介入治療用超聲波能量控制電路的製作方法
2023-12-10 13:43:42
介入治療用超聲波能量控制電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種介入治療用超聲波能量控制電路，涉及超聲波【技術領域】，所述控制電路包括：依次連接的信號發生器、功率放大器、匹配網絡、超聲換能器和反饋電路，所述反饋電路與所述信號發生器連接，所述信號發生器用於產生正弦波，所述功率放大器用於對所述正弦波進行信號放大，所述匹配網絡用於對信號放大後的正弦波進行阻抗和功率匹配，所述超聲換能器用於對阻抗和功率匹配後的正弦波進行電能/機械能的轉化，所述反饋電路用於檢測所述超聲換能器的功率、頻率和阻抗，並將檢測到的功率、頻率和阻抗發送至所述信號發生器。本實用新型通過設置反饋電路，實現了自動跟蹤穩定，以保證超聲波發射裝置的超聲波能量的穩定性。
【專利說明】介入治療用超聲波能量控制電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及超聲波【技術領域】，特別涉及一種介入治療用超聲波能量控制電路。
【背景技術】
[0002]超聲波是指在彈性介質中傳播的聲源振動頻率大於20，OOOHz的機械波，具有以下物理特性:(I)方向性好。由於超聲波的頻率高，波長短，接近紅外線的波長，因此和光線一樣，具有較強的方向性，形成超聲波束，能沿一定的方向傳播，可以定向發射超聲能量；
[2]反射和透射。超聲波在體內傳播中碰到不同組織密度形成的界面時，一部分產生反射波，另一部分可透過該界面進入深層組織。透射波遇到深層界面又可產生新的反射和透射波，如此直達深部。因此超聲能量在傳播方向上具有一定的穿透性，同時反射回來的超聲信號又能通過超聲換能器的逆壓電效應轉變為電信號，從而分析和反饋超聲能量傳播情況，並可用於成像；(3)穿透性與解析度。超聲波的頻率越高，分辨力就越高，但穿透力越低。相反，頻率越低，穿透力就越強，但分辨力較差。
[0003]除了以上物理特性以外，超聲波作用於人體時也會產生三大效應，分別是:(I)機械效應。機械效應是超聲波特有的一種基本的原發的作用。超聲波在人體組織中傳遞時，細胞與體液成為超聲波在體內傳遞的介質，從而可以使細胞間產生相對運動。因此超聲波對組織內物質和細胞可以產生一種「微細按摩」的作用。這種作用可引起細胞功能的改變，可引起生物體的許多反應。超聲波的機械作用可軟化組織、增強滲透、提高代謝、促進血液循環、刺激神經系統及細胞功能；(2)熱效應。超聲波作用於機體時可產生熱，超聲波熱作用的獨特之處是除普遍吸收之外，還可選擇性加熱，主要是在兩種不同介質的交界面上生熱較多，因此可根據治療部位及其深度的不同，選擇合適的超聲頻率和功率；(3)空化效應，空化效應是基於超聲波的機械效應和熱效應，可繼發許多物理的或化學的變化。具有物理學特性的超聲機械振動，以及在此基礎上產生的分布特殊的「內生熱」和必然引起的生物理化改變。與此同時，超聲可在體液、血液中進行傳播，屬於非接觸式能量傳遞形式，因此可以不直接接觸組織或管腔而達到治療的目的，可減少對人體的損傷。正是基於以上特點，目前超聲已廣泛應用於成像、檢測、理療和消融等醫療領域。
[0004]由於現有技術中的超聲波發生裝置均用於檢測病灶，即通過發射超聲波確定人體內的病變位置，而現有技術中的超聲波發射裝置由於發射的超聲波能量不穩定，導致無法應用於對超聲波能量的穩定性要求非常高的血管內疾病治療。
實用新型內容
[0005](一)要解決的技術問題
[0006]本實用新型要解決的技術問題是:如何保證超聲波發射裝置的超聲波能量的穩定性。
[0007](二)技術方案[0008]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種介入治療用超聲波能量控制電路，所述控制電路包括:依次連接的信號發生器、功率放大器、匹配網絡、超聲換能器和反饋電路，所述反饋電路與所述信號發生器連接，所述信號發生器用於產生正弦波，所述功率放大器用於對所述正弦波進行信號放大，所述匹配網絡用於對信號放大後的正弦波進行阻抗和功率匹配，所述超聲換能器用於對阻抗和功率匹配後的正弦波進行電能/機械能的轉化，所述反饋電路用於檢測所述超聲換能器的功率、頻率和阻抗，並將檢測到的功率、頻率和阻抗發送至所述信號發生器。
[0009]其中，所述信號發生器包括:時鐘晶體、主控制器、數字合成器和模擬轉換器，所述時鐘晶體用於產生參考時鐘，並輸出至所述數字合成器，所述主控制器將頻率和相位傳輸至所述數字合成器，所述數字合成器將合成的信號發送至所述模擬轉換器，由所述模擬轉換器進行數模轉換，以獲得與所述頻率和相位對應的正弦波，所述主控制器接收所述檢測到的功率、頻率和阻抗。
