球面聚焦超聲高精度相控信號(hào)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、球面聚焦超聲高精度相控信號(hào)在高強(qiáng)度聚焦超聲(high intensity focusedultrasound，HIFU)治療中起著舉足重輕的作用，其精度直接影響到HIFU聚焦的聲場(chǎng)增益和聲場(chǎng)，其誤差越大，聲場(chǎng)增益越小，相應(yīng)的聲場(chǎng)強(qiáng)度偏差就越大，從而影響到整個(gè)HIFU治療的最終治療效果。
　　球面聚焦超聲相控信號(hào)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在相差精度高，輸出信號(hào)多等指標(biāo)要求。若采取通常的時(shí)鐘計(jì)數(shù)法，其精度由時(shí)鐘頻率決定，要實(shí)現(xiàn)高精度，時(shí)鐘頻

2、率會(huì)很高，而時(shí)鐘頻率越高，電路功耗越大。此外，為了達(dá)到更高的精度，需要利用選擇器選擇不同相位的時(shí)鐘邊沿來(lái)觸發(fā)信號(hào)的輸出，若選擇器的不同輸入信號(hào)到達(dá)路徑不同，它們各自的延時(shí)各不相關(guān)，這種絕對(duì)延時(shí)會(huì)影響輸出信號(hào)的穩(wěn)定。
　　數(shù)字游標(biāo)測(cè)量法是用來(lái)提高周期和時(shí)間間隔測(cè)量準(zhǔn)確度的一種方法，該方法將測(cè)量的精度轉(zhuǎn)換為時(shí)標(biāo)脈沖周期和游標(biāo)脈沖周期的差，其差值越小，測(cè)量的精度就越高。它可以在保證脈沖周期差值足夠小(測(cè)量精度足夠高)的前提下增大脈沖周期

3、，降低時(shí)鐘頻率。據(jù)此，本文提出了一種既提高信號(hào)觸發(fā)延時(shí)精度又保證時(shí)鐘頻率足夠低的辦法--數(shù)字游標(biāo)定相法。
　　FPGA芯片時(shí)鐘資源豐富，通用管腳配置方便，是進(jìn)行相控信號(hào)設(shè)計(jì)的理想選擇。利用FPGA實(shí)現(xiàn)上述的方法，可以完成對(duì)球面超聲高精度相控信號(hào)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。針對(duì)球面相控陣聚焦超聲換能器治療系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用需求，我們擴(kuò)展相關(guān)的通信與控制模塊以及信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊，最后搭建了一個(gè)球面相控陣聚焦超聲換能器的高精度相位控制系統(tǒng)。
　　經(jīng)過(guò)電