專利名稱：有源換能器探針和電路的制作方法
有源換能器探針和電路
背景技術(shù)：
換能器探針用于例如診斷聲圖描計(jì)法或“超聲波掃描術(shù)”。診斷超聲波掃描術(shù)是基于超聲的診斷成像技術(shù)，用于針對(duì)可能的病理學(xué)或損傷而可視化皮下身體結(jié)構(gòu)，皮下身體結(jié)構(gòu)包括腱、肌肉、關(guān)節(jié)、脈管和內(nèi)部器官。在懷孕期間通常使用產(chǎn)科超聲波掃描術(shù)，并且產(chǎn)科超聲波掃描術(shù)被公眾廣泛認(rèn)可。在物理學(xué)中，術(shù)語“超聲波”適用于頻率在人類聽覺的可聽范圍外的聲能(縱向機(jī)械壓縮波)。聲音的可聽范圍通常視為約20赫茲-20千赫茲。因此，超聲的頻率通常視為大于20千赫茲。超聲波掃描術(shù)使用含有一個(gè)或多個(gè)聲換能器的探針來發(fā)送聲音脈沖到材料中。無能何時(shí)聲波遇到具有不同密度的材料(聲阻抗)，聲波的部分都會(huì)被反射回探針并作為回聲被探測(cè)到。測(cè)量回聲傳播回探針?biāo)璧臅r(shí)間并將其用于計(jì)算引起回聲的組織界面的深度。結(jié)果，當(dāng)聲阻抗之間的差變得更大時(shí)，回聲也變得更大。用于醫(yī)學(xué)成像的頻率通常在1至18MHz的范圍中。較高頻率具有相應(yīng)地較小的波長(zhǎng)并能夠用于制作具有較小清晰度(detail)的聲納圖。然而，聲波的衰減在較高頻率增加，所以為了對(duì)較深組織具有更好的穿透度，經(jīng)常使用較低頻率范圍(例如，3-5MHz)?；镜某暀C(jī)構(gòu)包括換能器探針(也稱作“探針頭”)和包括CPU、換能器脈沖控制器、顯示器、存儲(chǔ)器、I/O等的“主結(jié)構(gòu)(main frame)”。發(fā)送和接收聲波的換能器探針是超聲機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件。換能器探針使用壓電效應(yīng)生成并接收聲波。更具體地，在探針中，存在一個(gè)或多個(gè)石英(壓電)晶體。當(dāng)交流電流施加于這些晶體時(shí)，它們迅速改變形狀，產(chǎn)生超聲波。相反地，當(dāng)超聲波撞擊到壓電晶體上時(shí)，它們產(chǎn)生交流電流。因此，相同晶體能夠用于發(fā)送和接收聲波。探針也具有消除背反射的聲音吸收物質(zhì)和有助于聚焦發(fā)射的聲波的聲透鏡?，F(xiàn)有技術(shù)超聲機(jī)構(gòu)10示例于圖1中，并包括探針(“探針頭”)12、主結(jié)構(gòu)14和將探針12連接至主結(jié)構(gòu)(frame) 14的電纜16。探針12包括壓電換能器18。主結(jié)構(gòu)14包括 “脈沖源”發(fā)送器20和接收器22。電纜經(jīng)常包括100-200根絕緣導(dǎo)線以支持超聲探針的各通道并承載功率、地和其它信號(hào)。通道專用的每根導(dǎo)線能夠承載來自發(fā)送器20的高電壓傳輸信號(hào)(HVTX脈沖(burst))和接收器22接收的低電壓接收信號(hào)(LV BX脈沖或“回聲”)。 HV TX脈沖典型地為峰-峰間200伏，而LV RX脈沖典型地不超過士300毫伏。來自各通道的信號(hào)由主結(jié)構(gòu)處理以產(chǎn)生超聲圖像?，F(xiàn)有技術(shù)的商用探針，諸如探針12，通常是無源的，即放大典型地僅在主結(jié)構(gòu)14 中執(zhí)行。此外，探針12典型地不與電纜16阻抗匹配。大多數(shù)探針的阻抗為300-500 Ω，而電纜的阻抗為約75 Ω。這導(dǎo)致LV RX信號(hào)的高的衰減量、高的信-噪比(SNR)和信號(hào)反射問題。由于各種原因，放大不用于商用超聲探針。