Многолучевой приемник ультразвука

 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в медицине и других отраслях, основанных «а ультразвуковой локации . Целью изобетения является упрощение устройства и повышение точности фазирования сигналов , принимаемых ультразвуковой матрицей. Поставленная цель достигается введением блока сумматоров 2, пирамидальным размещеадем ячеек 3. в которые дополнительно введены сумматоры 6. При приеме «патрицей 1 ультразвуковых сигналов, фазирование этих сигналов для каждого луча кадра обеспечивается педотючением соответствующих выводов многоотводных пиний задержек коммутаторами под воздействием магистрали, ца которую выдается соответстаукаций код из ПЗУ. при поступлении на вход приемнике импульсных сигналов Прием кадра и Прием луча 2 злф-лы 3 ил

Комитет Российской Федерации пе иатенз ам и товарним знакам (19) RU (и) (Я) 5 G 01 S 7 Я (Щ 8628481/22 (И) ОЗ.О1.92 (48) ЗОЛМЗ Sea йю 39-40 (76} Ельцов Владимир Николаевич; Гнитько

Ростислав Васильевич (54) 0Я0ГОЙУЧЕВОЙ ПРИЕМНИК УЯЬТРАЗВУКА (67) Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в медицине и других отраслях, основанных на ультразвуковой локации. Цепью изобетения является упрощение устройства и повышение точности фазирования сигналов. принимаемых ультразвуковой матрицей Поставленная цель достигается введением блока сумматоров 2, лирамидальньнм размещмием ячеек

3. в которье дополнительно введены сумматоры 6.

При ариев ютрицей 1 ультразвуковых сипелов, фазирование этих сигналов для каждого луча кадра обеслечиваетса подключением соответствующих выводов миогоотводных линий задержек коммутаторами под воздействием магистрали, на которую выдается соответствуквцрй «ощ из ПЗУ, при поступлении на вход приемника импульсных сигналов

Прием кадра" и Прием пуча. 2 мф-лы. 3 ип.

2002275

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано, например, в медицине и других отраслях, основанных на ультразвуковой локации, Известен линейный многолучевой приемник ультразвука, содержащий решетку электроакустических преобразователей, линии задержки, сумматоры.

В данном устройстве — недостаточная точность фазирования ультразвуковых сиг- 10 налов и ограниченное количество принимаемых лучей в.секторе сканирования.

Известен фазираванный матричный гидролокатор, выбранный в качестве прототипа, содержащий линию задержки GL в виде многозвенной LC-цепи с последова-, тельно соединенными индуктивными элементами L и параллельно установланными варакторами ЧО, точка объединения которых через высокочастотный шунтирующий 20 конденсатор С соединена с общей шиной в каждом преобразователе ТР; центральный блок управления Р, поочередно выдающий цифровые сигналы для регулирования времени задержки каждой линии DL e соот- 25 ветствии с направлением приема; цифроаналоговый преобразователь ОА выходных сигналов блока Р: блок МХ распределения, поочередно подающий выходные сигналы преобразователя DA на варакторы.

Н едост ат ком и рототипа является недостаточная точность фазиравания ультразвуковых сигналов, обусловленная наличием ..:.: ий задержек, каждая из которых обеспечивает àä,åðæ:êó сигнала на максимально возможное время, определяемое временем поступления ультразвукового сигнала на преобразователи, максимально удаленные друг от. друга в матрице фазированной антенной решетки. 40

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности фазИрования принимаемых ультразвуковых сигналов.

Для этого в устройство, содержащее 45 матрицу с 2 и преобразователями, линии задержки, объединенные попарно в ячейки, результирующий сумматор, выход которого является выходом приемника, и блок распределения, выходы которого через магист- 50 раль соединены с управляющими входами соответствующих линий задержек каждой ячейки, дополнительно в каждую ячейку введен сумматор, входы которого соединены с выходами соответствующей линии задержки, а выход является выходом ячейки, введены и входных сумматоров, входы которых соединены с выходами соответствующих преобразователей, расположенных симметрично плоскости еканирования, а выходы — с входами соответствующих ячеек первого ряда, выходы которых соединены с входами ячеек следующего ряда, выходы последнего ряда которых соединены с соответствующими входами результирующего сумматора, причем входы блока распределения соединены с управляющими входами приемника — прием кадра и прием луча.

