球面聚焦超聲高精度相控信號的設(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聚焦的聲場增益和聲場，其誤差越大，聲場增益越小，相應(yīng)的聲場強(qiáng)度偏差就越大，從而影響到整個HIFU治療的最終治療效果。
　　球面聚焦超聲相控信號設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在相差精度高，輸出信號多等指標(biāo)要求。若采取通常的時鐘計(jì)數(shù)法，其精度由時鐘頻率決定，要實(shí)現(xiàn)高精度，時鐘頻

2、率會很高，而時鐘頻率越高，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鐘邊沿來觸發(fā)信號的輸出，若選擇器的不同輸入信號到達(dá)路徑不同，它們各自的延時各不相關(guān)，這種絕對延時會影響輸出信號的穩(wěn)定。
　　數(shù)字游標(biāo)測量法是用來提高周期和時間間隔測量準(zhǔn)確度的一種方法，該方法將測量的精度轉(zhuǎn)換為時標(biāo)脈沖周期和游標(biāo)脈沖周期的差，其差值越小，測量的精度就越高。它可以在保證脈沖周期差值足夠小(測量精度足夠高)的前提下增大脈沖周期

3、，降低時鐘頻率。據(jù)此，本文提出了一種既提高信號觸發(fā)延時精度又保證時鐘頻率足夠低的辦法--數(shù)字游標(biāo)定相法。
　　FPGA芯片時鐘資源豐富，通用管腳配置方便，是進(jìn)行相控信號設(shè)計(jì)的理想選擇。利用FPGA實(shí)現(xiàn)上述的方法，可以完成對球面超聲高精度相控信號的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。針對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驅(qū)動模塊，最后搭建了一個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)過電