其一為，來自主結(jié)構(gòu)發(fā)送器的高電壓脈沖對(duì)諸如運(yùn)算放大器的精細(xì)的半導(dǎo)體裝置能夠有非常大的損傷。其另一為，在探針頭中存在嚴(yán)格的空間和功率限制。即，因?yàn)樘结槺晃粘植⒈话磯嚎恐つw，所以它們不能制造得太大，而且它們也不能生成太多的熱。電子電路的大小和熱生成與這些需求相反。還有，具有放大的任何探針將必須保持與標(biāo)準(zhǔn)超聲結(jié)構(gòu)兼容，使得設(shè)計(jì)選擇復(fù)雜。在閱讀 了以下描述并研究了附圖的數(shù)個(gè)圖后，現(xiàn)有技術(shù)的這些和其它限制對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。

發(fā)明內(nèi)容
在范例實(shí)施例中，一種雙向多通道電路包括第一多個(gè)通道端口 ；第二多個(gè)通道端口 ；以及通道電路，將所述第一多個(gè)通道端口耦合至所述第二多個(gè)通道端口，以提供多個(gè)有源通道。在此范例中，每個(gè)有源通道包括a)放大器，具有輸入端和輸出端；b)放大器輸出端保護(hù)器，包括將所述放大器的所述輸出端耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的通道端口的固態(tài)開關(guān)，所述固態(tài)開關(guān)具有斷開位置和閉合位置；以及C)控制器，耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的所述通道端口并耦合至所述放大器輸出端保護(hù)器。由此，所述控制器用于控制所述放大器輸出端保護(hù)器的所述固態(tài)開關(guān)。在另一范例實(shí)施例中，一種用于雙向信號(hào)傳播的方法，包括a)感測(cè)第一端口的第一信號(hào)的電壓電平；b)在所述第一信號(hào)的所述電壓電平大于閾值電壓時(shí)，利用固態(tài)開關(guān)將所述第一端口耦合至放大器的輸出端，由此，施加于耦合至所述放大器的輸入端的第二端口的第二信號(hào)沿第一方向從所述第二端口傳播至所述第一端口 ；以及c)在所述第一信號(hào)的所述電壓電平大于所述閾值電壓時(shí)，繞過(bypassing)所述放大器，使得所述第一信號(hào)沿第二方向從所述第一端口傳播至所述第二端口。在再一范例實(shí)施例中，一種有源超聲探針，包括外殼；和設(shè)置于所述外殼內(nèi)的多通道換能器和雙向多通道電路。在此范例中，所述雙向多通道電路包括(a)第一多個(gè)通道端口 ； (b)第二多個(gè)通道端口，耦合至所述多通道換能器；以及(c)通道電路，將所述第一多個(gè)通道端口耦合至所述第二多個(gè)通道端口，以提供多個(gè)有源通道。在此范例中，每個(gè)有源通道包括i)放大器，具有輸出端和耦合至所述第二多個(gè)通道端口中的一個(gè)端口的輸入端； )放大器輸出端保護(hù)器，包括將所述放大器的所述輸出端耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的通道端口的固態(tài)開關(guān)，所述固態(tài)開關(guān)具有斷開位置和閉合位置；以及iii)控制器，耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的所述通道端口并耦合至所述放大器輸出端保護(hù)器。在實(shí)施例中，探針頭設(shè)置有提高了 SNR的高電壓保護(hù)放大器。在實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了探針頭與傳輸電纜之間的阻抗匹配，減小了衰減和反射。在實(shí)施例中，有源探針頭與標(biāo)準(zhǔn)探針兼容，使得其能夠與標(biāo)準(zhǔn)超聲機(jī)構(gòu)一起使用。在閱讀以下描述并研究附圖的數(shù)個(gè)圖之后，于此公開的這些和其它實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和其它特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。


