Nagłówek i logo firmy Elegron

O firmieAktualnościOfertaDo pobraniaKontakt

Odbiornik do aparatu ultrasonograficznego (USG).

Projekt powstał w 2006 roku dla Ośrodka Techniki Ultradźwiękowej Teson i jest moją cegiełką w historii ultrasonografii polskiej. Był wykorzystany w produkcji takich aparatów jak Integra, Xonos, Diagson oraz Mobilo.Ultrasonograf Teson Diagson
Założeniami projektu było zachowanie pełnej kompatybilności pod względem rozmieszczenia sygnałów sterujących, zasilania oraz amplitud sygnałów wyjściowych ze wcześniej stosowanymi odbiornikami w poszczególnych aparatach oraz uniwersalność nowego odbiornika czyli możliwość zastosowania go w w/w aparatach USG.
Ponadto założenia obejmowały zastosowanie nowoczesnych układów scalonych oraz spełnienie wymogów kompatybilności elektromagnetycznej dla wyrobów medycznych, zgodność wyrobu oraz procesu produkcyjnego z ISO 9001:2000 i ISO 13485:2003.
W odbiorniku należy wyodrębnić następujące bloki:
Obwód separacyjny - wejściowy
Przedwzmacniacz ze wzmacniaczem TGC
Obwód filtrów nadążnych
Wzmacniacz logarytmiczny z demodulatorem
Wzmacniacz dopasowujący - wyjściowy
Obwód kształtowania sygnałów sterujących
Ultrasonograf Teson Integra
Obwód wejściowy:
Obejmuje elementy od gniazd sygnału wejściowego G1, G2, M1 oraz M2 do wzmacniacza AD604. Zadaniem tego obwodu jest separacja zakłóceń, jakie wnosi nadajnik oraz zabezpieczenie wejść wzmacniacza AD604 przed wysokonapięciowymi impulsami nadawczymi (napięcie impulsu max +300V/-300V). Ultrasonograf Teson Xonos
Separację pełnią diody D1, D2, D5 oraz D6. Zastosowane diody mają bardzo małe pojemności i stanowią doskonałą barierę dla wszelkiego szumu i drobnych zakłóceń pochodzących zarówno z nadajnika, jak i z innych obwodów aparatu USG takich jak chociażby sterujący wszystkim komputer. Jednocześnie diody te są na tyle szybkie oraz wytrzymałe aby przenieść impuls nadawczy. Czas trwania impulsu to od 50 do 120 ns, a prąd w impulsie dochodzi nawet do 35A.
Zabezpieczenie wejścia wzmacniacza AD604 stanowią diody D7 do D10, które zwierają wszelkie sygnały o amplitudzie przekraczającej ich napięcie przewodzenia czyli ok. 0.65V.
Obraz z USG
Przedwzmacniacz:
Układ scalony AD604 posiada w swej strukturze dwa przedwzmacniacze wejściowe o stałym wzmocnieniu oraz wzmacniacz VGA (Variable Gain Amplifier).
Przedwzmacniacz charakteryzuje się bardzo małymi szumami oraz zapewnia dopasowanie sygnału wejściowego dla wzmacniacza VGA.
Zastosowanie wzmacniacza VGA (napięciowa regulacja wzmocnienia) konieczne jest ze względu na charakterystykę echa ultradźwiękowego, którego amplituda bardzo różni się w zależności od pokonanej drogi. Oznacza to, że sygnały docierające z obszarów blisko położonych mają wielokrotnie większą amplitudę od sygnałów przychodzących z głębiej położonych struktur o takiej samej echogeniczności.
Odpowiednio przygotowany przez komputer sterujący sygnał (TGC time gain control) jest doprowadzany do wejść sterujących układu AD604 (VGN1 oraz VGN2) za pośrednictwem klucza analogowego 4052 (Analog Multiplexer).
Obraz z USG
Filtry nadążne:
Obwód filtrów nadążnych zbudowany jest z tranzystorów T1 do T5 i jest wzmacniaczem selektywnym, w którym rolę filtra pełnią cewki L7, L8 wraz z diodami pojemnościowymi (DD212) VD1 i VD2.
Rolą filtra jest wyodrębnienie sygnału o największej ilości informacji z echa sygnału ultradźwiękowego. Filtr ten pełni podobną rolę jak wcześniej opisany wzmacniacz VGA lecz różni się metodą wzmocnienia. Sygnały o niższych częstotliwościach docierają głębiej lecz niosą ze sobą mniejszą ilość informacji, dlatego też z początkowego echa ultradźwiękowego (tuż za impulsem nadawczym) odbierane są echa zawierające wysokie harmoniczne niosące dużą ilość informacji (wysoka rozdzielczość), a wraz ze spadkiem amplitudy filtr przestraja się na coraz niższe częstotliwości.
Sygnał sterujący do tego filtra powstaje w obwodzie kształtowania impulsów i nazywa się TFCIN (time frequency control).

Obraz z USGWzmacniacz logarytmiczny:
Bezpośrednio z wyjścia filtra nadążnego sygnał wprowadzany jest to wzmacniacza logarytmicznego AD606. Rolą tego układu jest wyrównanie amplitudy echa ultrasonograficznego w całym czasie jego trwania oraz demodulację tego sygnału.

Wzmacniacz dopasowujący - wyjściowy
Jako że odbiornik miał współpracować z wieloma różnymi aparatami musiał posiadać odpowiedni stopień dopasowujący. Rolę tego wzmacniacza pełni AD603 który podobnie ja AD604 jest wzmacniaczem VGA z tą tylko różnicą, że poziom wzmocnienia jest stały, a zmienia się jedynie w sytuacji zmiany wejścia sygnałowego np. dla sygnału ze sterownika LC (sondy elektroniczne). Ma on zapewnić odpowiednią amplitudę sygnału wejściowego jak również jego poziom dla przetwornika A/C.

schemat odbiornika USG schemat odbiornika USG


Co prawda firma, dla której był zrobiony ten projekt, już nie istnieje, ale ze względu ochrony własnych interesów niektóre wartości elementów zostały zmienione w stosunku do oryginalnego projektu.

W dziale "do pobrania" znajduje się pakiet dodatkowych informacji i dokumentacja uzupełniająca.

Alpar Teson TME plSerwis Proton Krzaczek Wezan Elgis Faldruk Serwison STM Wąsik Chronoss KN products