[0010]其中，所述功率放大器包括:場效應電晶體和電阻，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端及偏置電壓分別連接，所述場效應電晶體的源極與高電平、所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述偏置電壓和所述場效應電晶體的柵極之間設有電感，所述電阻的第一端和所述場效應電晶體的源極之間連有第一電容，所述高電平和所述場效應電晶體的源極之間連有LC並聯電路，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端之間連有第二電容，所述場效應電晶體的漏極接地。
[0011]其中，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、電阻和兩個場效應電晶體，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端連接，所述功率分配器的兩個輸出端與所述兩個場效應電晶體的柵極一一對應連接，所述兩個場效應電晶體的漏極均接地，所述兩個場效應電晶體的源極分別與所述功率耦合器的兩個輸入端一一對應連接，所述功率耦合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述功率耦合器的輸出端和所述電阻的第一端之間設有電容，所述電阻的第一端與地之間連有LC並聯電路。
[0012]其中，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、電阻和兩個場效應電晶體，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端連接，所述功率分配器的兩個輸出端與所述兩個場效應電晶體的柵極一一對應連接，所述兩個場效應電晶體的漏極均接地，所述兩個場效應電晶體的源極分別與所述功率耦合器的兩個輸入端一一對應連接，所述功率耦合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述功率耦合器的輸出端和所述電阻的第一端之間設有LC串聯電路。
[0013]其中，所述功率放大器包括:場效應電晶體和電阻，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端及偏置電壓分別連接，所述場效應電晶體的源極與高電平、所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述場效應電晶體的漏極接地，所述偏置電壓和所述場效應電晶體的柵極之間設有第一電感，所述高電平與所述場效應電晶體的源極之間連有第二電感，所述功率放大器的輸出端和所述場效應電晶體的源極之間連有LC串聯電路，所述場效應電晶體的源極與地之間連有第一電容，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端之間連有第二電容。[0014]其中，所述功率放大器包括:場效應電晶體和電阻，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端及偏置電壓分別連接，所述場效應電晶體的第二端與高電平、所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述場效應電晶體的漏極接地，所述偏置電壓和所述場效應電晶體的柵極之間設有第一電感，所述高電平與所述場效應電晶體的源極之間連有第二電感，所述場效應電晶體的源極與所述電阻的第一端之間串聯有第一電容和第一 LC並聯電路，所述電阻的第一端與地之間連有第二LC並聯電路，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端之間連有第二電容。
[0015]其中，所述功率放大器包括:電阻、兩個場效應電晶體和兩個二極體，所述兩個場效應電晶體的柵極均與所述信號發生器的輸出端連接，第一場效應電晶體的漏極與第二場效應電晶體的源極、第一二極體的陽極及第二二極體的陰極分別連接，所述第一場效應電晶體的源極與高電平、地、第一二極體的陰極、電阻的第一端及所述功率放大器的輸出端分別連接，所述第一場效應電晶體的源極與高電平之間連有電感，所述第一場效應電晶體的源極與地之間連有第一電容，所述第二場效應電晶體的漏極接地，所述第二二極體的陽極接地，所述電阻的第二端接地，所述電阻的第一端與所述第一場效應電晶體的源極之間連有串聯的第二電感和第二電容，所述電阻的第一端與地之間連有第三電容。
