一种超声发射电路板及超声治疗仪的制作方法

本发明涉及电子，特别涉及一种超声发射电路板及超声治疗仪。

背景技术：

1、目前，超声治疗仪的主控电路如图1所示，采用8位的51单片机加上altera低端的fpga来完成显示屏的驱动、超声波的发射控制以及仪器的按键控制等操作。超声波的脉冲发射通过控制发射驱动电路中mos管的通断来实现，产生的发射波形经过匹配电路传输至仪器探头端的超声换能器，即可激励产生超声波。

2、51单片机加fpga组成的控制系统，虽然实时性好，但是灵活性和人机交互的友好性很难提升；fpga虽然属于低端产品，但是其价格较高且供货不稳；同时fpga开发要求的专业性较高，产品升级难度大，也进一步增加了成本。

3、低端的fpga作为主控，其存储容量受限，需要外挂存储器来实现比较复杂的功能，比如显示屏的驱动；同时，输出信号通常是低压信号，需要相应的芯片来驱动才能被终端使用；并且，为保护fpga，需要设计相应的电压隔离电路，这都增加了设计难度和成本。

4、发射驱动电路由离散的mos管组成，一致性较差；同时mos管的导通和关断时间的常数比较大，发射波形为方波信号且不能改变，难以精确控制；这些也进一步加大了匹配电路的设计难度；若传输线阻抗不匹配，还会带来超声换能器的发热问题。

5、因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种超声发射电路板及超声治疗仪，以解决现有超声治疗仪中发射波形不能改变的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

3、一种超声发射电路板，连接探头，其包括主控电路、发射电路、电源电路和探头接口；所述主控电路通过发射电路连接探头，电源电路连接主控电路和发射电路；

4、所述主控电路控制机体的开关操作，根据输入操作生成对应波形的发射信号；

5、所述发射电路对发射信号进行电流电压转换和电压放大，输出至探头内转换为超声波并发射；

6、所述电源电路将输入的市电转换为主控电路和发射电路工作所需的若干个电压。

7、所述的超声发射电路板中，所述主控电路包括主控制器、第一电阻、第一二极管和第一电容；所述超声发射电路板上还设有显示屏接口、摄像头接口和探头接口；

8、所述主控制器的显示脚通过显示屏接口连接显示屏，所述主控制器的探头识别脚连接探头接口，所述主控制器的各个电源脚连接电源电路，所述主控制器的摄像脚通过摄像头接口连接摄像头，主控制器的发射控制脚连接发射电路；所述主控制器的脚连接第一电阻的一端、第一二极管的正极和第一电容的另一端；第一电阻的另一端连接第一二极管的负极和第一供电端，第一电容的另一端接地。

9、所述的超声发射电路板中，所述发射电路包括波形发生器、第一运算放大器、第二运算放大器、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；

10、所述波形发生器的sclk脚、sdio脚、dout脚、cs#脚与主控制器的spi0_clk_pu脚、spi0_din/spi0_d1/gpio67_pu脚、spi0_dout/spi0_do/gpio68_pu脚、spi0_cs/gpio12_pu脚一对一连接；波形发生器的iout1脚连接第二电容的一端和第二电阻的一端，波形发生器的iout2脚连接第二电容的另一端和第三电阻的一端；第二电阻的另一端连接第一运算放大器的反相输入端、第三电容的一端和第四电阻的一端；第三电阻的另一端连接第一运算放大器的同相输入端；第一运算放大器的电源负脚输入负供电电压，第一运算放大器的电源正脚输入正供电电压，第一运算放大器的输出端连接第三电容的另一端、第四电阻的另一端和第五电阻的一端；第五电阻的另一端连接第四电容的一端；第二运算放大器的反相输入端连接第四电容的另一端、第五电容的一端和第六电阻的一端；第二运算放大器的同相输入端接地，第二运算放大器的电源负脚输入负高压，第二运算放大器的电源正脚输入正高压，第二运算放大器的输出端连接第六电阻的另一端、第五电容的另一端和探头接口。

11、所述的超声发射电路板中，所述发射电路还包括第七电阻、第八电阻、第六电容和第七电容；

12、所述第七电阻的一端连接第六电容的一端和波形发生器的iout1脚，第七电阻的另一端连接第六电容的另一端和地，第八电阻的一端连接第七电容的一端和波形发生器的iout2脚，第八电阻的另一端连接第七电容的另一端和地。

13、所述的超声发射电路板中，所述发射电路还包括第九电阻和第十电阻；所述第九电阻连接在第二运算放大器的同相输入端与地之间，第十电阻连接在第二运算放大器的反相输入端与第四电容的另一端之间。

14、所述的超声发射电路板中，所述超声发射电路板上设有射频卡接口，所述射频卡接口内插入射频卡，主控制器的射频信号脚通过射频卡接口连接射频卡。

15、所述的超声发射电路板中，所述超声发射电路板上设有以太网接口，主控制器的以太网脚通过以太网接口外接以太网线。

16、所述的超声发射电路板中，所述超声发射电路板上设置一智能电池，主控制器的gpio31_pu/i2c0_scl脚、gpio32_pu/i2c0_sda脚对应连接智能电池的数据脚。