Блок распределения содержит постоянное запоминающее устройство и счетчик, счетный вход и вход обнуления которого соединены с управляющими входами приемника прием луча и прием кадра соответственно, а выходы — с соответствующими адресными входами постоянного запоминающего устройства, выход которого является магистральным выходом блока. Линия задержки содержит параметрическую многоотводную линию задержки и коммутатор, выход и управляющие входы которого соединены соответственно с выходом и магистральными входами линии задержек, а входы коммутатора соединены с соответствующими выходами параметрической многоотводной линии задержки, вход которой соединен с входом линии задержки.

На фиг. 1-3 представлены структурные схемы устройства, блока распределения и управляемой линии задержки.

Многолучевой приемник ультразвука содержит матрицу l с 2 и элементарными преобразователями, блок 2 с и двухвходовыми аналоговыми сумматорами, ячейки 3 с двумя управляемыми линиями задержки 4, 5 и аналоговым сумматором 6, блок распределения 7, магистраль 8, управляющие входы прием кадра 9 и прием луча 10, 11 — выход приемника ультразвука. Блок распределения 7 содержит счетчик 12 и постоянное запоминающее устройство 13. Управляемые линии задержки 4. 5 содержат дискретные многовыводные линии задер>кки 14 и коммутаторы 15, Преобразователи матрицы 1, расположенные симметрично плоскости сканирования, соединены с соответствующими аналоговыми сумматорами блока 2, выходы которых соединены с входами ячеек 3 первого ряда. В первом ряду и/2 ячеек 3. Выходы ячеек 3 первого ряда соединены с входами ячеек 3 второго ряда. Во втором ряду ячеек 3 содержится в два раза меньше, чем в первом ряду. Выходы ячеек 3 второго ряда соединяются с входами ячеек 3 третьего ряда и так до тех пор, пока в ряду не останется одна ячейка 3, выход которой является выходом приемника, Магистральные входы ячеек 3 соединены с магистралью 8 и через нее с магистральным выходом блока распределения 7. Блок распределения 7 ао2002275 держит счетчик 12, вход обнуления и счетный вход которого заводятся управляющие сигналы приема кадра 9 и прием луча 10 устройства. Выходы счетчика 12 соединены с адресными входами ПЗУ 13, выходы которого соединены с магистралью 8. Управляемые линии задержки 4, 5 ячеек 3 содержат многовыводные линии задержки 14, выводы которых соединены с магистралью 8, выход коммутатора 15 является выходом управляемой линии задержки 4, 5.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на управляющий вход устройства импульсного сигнала "Прием кадра" счетчик 12 в блоке распределения 7 обнуляется и на адресные входы ПЗУ 13 поступает нулевой код. В результате на магистраль 8 выдается содержимое первой ячейки ПЗУ 13. В ПЗУ 13 находятся коды, управляющие работой коммутаторов 15 управляемых линий задержек 4. 5, благодаря чему задаются величины времен задержек сигналов, поступающих с преобразователей матрицы 1. Величины задержек в ячейках 3 каждого ряда выбираются так, чтобы обеспечить появление на выходе приемника сигнала, равного сумме сигналов со всех элементарных преобразователей матрицы

1, Так как количество лучей а кадре зафиксировано и каждый луч имеет свое напряжение, то для каждого луча определятся величины времени задержек сигналов, поступающих с элементарных преобразователей матрицы 1, Для каждого луча времена задержек эквивалентны коду, который записывается в ПЗУ 13. Выход ПЗУ 13 нагружен на магистраль 8, которая управляет работой всех коммутаторов 15 управляемых линий задержек 4, 5 ячеек 3, Следовательно, при поступлении сигнала "Прием кадра" на магистраль 8 выдается код для приема сигналов первого луча с матрицы 1. После того, как на выходе 11 приемника появится результирующий сигнал, на вход 10 приемника подается импульсный сигнал "Прием луча". который заводится на счетный вход счетчика 12 блока распределения 7. В результате этого содержимое счетчика 12 увеличивается на

"единицу" и из ПЗУ 13 на магистраль 8 выдается код для приемника сигналов второго луча, Для приема сигналов следующего луча на вход 10 приемника подается очередной сигнал "Прием луча". Таким образом, происходит прием сигналов со всех лучей кадра, Прием сигналов следующего кадра начинается после выдачи на вход 9 импульсного сигнала "Прием кадра".