現(xiàn)在將參照附圖描述數(shù)個(gè)范例實(shí)施例，其中，類似的部件提供有類似的參考數(shù)字。 范例實(shí)施例意在示例本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明。附圖包括以下圖圖1描繪典型的現(xiàn)有技術(shù)超聲機(jī)構(gòu)；圖2是范例換能器探針的框圖；圖3是圖2的換能器探針的范例控制電路的示意圖4是示例圖3的范例控制電路的操作的圖示；圖5示例范例超聲機(jī)構(gòu)的探針、電纜以及主結(jié)構(gòu)的阻抗匹配；

圖6是另一范例雙向通道電路的框圖；圖7是另一范例雙向通道電路的框圖；圖8是范例自復(fù)位電路斷路器的示意圖；圖9是另一范例自復(fù)位電路斷路器的示意圖；圖10是具有范例換能器探針的超聲機(jī)構(gòu)的框圖，該換能器探針具有VGA和高電壓保護(hù)；以及圖11是示例用于圖10的VGA的控制過程的圖示。
具體實(shí)施例方式關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)描述圖1。圖2示例與現(xiàn)有技術(shù)超聲機(jī)構(gòu)兼容的換能器探針24，超聲機(jī)構(gòu)諸如是圖1中描繪的超聲機(jī)構(gòu)。探針24包括這里標(biāo)注為“通道0”至“通道η”的若干通道電路26。通道0以框圖形式示出，應(yīng)當(dāng)理解，其它通道電路可以具有類似設(shè)計(jì)。探針 24可以包括許多通道，例如對(duì)于非限制性范例為100-200通道。在此范例中，多通道電路包括第一多個(gè)通道端口 28、第二多個(gè)通道端口 30、以及通道電路26。在范例中，每個(gè)通道電路包括具有輸入端34和輸出端36的放大器32。通道電路26還包括放大器輸出端保護(hù)器38，該放大器輸出端保護(hù)器38包括固態(tài)開關(guān)40 (例如， 一個(gè)或多個(gè)晶體管)，該固態(tài)開關(guān)40將放大器32的輸出端36耦合至第一多個(gè)通道端口 28 的通道端口 28a。固態(tài)開關(guān)40具有“斷開”位置和“閉合”位置，在“斷開”位置其電阻非常高，在“閉合”位置其電阻非常低。通道電路26還包括通過控制線C耦合到通道端口 28a和輸出端保護(hù)器38的控制器42，以控制固態(tài)開關(guān)40。在范例實(shí)施例中，通道電路26還包括放大器輸入端保護(hù)器44，該放大器輸入端保護(hù)器44將第二多個(gè)通道端口 30的通道端口 30a耦合至放大器32的輸入端34。如通過虛線46能夠看到的，控制器42也可以用于或者也可以不用于控制輸入端保護(hù)器44。在另一范例實(shí)施例中，通道電路26還包括放大器旁路48，該放大器旁路48將端口 28a耦合至端口 30a，由此繞過放大器32。如由虛線50暗示的，可以采用或可以不采用控制器42來控制放大器旁路48。范例通道電路26也可以可選地包括在放大器32的輸入端34和地之間耦合的輸入分路(shunt) 52。另外，范例通道電路26能夠可選地包括在輸出端36和地之間耦合的輸出分路54。可選分路52和54在某些實(shí)施例中對(duì)放大器32提供附加的防過壓狀況保護(hù)。圖3是可以用于圖2中描繪的電路中的范例控制器42’的示意圖。在此范例在中， 控制器42，包括第一比較器56、第二比較器58和或門60。比較器56的“ + ”輸入端耦合至比較器58的“_”輸入端，比較器56的“_”輸入端耦合至參考電壓VH+，并且比較器58的 “ + ”輸入端耦合至參考電壓VH-。比較器56和58的輸出端耦合至或門60的輸入端?；蜷T 60的輸出端耦合至控制線C。圖4是示例圖2和3中描繪的電路的范例操作的圖示。圖4描繪HV TX脈沖62， 如先前所指出的，該HV TX脈沖62能夠是峰-峰200伏的量級(jí)。此幅度的電壓電平(正或負(fù))將可能損壞諸如放大器32中存在的那些精細(xì)的電子部件。
