Тенденции развития современных ультразвукових сканеров

Рисунок 5. Аналоговый тракт современного УЗ сканера

Наиболее сложна часть цифрового тракта, заменившая аналоговые узлы, выполнявшие функции фокусировки луча при приеме, детектирование и логарифмическое преобразование эхо-сигналов от многоэлементных датчиков. Структурная схема этой части показана на рис.6.

Рисунок 6. Цифровое преобразование параметров эхо-сигнала

Выходные сигналы аналоговых трактов апертуры уже в цифровой форме направляются в свои каналы цифровой задержки и затем суммируются цифровым сумматором. Результирующий цифровой эхо-сигнал подвергается цифровому детектированию, а затем – логарифмированию. Отметим, что в полностью аналоговых трактах эти процедуры протекали в другой последовательности.

Цифровая задержка эхо-сигналов основана на сдвиге во времени результатов АЦ-преобразования каждого канала по отношению к моменту окончания преобразования. Структурная схема одного канала цифровой задержки показана на рис. 7.

Рисунок 7. Канал цифровой задержки эхо-сигналов

Поступающие с АЦП данные записываются в двухпортовое ОЗУ по адресам AWR, выставляемым счетчиком СТА, а считываются эти данные по адресам ARD. Они представляют собой сумму адреса AWR и данных, которые устанавливаются в ОЗУ задержек. Сразу после записи данных АЦП происходит переключение в режим чтения, и данные из ОЗУ задержек начинают суммироваться с адресом AWR. Через некоторое число тактов fT наступает равенство ARD и AWR, по которому была произведена запись данных АЦП. Это число тактов и величина fT и определяют время задержки. В этом же канале производят апподизацию – умножение выходного сигнала на некоторый коэффициент, который записывается в то же ОЗУ, что и задержки. Апподизация предназначена для формирования желаемой характеристики направленности антенной решетки при приеме (например, для исключения боковых лепестков).

Раньше было показано, что различие в задержках соседних каналов апертуры составляет десятки нс. Поэтому для точной установки задержек тактовая частота должна быть очень высокой – 50 – 100 МГц. Очевидно, что такой же должна быть и частота преобразования АЦП. Она намного выше той, которая была рассчитана в начале раздела 2.6. Конечно, в проектировании таких АЦП возникают определенные сложности (экранирование блока и др.). Однако при такой высокой скорости преобразования появляется возможность формировать точку фокуса на каждом дискретном отсчете вдоль луча, т.е. получается фокус, следящий за движением фронта отраженного сигнала. Естественно, это дает повышение четкости изображения.

На рис.8 приведена структурная схема блока цифрового детектора и логарифмического преобразователя. Здесь завершается подготовка сигналов перед их записью в буферное ОЗУ. Еще раз подчеркнем, что все в этом блоке – цифровое!

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Советуем почитать:

Проектирование трансформатора общего назначения
За, последние годы широкое применение получила радиоэлектронная техника, характер и функции которой требуют применения десятков и сотен тысяч различных комплектующих изделий, среди котор ...

Разработка конструкции и технологии изготовления модуля управления временными параметрами
Современная микроэлектроника привела к революционным преобразованиям практически во всех отраслях техники, не говоря уже о радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуре. Повыше ...

Защита информации от утечки по цепям питания
Циркулирующая в тех или иных технических средствах конфиденциальная информация может попасть в цепи и сети электрического питания и через них выйти за пределы контролируемой зоны. Наприм ...

Меню



© 2015 TechExternal