犎犐犉犝治疗相控换能器相位控制和驱动系统设计.PDF

第 卷第 期 压 电 与 声 光 ４０ ５ Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．５ 　 　 　 　 年 月 ２０１８ １０ ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣＳ＆ＡＣＯＵＳＴＯＯＰＴＩＣＳ Ｏｃｔ．２０１８ 文章编号： （ ） １００４２４７４２０１８０５０６９００５ 　　 犎犐犉犝治疗相控换能器相位控制和驱动系统设计 赵梦娟，张 浩，钱宇晗，菅喜岐 　 （天津医科大学 生物医学工程与技术学院，天津 ３０００７０） 摘 要：多阵元相控阵列聚焦换能器具有焦距可调和可实现经颅聚焦等优势。相控阵换能器相位控制和驱动 　　 　 系统是决定多阵元相控换能器能否应用于临床的关键技术之一。目前，在满足电路系统输出参数要求的前提下， 尽可能通过提高系统集成度缩小系统体积，并提高相位分辨率是相控阵换能器相位控制和驱动系统设计过程中的 重点与难点。该文基于现场可编程门阵列（ ）主控芯片、高速数模转换器（ ）、集成驱动放大器设计了高强 ＦＰＧＡ ＤＡＣ 度聚焦超声（ ）治疗相控阵换能器相位控制和驱动系统。实测结果表明，本系统输出的正弦信号峰 峰值为 ＨＩＦＵ  ３６．２Ｖ，且输出信号中无高次谐波，相位分辨率为 ２ｎｓ，延时误差小于 １ｎｓ，可满足 ＨＩＦＵ治疗相控换能器阵元驱 动及其所需相位分辨率，并使系统小型化。 关键词：高强度聚焦超声（ＨＩＦＵ）；相控阵列聚焦换能器；相位控制和驱动系统；谐波抑制；现场可编程门阵列 （ ） ＦＰＧＡ 中图分类号： ； 文献标识码： ： ／ ＴＭ２８２Ｒ３１８ Ａ 犇犗犐１０．１１９７７ ．ｉｓｓｎ．１００４２４７４．２０１８．０５．０１２ 　　　 　　　 ｊ 犇犲狊犻狀狅犳犘犺犪狊犲犆狅狀狋狉狅犾犪狀犱犇狉犻狏犲犛狊狋犲犿狅犳犘犺犪狊犲犱犪狉狉犪 犵 狔 狔 犜狉犪狀狊犱狌犮犲狉犳狅狉犎犐犉犝犜狉犲犪狋犿犲狀狋 ， ， ， 犣犎犃犗犕犲狀 狌犪狀犣犎犃犖犌犎犪狅 犐犃犖犢狌犺犪狀犑犐犃犖犡犻犻 犵犼 犙 狇 （ ， ， ， ） ＣｏｌｌｅｅｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ ＴｉａｎｉｎＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔ Ｔｉａｎｉｎ３０００７０ Ｃｈｉｎａ ｇ ｇ ｇ ｇｙ ｊ ｙ ｊ ： 犃犫狊狋狉犪犮狋Ｔｈｅ ｈａｓｅｄａｒｒａ ｆｏｃｕｓｅｄｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｅｓｏｆａｄｕｓｔａｂｌｅｆｏｃａｌｌｅｎｔｈａｎｄｔｒａ