[0016]其中，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、輸入阻抗匹配網絡、輸出阻抗匹配網絡和兩個場效應電晶體，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端連接，所述功率分配器的兩個輸出端分別與所述兩個場效應電晶體的柵極一一對應連接，所述功率分配器的兩個輸出端之間串聯有兩個第一電感，所述兩個第一電感的連接點與偏置電壓及地分別連接，所述兩個第一電感的連接點與地之間連有第一電容，第一場效應電晶體的漏極與地及第二場效應電晶體的源極分別連接，所述第一場效應電晶體的源極及所述第二場效應電晶體的漏極與所述輸出阻抗匹配網絡的兩個輸入端一一對應連接，所述第一場效應電晶體的源極和所述第二場效應電晶體的漏極之間串聯有兩個第二電感，所述兩個第二電感的連接點與高電平及地分別連接，所述兩個第二電感的連接點與地連有第二電容，所述輸出阻抗匹配網絡的兩個輸出端與所述功率耦合器的兩個輸入端一一對應連接，所述功率耦合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端連接。
[0017](三)有益效果
[0018]本實用新型通過設置反饋電路，將檢測到的超聲換能器的功率、頻率和阻抗發送至信號發生器，便於信號發生器調整所產生正弦波的頻率和相位，實現了自動跟蹤穩定，以保證超聲波發射裝置的超聲波能量的穩定性。
[0019]本實用新型還通過設置的功率放大器電路結構進一步提高了超聲波發射裝置的超聲波能量的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型一種實施方式的介入治療用超聲波能量控制電路的結構框圖；
[0021]圖2是圖1所示的介入治療用超聲波能量控制電路中信號發生器的電路框圖；
[0022]圖3是本實用新型第一種實施例的介入治療用超聲波能量控制電路中功率放大器的電路原理圖；
[0023]圖4是本實用新型第二種實施例的介入治療用超聲波能量控制電路中功率放大器的電路原理圖；
[0024]圖5是本實用新型第三種實施例的介入治療用超聲波能量控制電路中功率放大器的電路原理圖；
[0025]圖6是本實用新型第四種實施例的介入治療用超聲波能量控制電路中功率放大器的電路原理圖；
[0026]圖7是本實用新型第五種實施例的介入治療用超聲波能量控制電路中功率放大器的電路原理圖；
[0027]圖8是本實用新型第六種實施例的介入治療用超聲波能量控制電路中功率放大器的電路原理圖；
[0028]圖9是本實用新型第七種實施例的介入治療用超聲波能量控制電路中功率放大器的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。
[0030]圖1是本實用新型一種實施方式的介入治療用超聲波能量控制電路的結構框圖；參照圖1，所述控制電路包括:依次連接的信號發生器、功率放大器、匹配網絡、超聲換能器和反饋電路，所述反饋電路與所述信號發生器連接，所述信號發生器用於產生正弦波，所述功率放大器用於對所述正弦波進行信號放大，所述匹配網絡用於對信號放大後的正弦波進行阻抗和功率匹配，所述超聲換能器用於對阻抗和功率匹配後的正弦波進行電能/機械能的轉化，所述反饋電路用於檢測所述超聲換能器的功率、頻率和阻抗，並將檢測到的功率、頻率和阻抗發送至所述信號發生器。
[0031]實施例1
[0032]參照圖2，本實施例中，所述信號發生器包括:時鐘晶體、主控制器、數字合成器和模擬轉換器，所述時鐘晶體用於產生參考時鐘，並輸出至所述數字合成器，所述主控制器將頻率和相位傳輸至所述數字合成器，所述數字合成器將合成的信號發送至所述模擬轉換器，由所述模擬轉換器進行數模轉換，以獲得與所述頻率和相位對應的正弦波，所述主控制器接收所述檢測到的功率、頻率和阻抗。
[0033]本實施例中，所述主控制器與所述數字合成器之間還包括數據輸入寄存器和頻率/相位寄存器，所述主控制器通過串行輸入或並行輸入的方式將頻率和相位傳輸至所述數據輸入寄存器中寄存，再轉發至所述頻率/相位寄存器，最後由頻率/相位寄存器將頻率和相位傳輸至所述數字合成器，通過設置所述數據輸入寄存器和頻率/相位寄存器避免了外部接口的變化問題，保證了數據傳輸的正確率；
