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第 六 章 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 时间增益补偿(TGC)电路 五 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 时间增益补偿(TGC)电路 1、实现深度增益补偿的意义 对于人体软组织,当超声波频率为3MHz时，这种作用造成的衰减可达3dB／cm 对于不同深度的相同声阻抗差界面，反射回波幅度不同，距离近的，反射回波幅度强，而距离远的，反射回波的幅就弱 不同深度相同声阻抗差界面在显示器上将有不同辉度显示，导致对回声图像的错误认识 给予一定的增益补偿 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 不同深度的界面回波，表现在超声回波传递过程中是时间的先后 深度增益DGC 时灵敏度时间控制STC 间增益补偿TGC 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 2、实现时间增益控制的方法 通常是需要先产生一个TGC函数电压，然后用其控制接收电路的增益发生变化。补偿范围通常可按平均衰减ldB／cm·MHz来设计 回波能量 深度回波时间t A实际回波曲线 B为TGC补偿曲线 因深度增加能量减少(曲线A所示），补偿时就是深度增加放大器增益加大（曲线B所示），保证全深度内具有同样增益提供给A/D变换器 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 CTS-200A型B超TGC电压产生的基本原理电路 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 TGC电压产生的实用电路分析 TGC电压产生主要是按确定的超声探头、电子放大选择后，在 同步脉冲控制下，按探测的远场F、近场N焦距及总增益G三种情况，产生TGC电压 远场信号同相放大器 冻结控制信号（冻结时Y0与Y接通TGC停止） 远场F电压 经N7B(TL082) 送到积分器，该在积分N器6(74HC4053) 开关控制 积分运放电路 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 由真值表得74HC4053的输入端A和B是高电平时，N6的第2脚与第15脚断开，也就是在B超探测时， D28C(74HC08)与门电路输出高电平， N7A获得锯齿波输出，通过调节电位器RP3,能改变波形 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 N7A输出的锯齿波通过N9B限幅放大，通过RP2电位器调节，在XJ2输出的波形。 近场N经过N4B(TL082)反相运放后，传输给乘法器N11(AD633JN)的4脚YIN端，同时 由N4A后，将信号送到乘法器N11(AD633JN)的2脚XIN端 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 AD633JN是低噪音模拟乘法器 W= X.Y 10V CY超声同步信号 N近场电压 实际就是 W= ucY.uN 10V 调制器 X Y 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 AD633JN是低噪音模拟乘法器调制输出值为 XJ4的波形 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 将远场F控制下产生的XJ3信号、总增益G信号、近场N和同步信号 经N11乘法器调制输出信号 这三路信号叠加由N9A、N12A、N12B三级运放，且被精确调节后，在XJ9测试点获取一个高精度的TGC电压波形 相加 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 经三级运放后输出，送往增益控制电路 TGC电压产生 超声衰减规律 探头工作频率 电子放大 操作者意愿(G、 N、 F) 发射脉冲 接收脉冲 浅部高频衰减小 深部高频衰减大 TGC与发射脉冲对应的时间关系 把信号由浅到深放大量逐渐增大 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 数字合成式函数发生器来产生TGC电压 每一种表格读出经D／A后，得到一个近似的锯齿波电压，通过对ROM地址的不同给入，便可选其中所需要的表格数据读出 根据超声在人体介质中衰减规律，设计数种不同变化规律的数字表格写入只读存贮器ROM中 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 三、增益控制电路 其一是将TGC电压作用到超声回波的射频放大器的偏置电路 TGC电压的控制通常可采用有两种作用方式 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 其二在超声回波射频放大器反馈回路用一只可控制的三极晶体管作为反馈电路反馈元件，将TGC电压作用到反馈回路, 从而TGC电压控制反馈回路晶体管的偏置，导致放大器的增益随探测深度的增加而增大 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 典型实用的TGC增益控制电路 医 用 超 声 诊 断 仪 第六章 时间增益控制电压 双栅极场效应管栅极对漏极电流