描线号、焦点及探头 ID 码数据，读取存放于发射 ROM模块中的 48路发射聚焦延时数据，并送到 T_TX T_TX2模块中，每个模块送 24个发射聚焦延时数据。 T_TX T_TX2 模块：有完全相同的功能，各产生 24 路发射聚焦延时低压脉冲，脉冲延时量由各自的发射聚焦延时数据决定，脉冲形状统一由 /EMITWR 上升沿锁存的数据决定。 发射驱动、高压脉冲输出电路：将 发射时序电路产生的 48路发射聚焦延时低压脉冲，放大为可驱动换能器的高压发射脉冲信号。 回波接收放大电路又可分为：高压隔离电路、可变增益放大电路、基准电压产生电路。 高压隔离电路：隔离发射高压，以免发射高压损坏后面的可变增益放大电路，同时，回波信号能低损耗通过。 可变增益放大电路：低噪声放大器 AD604，在 VGA1信号控制下，放大换能器接收的 操作原理 安装 DP9900 全数字黑白 B 超维修手册（ ） 38 回波信号。 基准电压产生电路：为 24路 AD604工作提供基准电压。 脉冲板原理 原理框图如下 图一 脉冲板原理框图 发射时序电路说明 MAINROM（ U56）：在 /LINEWR 、 /FOCUSWR、 /IDWR上升沿，分别锁存经前端控制数据总线 DB[7..0]送达的扫描线号、发射焦点及探头 ID码数据，根据这些值计算出读取发射 ROM（ U55）的地址，并产生相应的 48路数据锁存信号，将发射 ROM中的延时聚焦数据读取到 TTX1 (U54)与 TTX2 (U53 )。 TTX TTX2设置有 24路移位寄存器（数据相同），在 /EMITWR上升沿，锁存经前端控制数据总线 DB[7..0]送达的脉冲宽度、周 期、个数的数据，先根据延时聚焦数据计算出脉冲延时量，在延时完后读移位寄存器，送出一个特定脉冲宽度、周期、个数的脉冲，该脉冲经驱动，送到发射电路，形成发射脉冲。 TTX TTX2所完成的功能完全相同， TTX1完成 1～ 24 路脉冲形成， TTX2完成 25～ 48路脉冲形成。 发射驱动、高压脉冲输出电路说明 发射时序电路送来的低压发射脉冲，经发射驱动电路，驱动高压脉冲输出电路，最终激励换能器产生聚焦发射。 高压脉冲输出发射驱动T _ TX 1T _ TX 2M A IN _ R O MROM高压隔离可变增益放大基准电压产生前端控制器至探头板至整序板数字总线信号缓冲 操作原理 安装 DP9900 全数字黑白 B 超维修手册（ ） 39 发射驱动电路选用 EL7212， EL7212最适合用作大功率 MOS管驱动。 高压脉冲输出电路 采用推挽工作方 式， 发射管是用功率 MOSFET IRFR9210，与之配对的释放管采用 TN2524。 TPU是发射时序电路产生的低压发射脉冲， TPU低电平期间，经发射驱动电路反相，IRFR9210 导通， TN2524截止； TPU高电平期间，经发射驱动电路反相， IRFR9210 截止，TN2524 导通。 回波接收放大电路说明 由 POUT[48..1]得到的超声回波信号，经高压隔离电路，对其中的发射脉冲进行隔离，将回波信号送到 AD604 的输入，在 VGA1 的控制下，进行可控增益放大，为后级整序电路提供足够的信号增益。 整序板工作原理 整序板基本功能及模块划分 整序板的输入对象是脉冲板的 48路模拟信号通道的输出 PECHO[48..1]。 整序板有两大功能：整序和压控增益放大。 整序功能是根据扫描线号的变化，实现 48路非中心对称。