繼續(xù)參照?qǐng)D4，當(dāng)信號(hào)電平小于VH+，但是大于VH-時(shí)，圖2的固態(tài)開關(guān)40將閉合， 如圖4中的40a所指示的。然而，當(dāng)信號(hào)電平大于VH+或小于VH-時(shí)，在諸如HV TX脈沖62 期間，圖2的固態(tài)開關(guān)40將斷開，如圖4中40b所指示的。在HV TX脈沖62完成后，開關(guān) 40將再次閉合，如圖4中40c所指示的。因此應(yīng)當(dāng)理解，控制器42’本質(zhì)上是窗口電壓探測(cè)電路，其探測(cè)端口 28a的電壓是否在VH+至VH-的“窗口，，外。在其它實(shí)施例中，僅可以使用單個(gè)閾值，使得超過閾值引起開關(guān)斷開以保護(hù)放大器的輸出端。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)與固態(tài)開關(guān)40耦合時(shí)，控制器28a用作自復(fù)位電路斷路器，在過壓情況下，該電路斷路器斷開，并且在過壓情況結(jié)束時(shí)，自動(dòng)復(fù)位。在某些實(shí)施例中，組合控制器28和固態(tài)開關(guān)40，如由圖2的框64所指示的。圖5示例關(guān)于某些范例實(shí)施例的阻抗匹配概念。探針24由具有阻抗Zp的固態(tài)開關(guān)40和電阻器模擬、電阻器68模擬具有阻抗Zt的主結(jié)構(gòu)14、并且電纜16具有阻抗Z0。在此范例中，電纜16可以具有ZO 75 Ω的阻抗。探針24在此范例實(shí)施例中也設(shè)計(jì)為具有相同阻抗Ζρ。優(yōu)選地，電纜16以75Ω的電阻器端接于主結(jié)構(gòu)14。通過匹配探針的阻抗， 電纜和主結(jié)構(gòu)端子減小了電纜16中的衰減和反射。圖6是通道電路26a的替代范例。類似的部件將分配有與圖2的通道電路26類似的參考數(shù)字。在圖6的范例實(shí)施例中，放大器32、放大器輸出端保護(hù)器38和控制器42如上述地操作。放大器輸入端保護(hù)器44a以及放大器旁路48a分別包括固態(tài)開關(guān)70和72，并且由控制器42的控制線C控制。需要注意，旁路48具有耦合至控制線C的反相輸入端，使得固態(tài)開關(guān)72總是處于與固態(tài)開關(guān)70和40相反的狀態(tài)。在操作中，控制器確定通道端口 28a上的電壓水平是否處于危險(xiǎn)電平。如先前描述的，存在確定這個(gè)的數(shù)種方式。例如，能夠?qū)⑼ǖ蓝丝?28a上的電壓電平與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。在另一范例中，“窗口”比較器能夠用于確定電壓電平是否超過安全值。如果電壓電平視為安全的，則開關(guān)40和70閉合，且開關(guān)72斷開。這容許回聲信號(hào)(LV RX脈沖)沿第一方向從端口 30a傳播通過開關(guān)70，由放大器38放大，并最終傳播通過開關(guān)40并到達(dá)端口 28a。如果電壓電平視為不安全的(即，當(dāng)HV TX脈沖處于通道端口 28a時(shí))，開關(guān)70和 40將斷開，且開關(guān)72將閉合。