基于可變增益放大器AD604的超聲衰減補償電路

　　3 AD604在醫(yī)用超聲設(shè)備中的應(yīng)用

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

　　圖4所示是一個用AD604驅(qū)動AD9050(10-bit，40MSPS的ADC)的醫(yī)用超聲增益補償電路。當AD7226 D/A轉(zhuǎn)換器與其它微處理器接口時，應(yīng)將讀入的放大倍數(shù)數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，然后把這個模擬量作為AD604的增益控制信號輸入(即與其VGN端相連)，從而實現(xiàn)增益的控制。經(jīng)過AD604衰減補償?shù)男盘?，再?jīng)過濾波器及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的自偏輸入在進行交流耦合后，即可由AD9050 A/D轉(zhuǎn)換器進行采樣速率為40MSPS的模數(shù)轉(zhuǎn)換。

　　該方案解決了醫(yī)用超聲軟組織測量過程中由聲程導(dǎo)致的回波信號的非線性補償問題。與傳統(tǒng)的分立元件電路相比，該方案具有電路簡單、TGC控制信號穩(wěn)定可靠以及調(diào)節(jié)靈活等特點，能準確地補償超聲波在人體內(nèi)的衰減，從而為控制系統(tǒng)實現(xiàn)高速數(shù)字化提供一個新的可靠方法。