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超声衰减增益补偿电路的设计

1 概 述超声在人体内传播的过程中,遇到不同的界面时,就会发生部分反射和部分透射。当两个反射的分界面的性质相同时,反射和透射的百分率是相同的。因此,相同性质的分界面处于相同深度时,反射回来的超声能量是相等的。但是相同性质的分界面处于不同的深度时,超声强度随探测深度的增加而逐渐衰减。超声波在人体组织内的衰减是一个很复杂的物理过程,它是由于超声在人体组织内传播时,被人体组织吸收、反射、绕射、折射和散射等原因造成,其中吸收是主要的。超声波在人体内的传播过程中,能量被人体组织吸收,随着探测深度的增加超声波能量逐渐衰减。对于均匀的生物体软组织,声衰减系数在区域内基本上是相同的。有实验表明振动能量沿生物体表层传播的规律,类似于无生命物体表面图1 信号强度及回声振幅随距离的变化波传播的特征,即其振动的振幅按负指数规律衰减,如图1所示。超声波被生物组织所吸收,其吸收系数主要由超声频率、传播距离、媒质粘滞性等决定。实验结果表明,当频率在1MHz~...  (本文共3页) 阅读全文>>

《传感器与微系统》2014年02期
传感器与微系统

超声波传感器深度增益补偿电路设计

0引言超声波无损检测作为铁道机车车辆检修领域的重要方法在保证零部件性能安全与稳定方面起着重要的作用[1],然而,目前广泛使用的模拟式超声检测设备已经无法满足快速发展的轨道车辆及其部件的检测要求,因此,研究并设计数字化、智能化、小型化的超声检测系统,对于拓展超声检测技术在铁道机车车辆领域中的应用具有很强的现实意义[2]。无论是模拟式或数字式超声探伤仪,都是由超声波传感器发出一定频率的超声波信号,当超声波在实际介质中传播时,会产生衰减。为了补偿因随着传播距离增加而损失的回波信号的由散射衰减和吸收衰减产生的能量损失,减少对伤情检测的误差,对于相同性质的传播介质,必须根据深度或者波的传播时间长短,对回波信号进行放大器增益,使不同深度的缺陷信号,显示出相同的幅值。为了解决信号衰减的问题,需要设计出可灵活控制放大回波信号增益倍数的电路,使缺陷在任何深度都显示出相同的幅值。因此,与传统的模拟电路相比[3],在这里,利用现场可编程门阵列(FPG...  (本文共4页) 阅读全文>>

《声学与电子工程》2002年04期
声学与电子工程

CPLD在水下机器人增益补偿控制中的应用

1 MAX7000简介 当今社会是数字化的社会,是数字集成电路广泛应用的社会。随着微电子技术的发展和社会对电子产品应用的需要,能够缩短设计周期,使用灵活的半定制专用集成电路(ASIC)芯片越来越多地被应用到电子产品的设计中。其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。 FPGA与CPLD都是可编程逻辑器件,它们是在PAL、GAL等逻辑器件的基础之上发展起来的。同以往的PAL、GAL等相比较,FPGA/CPLD的规模比较大,它可以替代几十甚至几千块通用IC芯片。这样的FPGA/CPLD实际上就是一个子系统部件。这种芯片受到世界范围内电子工程设计人员的广泛关注和普遍欢迎。20世纪80年代中期,Altera公司推出了基于第二代多阵列矩阵结构的复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device 简称CPLD)。MAX7000是Altera公司CPLD系列产品之一...  (本文共4页) 阅读全文>>

《电子学报》1999年03期
电子学报

数字增益补偿及实时定标微波辐射计

一、引言射电望远镜就是一台微波辐射计.第一架射电望远镜是由K.G.Janskv造出,他于1931年发现了来自太空的无线电波1938年GroteReber在Illinos州制造出第二架射电望远镜.1965年贝尔实验室的A.A.Penzias和R.W.Wil。用射电望远镜发现宇宙微波背景辐射温度是2.7K,这一发现成为宇宙大爆炸形成理论的关键性证据.1967年英国剑桥大学的S.J.Bell和A.Hewtsh发现脉冲星利用超长干涉测量法(VL-BI)成功地测得大地微小移动.当今微波辐射计又成为遥感技术中的重要遥感器.微波辐射计输出波动由系统噪声不确定性和系统增益不确定性决定,而后者起决定性作用.1946年n。k6[‘j用单刀双掷微波开关,交替接收天线和参考源信号,通过系统后进行相关检波和相减处理,大大减少了增益波动的影响,使微波辐射计走向实用化1967年Gouulus研制出负反馈零平衡微波辐射计[2。,完全消除了系统增益波动的影响.1...  (本文共3页) 阅读全文>>

《仪器仪表学报》2014年S2期
仪器仪表学报

基于自适应增益补偿的B/A成像方法

1引言1一定频率的超声波在组织中传播发生波形畸变和产生无限多谐波成分的过程称为超声波的非线性效应。非线性参量B/A是状态方程泰勒级数展开式中二次项系数和线性项系数之比,它是超声波在介质传播过程中非线性效应大小的度量。声速、声阻抗、声衰减系数等线性参量的超声成像都已应用于医学超声诊断中。与线性参量相比,非线性参量B/A更能反映生物组织的结构特征以及病变状态的动态特性,因而非线性参量B/A可以作为超声医学诊断的一个新参量。有限振幅声波法是测量组织的B/A值最常用的一类方法,而插入比较法[1]是其中一种简单有效的方法。考虑到组织B/A参量的非均匀分布,Varry等人[2]在插入比较法的基础上提出了扩展比较法,并指出与其他经典的有限振幅声波法相比,这一方法测量结果更准确。此外,比较法结合滤波反投影[3]技术的B/A层析成像研究表明基于图像重建理论的B/A成像结果是可取的。然而这样的成像方式主要是基于透射信号的,不适用于临床超声诊断。为了...  (本文共5页) 阅读全文>>

《仪器仪表用户》2003年05期
仪器仪表用户

深度增益补偿在超声波探伤仪中的应用

1引言 探伤仪发射的超声能量在材料中传播时,由于材料对超声波的散射与吸收,将造成损耗,使超声波能量随探测深度的增加而逐渐减弱。因此对于不同深度的相同声阻抗差界面,反射回波的幅度将不同,如果不对远距离的回波给予一定的补偿,不同深度的相同声阻抗差界面在显示器上将有不同的图像显示,因而可能造成对缺陷的错误认识。 深度增益补偿(DGC:DePth Gain ComPensation)就是通过某种方式,控制探伤仪接收信号的增益,使其随探测距离的增大而增大,结果使材料中不同深度的相同声阻抗差界面回波在显示器上有相同图像显示。益,需要产生一个DGC电压,然后用其控制接收电路的增益发生变化。由于材料对超声波的衰减系数不是常数,它随超声波的频率不同而不同,因而如果用普通的函数发生器来产生DGC电压,实现起来难度较大,我们采用EPROM来产生DGC电压。 2,1 DGC电压的产生 DGC电压产生电路原理如图1所示。A‘~AS深度增益补偿的实现要实现...  (本文共2页) 阅读全文>>