這容許HV TX脈沖沿第二方向從通道端口 28a傳播通過旁路 48a并離開通道端口 30。當(dāng)HV TX脈沖結(jié)束時(shí)，開關(guān)返回它們先前的狀態(tài)。圖7示例通道電路26b和26c的數(shù)個(gè)替代范例。類似的部件將使用與圖2的通道電路26以及圖6的通道電路26a類似的參考數(shù)字。通道電路26b和26c之間的差異是電容器44b是與電路的其它部件集成還是在電路的其它部件外部。例如，在實(shí)施例中，通道電路26b能夠是集成電路的部分，并且電容器44b能夠在“片外”。在另一實(shí)施例中，通道電路 26c能夠包括作為集成電路的部分的電容器44b。在圖7的實(shí)施例中，電容器44b用作放大器輸入端保護(hù)器。包括一對(duì)反并聯(lián)耦合的二極管的分路52還在電壓電平大于約二極管的電壓降(例如約7伏)時(shí)，通過將放大器的輸入分路至地來保護(hù)放大器32的輸入端。能夠提供可選分路54a，以在開關(guān)40斷開不足夠快時(shí)，類似地保護(hù)放大器32的輸出端。在此范例中，也通過一對(duì)反并聯(lián)耦合的二極管 來實(shí)施放大器旁路48b。圖7的實(shí)施例幾乎如上述一樣地操作。然而，僅放大器輸出端保護(hù)器28包括這些實(shí)施例中的固態(tài)開關(guān)。因此，圖7的實(shí)施例的實(shí)施可以更便宜。圖8是能夠與圖2的范例實(shí)施例一起操作的范例組合控制器/放大器輸出端保護(hù)器電路64a的示意圖。電路64a能夠視為固態(tài)自復(fù)位電路斷路器的形式。電路64a包括一對(duì)晶體管74和76的串聯(lián)連接、第一閾值感測(cè)晶體管78和第二閾值感測(cè)晶體管80。晶體管 76耦合至通道端口 28a并且晶體管74耦合至放大器32的輸出端36 (未示出)。因此，晶體管74和76必須為導(dǎo)通，即“開關(guān)”為“閉合”，以容許輸出端36電耦合至通道端口 28a。因此應(yīng)當(dāng)理解，在此范例中，晶體管74和76實(shí)施開關(guān)40。Vcc能夠?yàn)榧s+5V，且 Vee能夠?yàn)榧s-5V。在此范例中，當(dāng)Vgs = Vcc = 5V時(shí)，晶體管74和76能夠完全開通。晶體管78和80實(shí)施窗口比較器。當(dāng)晶體管78和80的柵極/源極電壓為100V時(shí)，晶體管78 和80完全開通，但是一旦Vgs超過它們的閾值，則晶體管78和80就開始導(dǎo)通，閾值能夠?yàn)槔鏥th = 6V。輸出 端36總是保持接近地，而通道端口 28a能夠從-100V到+100V變化。在操作中，當(dāng)通道端口 28a的電壓為零時(shí)，晶體管78和80均關(guān)斷(Vgs < 6V = Vth)并且晶體管74和76完全開通，因?yàn)樗鼈兊臇艠O被電流源82拉至Vcc。在現(xiàn)有范例中， 這“閉合”開關(guān)40。當(dāng)通道端口 28a上的電壓電平增大數(shù)伏時(shí)，晶體管80開始導(dǎo)通，這使得晶體管74和76關(guān)閉。相反，當(dāng)通道端口 28a的電壓電平下降數(shù)伏時(shí)，晶體管78開始導(dǎo)通， 并且晶體管74和76也關(guān)閉。在現(xiàn)有范例中，這“斷開”開關(guān)40。實(shí)際閾值由電流生成器28的值和晶體管78和80的大小設(shè)定。此實(shí)施例是有利的，因?yàn)?，其能夠非?？斓亻_通和關(guān)閉晶體管74和76，提供針對(duì)放大器的好的保護(hù)和好的整體電路性能。此實(shí)施例是有利的，還因?yàn)槠淠軌蛱峁┘s75 Ω的阻抗用于阻抗匹配目的。圖9是能夠與圖2的范例實(shí)施例一起操作的另一范例組合控制器/放大器輸出端保護(hù)電路64b的示意圖。