[0034]本實施例中，所述信號發生器還包括:模擬信號輸出器，所述與所述頻率和相位對應的正弦波由模擬信號輸出器進行驅動能力等參數的調整後，進行輸出，保證了正弦波的穩定性。
[0035]實施例2
[0036]參照圖3，本實施例中，所述功率放大器包括:場效應電晶體T和電阻&，所述場效應電晶體T的柵極與所述信號發生器的輸出端Vi及偏置電壓Vbias分別連接，所述場效應電晶體T的源極與高電平Vdd、所述功率放大器的輸出端V。及所述電阻&的第一端分別連接，所述電阻&的第二端接地，所述偏置電壓Vbias和所述場效應電晶體T的柵極之間設有電感L1，所述電阻&的第一端和所述場效應電晶體T的源極之間連有第一電容C2，所述高電平vdd和所述場效應電晶體T的源極之間連有LC並聯電路(即圖中的Ltl和Ctl),所述場效應電晶體T的柵極與所述信號發生器的輸出端Vi之間連有第二電容C1，所述場效應電晶體T的漏極接地。
[0037]電感Ltl和電容Ctl諧振在工作頻率。當電晶體以本實施例的方式工作時，在整個周期內是全通的。本實施例的功率放大器的工作效率由靜態功耗和動態功耗相加構成。靜態功耗主要由功放的靜態工作點決定，可通過調整靜態工作點使得電晶體在整個周期是全通的。當電晶體全通時，為了保證整個周期全通，需要調節較高的靜態工作點才能保證較低的動態失真。因此會引起較大的靜態直流功耗。由於靜態功耗較高，故相同的動態功耗輸出，但是實際效率相差甚大。漏電流iD和輸出電壓VO的波形為正弦波，功率放大器工作的實際效率大約為30%。
[0038]當電晶體以本實施例的方式工作時，可通過調整靜態工作點，使得電晶體的導通角小於半個周期。漏電流iD的輸出波形為小於半個周期的部分正弦波，輸出電壓VO的波形為正弦波。由於電晶體的導通角較小，靜態工作點可以調低，減小電晶體的靜態功耗。因此功率放大器工作的實際效率大約為80%。
[0039]實施例3 [0040]參照圖4，本實施例中，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、電阻&和兩個場效應電晶體T1、T2，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端Vi連接，所述功率分配器的兩個輸出端與所述兩個場效應電晶體！\、T2的柵極一一對應連接，所述兩個場效應電晶體?\、τ2的漏極均接地，所述兩個場效應電晶體?\、τ2的源極分別與所述功率率禹合器的兩個輸入端對應連接，所述功率I禹合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端V0及所述電阻&的第一端分別連接，所述電阻&的第二端接地，所述功率耦合器的輸出端和所述電阻&的第一端之間設有電容C1，所述電阻&的第一端與地之間連有LC並聯電路(即圖中的Ltl和C。)。
[0041]電感LO和電容CO諧振在工作頻率。當電晶體以本實施例的方式工作時，電晶體的導通角大於半個周期小於一個周期(通常導通角為半個周期)。漏電流iDl和iD2的輸出電壓VO的波形為略大於半個周期的部分正弦波。由於功率放大器電路工作在對管工作狀態，推輓輸出可以獨立調節每個功率放大器的靜態工作點。輸出電流iD和輸出電壓VO的波形為正弦波。本實施例的功率放大器工作的實際效率大約為60%。
[0042]實施例4
[0043]參照圖5，本實施例中，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、電阻&和兩個場效應電晶體T1、T2，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端Vi連接，所述功率分配器的兩個輸出端與所述兩個場效應電晶體！\、T2的柵極一一對應連接，所述兩個場效應電晶體?\、τ2的漏極均接地，所述兩個場效應電晶體?\、τ2的源極分別與所述功率率禹合器的兩個輸入端對應連接，所述功率I禹合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端V0及所述電阻&的第一端分別連接，所述電阻&的第二端接地，所述功率耦合器的輸出端和所述電阻&的第一端之間設有LC串聯電路(即圖中的Ltl和CtlX[0044]電感LO和電容CO諧振在工作頻率。當電晶體以本實施例的方式工作時，工作方式如同一雙極性開關，電晶體的輸出電壓和電流波形均為方波。漏電壓VDl和VD2的輸出波形均為方波，輸出電壓VO的波形為正弦波。功率放大器完全工作在非線性放大區，故源漏極電壓壓降低，可以減小功率放大器的動態功耗。由於是非線性放大，故輸出波形實際較差，特別是諧波特性會比線性放大的功率放大器質量差。因此通過在輸出端加入LC串聯電路進行選頻特性，提高輸出波形質量。本實施例的功率放大器工作的實際效率也較高。