17、一种超声治疗仪，包括一机体和探头，其中，所述机体内设有所述的超声发射电路板，所述探头通过传输线与超声发射电路板电连接；

18、所述超声发射电路板根据输入操作生成对应波形和幅值的发射信号，输出至探头内转换为超声波并发射。

19、所述的超声治疗仪中，所述探头内的电路板上设有阻抗匹配电路和超声换能器，所述阻抗匹配电路包括第八电容、第九电容、第一电感、第二电感和第十一电阻；

20、所述第八电容的一端依次通过传输线、探头接口连接超声发射电路板上发射电路的输出端，第八电容的另一端连接第一电感的一端；第一电感的另一端连接第九电容的一端、第十一电阻的一端、第二电感的一端和超声换能器的一端；第九电容的另一端连接第十一电阻的另一端和第二电感的另一端，超声换能器的另一端接地。

21、相较于现有技术，本发明提供的超声发射电路板及超声治疗仪，所述超声发射电路板包括主控电路、发射电路、电源电路和探头接口；所述主控电路通过发射电路连接探头，电源电路连接主控电路和发射电路；所述主控电路控制机体的开关操作，根据输入操作生成对应波形的发射信号；所述发射电路对发射信号进行电流电压转换和电压放大，输出至探头内转换为超声波并发射；所述电源电路将输入的市电转换为主控电路和发射电路工作所需的若干个电压。能根据需求生成对应波形的发射信号，解决了现有超声治疗仪中发射波形不能改变的问题。同时，发射信号进行电流电压转换和电压放大，比传统脉冲发射的方波信号的信噪比高，且没有奇次谐波，后端传输线匹配更易实现。

技术特征：

1.一种超声发射电路板，连接探头，其特征在于，包括主控电路、发射电路、电源电路和探头接口；所述主控电路通过发射电路连接探头，电源电路连接主控电路和发射电路；

2.根据权利要求1所述的超声发射电路板，其特征在于，所述主控电路包括主控制器、第一电阻、第一二极管和第一电容；所述超声发射电路板上还设有显示屏接口、摄像头接口和探头接口；

3.根据权利要求2所述的超声发射电路板，其特征在于，所述发射电路包括波形发生器、第一运算放大器、第二运算放大器、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；

4.根据权利要求3所述的超声发射电路板，其特征在于，所述发射电路还包括第七电阻、第八电阻、第六电容和第七电容；

5.根据权利要求3所述的超声发射电路板，其特征在于，所述发射电路还包括第九电阻和第十电阻；所述第九电阻连接在第二运算放大器的同相输入端与地之间，第十电阻连接在第二运算放大器的反相输入端与第四电容的另一端之间。

6.根据权利要求3或5所述的超声发射电路板，其特征在于，所述超声发射电路板上设有射频卡接口，所述射频卡接口内插入射频卡，主控制器的射频信号脚通过射频卡接口连接射频卡。

7.根据权利要求3或5所述的超声发射电路板，其特征在于，所述超声发射电路板上设有以太网接口，主控制器的以太网脚通过以太网接口外接以太网线。

8.根据权利要求3或5所述的超声发射电路板，其特征在于，所述超声发射电路板上设置一智能电池，主控制器的gpio31_pu/i2c0_scl脚、gpio32_pu/i2c0_sda脚对应连接智能电池的数据脚。

9.一种超声治疗仪，包括一机体和探头，其特征在于，所述机体内设有如权利要求1-9任一项所述的超声发射电路板，所述探头通过传输线与超声发射电路板电连接；

10.根据权利要求9所述的超声治疗仪，其特征在于，所述探头内的电路板上设有阻抗匹配电路和超声换能器，所述阻抗匹配电路包括第八电容、第九电容、第一电感、第二电感和第十一电阻；

技术总结本发明公开了一种超声发射电路板及超声治疗仪，所述超声发射电路板包括主控电路、发射电路、电源电路和探头接口；所述主控电路通过发射电路连接探头，电源电路连接主控电路和发射电路；所述主控电路控制机体的开关操作，根据输入操作生成对应波形的发射信号；所述发射电路对发射信号进行电流电压转换和电压放大，输出至探头内转换为超声波并发射；所述电源电路将输入的市电转换为主控电路和发射电路工作所需的若干个电压。能根据需求生成对应波形的发射信号，解决了现有超声治疗仪中发射波形不能改变的问题。同时，发射信号进行电流电压转换和电压放大，比传统脉冲发射的方波信号的信噪比高，且没有奇次谐波，后端传输线匹配更易实现。技术研发人员：宋浩然,柴小杰,兰家富,赖钦文,毛志林,梁淑锰,林毅龙,潘荣超受保护的技术使用者：深圳市威尔德医疗电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18