電路64b也能夠視為固態(tài)自復(fù)位電路斷路器的形式。電路64b包括耦合在通道端口 28a與放大器32的輸出端36 (未示出)之間的一對(duì)晶體管84和86的串聯(lián)連接。在此范例實(shí)施例中，包括一對(duì)電阻器88和90的分壓器將可以存在于通道端口 28a的高電壓減小至低電壓，以與第一比較器92的第一參考電壓VREF+和第二比較器94 的第二參考電壓VREF-進(jìn)行比較。因此，在此范例中，用于電壓探測(cè)的“窗口”為VREF+至 VREF-。比較器92和94產(chǎn)生信號(hào)Sl和S2，以控制晶體管并實(shí)現(xiàn)對(duì)放大器32的輸出端36 的期望的保護(hù)，以防止如先前所述的在通道端口 28a處的高的絕對(duì)值電壓。圖10是超聲機(jī)構(gòu)IOa的框圖，具有探針12a、主結(jié)構(gòu)14a和將探針12a連接至主結(jié)構(gòu)14a的電纜16a。探針12a包括壓電換能器18。主結(jié)構(gòu)14a包括如先前所述的用于發(fā)送HV TX脈沖和接收LV RX脈沖的I/O電路，并且還包括“斜坡(ramp) ”電路以提供VGA控制。如于此使用的，“斜坡”、“RAMP”等指VGA控制信號(hào)，其能夠采取若干不同波形的形式， 包括但不限于關(guān)于圖11的非限制性范例討論的鋸齒波形。圖10的探針12a包括電路96，電路96能夠與例如用于附加通道的電路一起形成集成電路(IC)的一部分，用于附加通道的電路為非限制性范例。電路96包括可變?cè)鲆娣糯笃?VGA) 98、放大器輸出端保護(hù)器100、放大器輸入端保護(hù)器102和放大器旁路104。諸如圖3的控制器42’的窗口控制器感測(cè)I/O端口 28a的電壓電平并且控制放大器輸出端保護(hù)器100、放大器輸入端保護(hù)器102和先前描述的放大器旁路104。電纜16a的線106耦合至 VGA 98的控制端口以利用例如控制信號(hào)RAMP來控制放大器的增益。作為非限制性范例，能夠在主結(jié)構(gòu)14a或其它地方，諸如在探頭中，發(fā)展線106上的控制信號(hào)RAMP。
圖11是示例用于圖10的VGA 98的控制處理的圖示。在此非限制性范例中，用于控制信號(hào)RAMP的波形108是鋸齒，其大約在由主結(jié)構(gòu)14a生成HV TX脈沖110時(shí)觸發(fā)。這可以稱作“近場(chǎng)”。鋸齒的持續(xù)時(shí)間貫穿稱作“遠(yuǎn)場(chǎng)”的得到的回聲。新的HV TX脈沖IlOa 復(fù)位并啟動(dòng)波形108的下一鋸齒的斜坡。

繼續(xù)參照?qǐng)D11，能夠看到控制信號(hào)(RAMP) 108在HV TX脈沖110時(shí)最小化VGA 98 的增益。隨著HB TX脈沖減退并且LV RX脈沖(“回聲”)生成，VGA 98的增益斜坡上升至與遠(yuǎn)場(chǎng)一致的最大值。通過在需要放大時(shí)提供放大并且在放大器保護(hù)的時(shí)間期間抑制放大，這提供更好的SNR。 雖然使用特定術(shù)語和裝置描述了各種實(shí)施例，但是該描述僅為示例性目的。例如， 存在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的許多替代窗口和閾值探測(cè)器。使用的詞語是描述性的詞語而不是限制性的詞語。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以不脫離以下權(quán)利要求中提出的本發(fā)明的精神或范圍作出改變和修改。另外，應(yīng)當(dāng)理解，各種其它實(shí)施例的方面可以整體或部分互換。因此，意在根據(jù)本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍來解釋權(quán)利要求，而不是限制或禁止。