Данное техническое решение по отношению к известному позволяет упростить устройство, умекьшить его габаритные размеры за счет того, что сигналы симметрично расположенных преобразователей в матрице I подаются на входные сумматоры блока

2. выходы которых соединяют с линиями задержек, в то время как у прототипа сигналы с преобразователей через усилители поступают на линии задержек, т.е. количество линий задержек равно количеству преобразователей в матрице. Следовательно, количество линий задержек в предложенном устройстве почти в два раза меньше. Кроме того. в прототипе линии задержки выбираются на максимальное время расхождения сигналов, принимаемых на наиболее удаленных друг от друга преобразователях матрицы. Такие линии задержки имеют большие габариты.

В предложенном устройстве максимальное время задержки разбито на несколько интервалов, равное количеству рядов ячеек 8, а чем меньше время задержки, тем меньше габариты линий задержек и с меньшей градацией мажносделать отводы у многоотводных линий задержек, чем меньше величина задержки между соседними выводами, тем с большей точностью можно задержать принимаемые матрицей 1 сигналы и тем самым повысить точность фазирования этих сигналов. Предложенное устройство, помимо повышения точности фазироваиия принимаемых сигналов, сокращения габаритных размеров эа счет применения входных сумматоров, уменьшает габариты устройства за счет применения линий задержек с малыми временами задержек.

В предложенном устройстве наибольшее.количество линий задержек размещено в первом ряду ячеек 3, но зато они имеют минимальную величину времени задержки (равную времени задержки сигнала между соседними преобразователями матрицы, расположенными параллельно плоскости сканирования) и минимальные габариты. В следующем ряду ячеек 3 количество линий задержек уменьшается вдвое и примерно вдвое увеличивается время задержки. В последующих рядах ячеек 3 пропорции примерно те же самые. Таким образом, в предложенном техническом решении самые габаритные линии задержки будут в последнем ряду ячеек 3, но их будет только две и они по времени задержки и габаритам меньше, чем в прототипе, в котором они имеют максимальное время задержки и габариты.

2002275 (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1040440, кл. 6 01 S 7/52, 1981, Заявка Японии М 60 45830, кл. 6 01 Я 7/52, 1985.

Составитель В. Ельцов

Техред М.Моргентал Корректор Т, Максимишинец

Редактор А. Бер

Заказ 3172

Ти раж Подписное

НПО "Поиск" .Роспатента

113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Следовательно, благодаря пирамидальному (многорядному) расположению линий задержек получаем дополнительный выигрыш в габаритных размерах устройства.

Формула изобретения

1. МНОГОЛУЧЕВОЙ ПРИЕМНИК УЛЬТРАЗВУКА, содержащий матрицу с 2п преобразователями, линии задержки. объединенные попарно в ячейки, результирующий сумматор, выход которого является выходом приемника. а йцв распределения, выходы которого через магистраль соединены с управляющими входами соответствующих линий задержки каждой ячейки, отличающийся теа, em в каждую ячейку дополнительно введен сумматор, выходы которого соединены с выходами соответствующей линии задержки. а

-выход является выходом ячейки, и в устройство введены и входных сумматоров, входы которых соединены с выходами соответствующих преобразователей, расположенных симметрично плоскости сканирования, в выходы - с входами соответствующих ячеек первого ряда. выходы которых соединены с входами ячеек следу. ющего ряда, выхеды последнего ряда кото", рых соединены с соответствующими входами результирующего сумматора, причем входы блока распределения соединены с управляющими входами приемникаприем кадра и прием луча.

Ю 2. Приемник по пЛ,: отличающийся тем, что блок распределения содержит постоянщю з&пбминающве устройство и счетчик, счетный вход и вход обнуления которого

15 соединены с управаяеир ми входами приемника - прием луча и прием кадра соотмй:твенно, а выходы --. с сожвото вующими адресными входами постоянного запоминающего устройства, выход жощрого является магистральным выходам 6локв.

3. Приемник по пЛ, отличающийся тем, что линия задержки содержит параметрическую многоотводную линию задержки и

25 коммутатор, выход и управляющие входы которого соединены соответственно с выходам и магистральными входами линии зйдержки, а аыхады коммутатора соедине" ны с соответствующими выходами пара30 метрической мнагаотэаднвй линии задержки, вход которой соединен с входом линии задержки.