ВУЗ:
Составители:
46
1.12. УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ СИСТЕМЫ
Ультразвуковые системы, как медицинские, так и промышленные,
используют фокусные методы визуализации для достижения качества
изображения далеко за пределами того, что может быть достигнуто по-
средством одного канала. Используя массив приёмников, можно постро-
ить изображение высокой чёткости с перемещением по времени, масшта-
бированием и изменением энергии сигнала. Понятия временного сдвига и
масштабирования основаны на приёме сигналов массивом датчиков, что
предоставляет возможность фокусировать акустический луч на одной
точке в области сканирования. В дальнейшем в результате получения от-
ражённого сигнала, сфокусированного из разных точек, собирается изо-
бражение лоцируемого участка.
Структурная схема ультразвукового сканера представлена на
рис. 1.13. При сканировании одновременно излучаются импульсы от всех
элементов датчика (8…512). Импульсы «освещают» отдельные области
тела человека. После передачи датчики тут же переключаются в режим
приёма. Акустический импульс в виде звуковой волны распространяется
через тело, как правило, в диапазоне 1…15 MГц. Сигнал ослабевает быст-
ро и падает пропорционально квадрату расстояния. Как только сигнал
проходит участки с различными акустическими характеристиками тела
человека, энергия фронта волны отражается. Эхосигнал отражается и об-
наруживается электронными средствами аппарата. Сигналы, отражённые
близко к поверхности, будут очень сильными, в то время как сигналы,
которые отражаются из глубины тела, будут очень слабыми.
Из-за ограничения на мощность ультразвуковой энергии, которая
может быть направлена в тело человека, промышленность разрабатывает
чрезвычайно чувствительные электронные приёмники. Получение сигна-
ла от фокальной точки, расположенной близко к поверхности, требует
небольшого усиления сигнала. Эту область называют также ближней зо-
ной. В то же время получать сигналы от фокусных точек, расположенных
глубоко в теле, крайне сложно и такие сигналы должны быть усилены в
тысячу раз и более. Этот регион называют дальней зоной. В режиме мак-
симального усиления существует предел производительности системы,
зависящий от источников шума в канале приёма. Основными источника-
ми шума являются сборка преобразователь–кабель и малошумящий при-
ёмник-усилитель. В режиме минимального усиления предел производи-
тельности определяется величиной входного сигнала. Соотношение этих
двух сигналов определяет динамический диапазон системы.
Между усилителем и АЦП необходима низкочастотная фильтрация
для сглаживания, фильтрации и ограничения шумов пропускной способ-
ности. Часто здесь используются двух- или пятиполосные фильтры. Ана-
лого-цифровые преобразователи, как правило, 10- и 12-битные. При се-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- …
- следующая ›
- последняя »