權(quán)利要求
1.一種雙向多通道電路，包括第一多個(gè)通道端口；第二多個(gè)通道端口；通道電路，將所述第一多個(gè)通道端口耦合至所述第二多個(gè)通道端口，以提供多個(gè)有源通道，其中，每個(gè)有源通道包括，a)放大器，具有輸入端和輸出端；b)放大器輸出端保護(hù)器，包括將所述放大器的所述輸出端耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的通道端口的固態(tài)開關(guān)，所述固態(tài)開關(guān)具有斷開位置和閉合位置；以及c)控制器，耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的所述通道端口并耦合至所述放大器輸出端保護(hù)器；由此，所述控制器用于控制所述放大器輸出端保護(hù)器的所述固態(tài)開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙向多通道電路，其中，每個(gè)有源通道還包括放大器輸入端保護(hù)器，所述放大器輸入端保護(hù)器將所述第二多個(gè)通道端口中的通道端口耦合至所述放大器的所述輸入端。
3.如權(quán)利要求2所述的雙向多通道電路，其中，每個(gè)有源通道還包括放大器旁路，所述放大器旁路將所述第一多個(gè)通道端口中的所述通道端口耦合至所述第二多個(gè)通道端口中的所述通道端口。
4.如權(quán)利要求3所述的雙向多通道電路，其中，所述控制器包括電壓探測(cè)電路，所述電壓探測(cè)電路具有耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的所述通道端口的輸入端和耦合至所述放大器輸出端保護(hù)器的輸出端。
5.如權(quán)利要求4所述的雙向多通道電路，其中，所述電壓探測(cè)電路是窗口電壓探測(cè)電路。
6.如權(quán)利要求5所述的雙向多通道電路，其中，當(dāng)所述固態(tài)開關(guān)閉合時(shí)，所述放大器輸出端保護(hù)器的阻抗與傳輸電纜的阻抗相匹配。
7.如權(quán)利要求3所述的雙向多通道電路，其中，所述放大器輸入端保護(hù)器包括電容器。
8.如權(quán)利要求7所述的雙向多通道電路，還包括耦合至所述放大器的所述輸入端和所述放大器的所述輸出端中的至少之一的分路。
9.如權(quán)利要求3所述的雙向多通道電路，其中，所述放大器是可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)。
10.如權(quán)利要求3所述的雙向多通道電路，其中，所述放大器旁路包括一對(duì)反并聯(lián)耦合的二極管。
11.如權(quán)利要求3所述的雙向多通道電路，其中，所述放大器輸入端保護(hù)器和所述放大器旁路中的至少之一包括固態(tài)開關(guān)。
12.如權(quán)利要求11所述的雙向多通道電路，其中，所述放大器輸入端保護(hù)器和所述放大器旁路均包括固態(tài)開關(guān)。
13.如權(quán)利要求12所述的雙向多通道電路，其中，所述控制器還耦合至所述放大器輸入端保護(hù)器和所述放大器旁路，由此，所述控制器還用于控制所述放大器輸入端保護(hù)器和所述放大器旁路。
14.如權(quán)利要求3所述的雙向多通道電路，其中，所述放大器輸出端保護(hù)器和所述控制器包括自復(fù)位電路斷路器。
15.如權(quán)利要求14所述的雙向多通道電路，其中，所述電路斷路器包括晶體管對(duì)的串聯(lián)連接、耦合至所述晶體管對(duì)中的第一晶體管的第一閾值感測(cè)晶體管、和耦合至所述晶體管對(duì)中的第二晶體管的第二閾值傳感器。
