基于DSP的超聲編碼激勵發(fā)射研究
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2.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計
2.3.1 程序設(shè)計流程描述
DSP編碼發(fā)射程序是在CCS2.0環(huán)境下實現(xiàn)的。整個系統(tǒng)過程包括程序代碼的編寫、程序調(diào)試以及在線將程序下載到片內(nèi)Flash中。
CCS(Code Composer Studio)是TI開發(fā)的一個完整的DSP集成開發(fā)環(huán)境。由于TI 的DSP使用非常廣泛，使得CCS成為目前使用最為廣泛的DSP開發(fā)軟件之一。程序設(shè)計流程圖如圖3。
2.3.2 回波分析與采集
在超聲成像系統(tǒng)中，若不考慮超聲在介質(zhì)中的衰減，則信號通道的框圖如圖4所示。其中e(t)是激勵信號，p1(t)是發(fā)射換能器的傳遞函數(shù)，u(t)是聲場中的反射函數(shù)，p2(t)是接收換能器的傳遞函數(shù)，n(t)是接收電路的電子噪聲。E(f)、P1(f)、U(f)、P2(f)和N(f)分別是它們的傅立葉變換[8]。
超聲回波r(t)可以表示為：
r(t)=e(t)×p1(t)×u(t)×p2(t)+n(t) (1)
醫(yī)學(xué)超聲成像系統(tǒng)的研究中，通常將發(fā)射換能器和接收換能器的傳遞函數(shù)視為一致，即：p1(t)=p２(t)=p(t)。為了簡化分析，只研究聲場中單一散射子的反射，不考慮接收電路電子噪聲的影響，即：u(t)=δ(t)，n(t)=0。因此，式(1)可簡化為：r(t)=e(t)×p(t)×δ(t)。
圖5為分貝表示的壓縮脈沖包絡(luò)。從圖5可以看出，采用編碼激勵超聲脈沖發(fā)射方式，其信噪已經(jīng)滿足了醫(yī)學(xué)超聲成像的要求。
本文采用GOLAY碼互補序列對作為發(fā)射編碼激勵脈沖，使用DSP2812實現(xiàn)編碼的發(fā)射，使用MOS進行電壓放大。因為回波信號很小，所以進行增益補償放大。整個過程包括DSP板和發(fā)射電壓放大及回波信號放大，在CCS2.0軟件下編制和調(diào)試，具體的時序調(diào)試需匹配好，以便正確發(fā)射。在工程應(yīng)用中要注意每次編碼發(fā)射之后的空閑循環(huán)時間與幀頻、每幀線數(shù)搭配。采集的回波信號在MATLAB中展開，并在MATLAB中進行編碼壓縮和求和。
參考文獻
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