基于可變增益放大器AD604的超聲衰減補償電路

　　3 AD604在醫用超聲設備中的應用

　　當醫用超聲儀器發(fā)出的超聲波在人體內傳播時(shí)，其能量將被人體組織吸收。隨著(zhù)探測深度的增加，超聲波的能量將逐漸衰減。為了使不同深度組織界面的回波幅值相同，應將不同深度下的回波信號進(jìn)行不同程度的衰減放大，以實(shí)現聲程補償，也就是需要接收機的增益隨掃描時(shí)間的增加而增加，因為從較深部位聲界面反射的回聲信號的放大倍數較大，而距換能器較近的反射信號，也就是在時(shí)間上較早到達的回波信號則放大倍數較小。在超聲波診斷類(lèi)儀器中，一般使用TGC(Time Gain Compensation)深度時(shí)間增益補償電路，即用一定的電壓曲線(xiàn)來(lái)控制放大器的增益，以使得不同深度下的超聲回波能夠獲得不同的放大倍數，從而起到補償作用。

　　圖4所示是一個(gè)用AD604驅動(dòng)AD9050(10-bit，40MSPS的ADC)的醫用超聲增益補償電路。當AD7226 D/A轉換器與其它微處理器接口時(shí)，應將讀入的放大倍數數字量轉換為模擬量，然后把這個(gè)模擬量作為AD604的增益控制信號輸入(即與其VGN端相連)，從而實(shí)現增益的控制。經(jīng)過(guò)AD604衰減補償的信號，再經(jīng)過(guò)濾波器及AD9631(低畸變、低噪聲、高速運算放大器)后即可成為ADC的有效輸入。運算放大器的輸出和ADC的自偏輸入在進(jìn)行交流耦合后，即可由AD9050 A/D轉換器進(jìn)行采樣速率為40MSPS的模數轉換。

　　該方案解決了醫用超聲軟組織測量過(guò)程中由聲程導致的回波信號的非線(xiàn)性補償問(wèn)題。與傳統的分立元件電路相比，該方案具有電路簡(jiǎn)單、TGC控制信號穩定可靠以及調節靈活等特點(diǎn)，能準確地補償超聲波在人體內的衰減，從而為控制系統實(shí)現高速數字化提供一個(gè)新的可靠方法。