16.如權(quán)利要求15所述的雙向多通道電路，其中，所述晶體管對(duì)的第一端耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的所述通道端口，并且所述晶體管對(duì)的第二端耦合至所述放大器的所述輸出端，由此，所述第一閾值感測(cè)晶體管和第二閾值感測(cè)晶體管包括電壓窗口探測(cè)器。
17.一種用于雙向信號(hào)傳播的方法，包括 感測(cè)第一端口的第一信號(hào)的電壓電平；在所述第一信號(hào)的所述電壓電平小于閾值電壓時(shí)，利用固態(tài)開關(guān)將所述第一端口耦合至放大器的輸出端，由此，施加于耦合至所述放大器的輸入端的第二端口的第二信號(hào)沿第一方向從所述第二端口傳播至所述第一端口；以及在所述第一信號(hào)的所述電壓電平大于所述閾值電壓時(shí)，繞過所述放大器，使得所述第一信號(hào)沿第二方向從所述第一端口傳播至所述第二端口。
18.如權(quán)利要求17所述的用于雙向信號(hào)傳播的方法，其中，所述第一信號(hào)的所述電壓電平是第一電壓電平，并且所述方法還包括感測(cè)所述第一信號(hào)的第二電壓電平，使得在所述第一信號(hào)在所述第一電壓電平與所述第二電壓電平之間時(shí)，所述第一端口通過所述固態(tài)開關(guān)耦合至所述放大器的所述輸出端，并且在所述第一信號(hào)不在所述第一電壓電平與所述第二電壓電平之間時(shí)，所述第一端口不耦合至所述放大器的所述輸出端。
19.如權(quán)利要求17所述的用于雙向信號(hào)傳播的方法，其中，所述放大器是可變?cè)鲆娣糯笃?，并且所述方法還包括以與所述第一信號(hào)的所述電壓電平相關(guān)的方式來控制所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆妗?br> 20.一種有源超聲探針，包括 夕卜殼；多通道換能器，設(shè)置于所述外殼內(nèi)；以及雙向多通道電路，設(shè)置于所述外殼內(nèi)并包括，(a)第一多個(gè)通道端口；(b)第二多個(gè)通道端口，耦合至所述多通道換能器；(c)通道電路，將所述第一多個(gè)通道端口耦合至所述第二多個(gè)通道端口，以提供多個(gè)有源通道，其中，每個(gè)有源通道包括i)放大器，具有輸出端和耦合至所述第二多個(gè)通道端口中的一個(gè)端口的輸入端； )放大器輸出端保護(hù)器，包括將所述放大器的所述輸出端耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的通道端口的固態(tài)開關(guān)，所述固態(tài)開關(guān)具有斷開位置和閉合位置；以及i )控制器，耦合至所述第一多個(gè)通道端口中的所述通道端口并耦合至所述放大器輸出端保護(hù)器。
全文摘要
在范例實(shí)施例中，一種用于雙向信號(hào)傳播的方法，包括a)感測(cè)第一端口的第一信號(hào)的電壓電平；b)在所述第一信號(hào)的所述電壓電平小于閾值電壓時(shí)，利用固態(tài)開關(guān)將所述第一端口耦合至放大器的輸出端，由此，施加于耦合至所述放大器的輸入端的第二端口的第二信號(hào)沿第一方向從所述第二端口傳播至所述第一端口；以及c)在所述第一信號(hào)的所述電壓電平大于所述閾值電壓時(shí)，繞過所述放大器，使得所述第一信號(hào)沿第二方向從所述第一端口傳播至所述第二端口。
文檔編號(hào)A61B8/00GK102415901SQ20111025983
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月5日
發(fā)明者D·馬約基, L·弗蘭基尼, R·阿瑪?shù)蠆W 申請(qǐng)人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司