[0045]實施例5
[0046]參照圖6,本實施例中,所述功率放大器包括:場效應電晶體T和電阻Rlj,所述場效應電晶體T的柵極與所述信號發生器的輸出端Vi及偏置電壓Vbias分別連接，所述場效應電晶體T的源極與高電平Vdd、所述功率放大器的輸出端V。及所述電阻&的第一端分別連接，所述電阻&的第二端接地，所述場效應電晶體T的漏極接地，所述偏置電壓Vbias和所述場效應電晶體T的柵極之間設有第一電感L1，所述高電平Vdd與所述場效應電晶體T的源極之間連有第二電感L2，所述功率放大器的輸出端V。和所述場效應電晶體T的源極之間連有LC串聯電路(即圖中的Ltl和Ctl),所述場效應電晶體T的源極與地之間連有第一電容C1，所述場效應電晶體T的柵極與所述信號發生器的輸出端Vi之間連有第二電容C2。
[0047]電感LO和電容CO諧振在工作頻率。當電晶體以本實施例的方式工作時，電晶體工作在開關狀態。電流iD和輸出電壓VO的輸出波形共軛，輸出電壓VO的波形為一個有相位延遲的正弦波。本實施例的功率放大器工作的實際效率較高。
[0048]實施例6
[0049]參照圖7，本實施例中，所述功率放大器包括:場效應電晶體T和電阻&，所述場效應電晶體T的柵極與所述信號發生器的輸出端Vi及偏置電壓Vbias分別連接，所述場效應電晶體T的第二端與高電平Vdd、所述功率放大器的輸出端V。及所述電阻&的第一端分別連接，所述電阻&的第二端接地，所述場效應電晶體T的漏極接地，所述偏置電壓Vbias和所述場效應電晶體T的柵極之間設有第一電感L1，所述高電平Vdd與所述場效應電晶體T的源極之間連有第二電感L2，所述場效應電晶體T的源極與所述電阻&的第一端之間串聯有第一電容C2和第一 LC並聯電路(即圖中的L3和C3),所述電阻&的第一端與地之間連有第二LC並聯電路(即圖中的Ltl和Ctl),所述場效應電晶體T的柵極與所述信號發生器的輸出端Vi之間連有第二電容Q。
[0050]該實施例是一種三階諧波峰化的功率放大器。電感LO和電容CO諧振在工作頻率。電感L3和電容C3諧振在三次諧波頻率。當電晶體以本實施例的方式工作時，電晶體工作在開關狀態。輸出電流iD的輸出波形為半個周期正弦波，輸出電壓VO的波形為正弦波。
[0051]實施例7
[0052]參照圖8，本實施例中，所述功率放大器包括:電阻&、兩個場效應電晶體！\、T2和兩個二極體HpH2，所述兩個場效應電晶體I\、T2的柵極均與所述信號發生器的輸出端Vi連接，第一場效應電晶體T1的漏極與第二場效應電晶體T2的源極、第一二極體H1的陽極及第二二極體H2的陰極分別連接，所述第一場效應電晶體T1的源極與高電平Vdd、地、第一二極體H1的陰極、電阻&的第一端及所述功率放大器的輸出端V。分別連接，所述第一場效應電晶體T1的源極與高電平Vdd之間連有電感L1，所述第一場效應電晶體T1的源極與地之間連有第一電容C2，所述第二場效應電晶體T2的漏極接地，所述第二二極體H2的陽極接地，所述電阻&的第二端接地，所述電阻&的第一端與所述第一場效應電晶體T1的源極之間連有串聯的第二電感Ltl和第二電容C1，所述電阻的第一端與地之間連有第三電容Q。
[0053]電感LO和電容CO組成一個低通濾波器。本實施例的功率放大器等效為一個輸出為方波的雙位置開關，輸出經過一個低通濾波器使慢變直流或者平均部分加載到負載上。漏極電壓VD2為方波，輸出電壓VO的波形為正弦波。
[0054]實施例8
[0055]參照圖9，本實施例中，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、輸入阻抗匹配網絡、輸出阻抗匹配網絡和兩個場效應電晶體！\、T2，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端Vi連接，所述功率分配器的兩個輸出端分別與所述兩個場效應電晶體TpT2的柵極一一對應連接，所述功率分配器的兩個輸出端之間串聯有兩個第一電感LpL2,所述兩個第一電感U、L2的連接點與偏置電壓-Vbias及地分別連接，所述兩個第一電感U、L2的連接點與地之間連有第一電容C1，第一場效應電晶體T1的漏極與地及第二場效應電晶體T2的源極分別連接，所述第一場效應電晶體T1的源極及所述第二場效應電晶體T2的漏極與所述輸出阻抗匹配網絡的兩個輸入端一一對應連接，所述第一場效應電晶體T1的源極和所述第二場效應電晶體T2的漏極之間串聯有兩個第二電感L3、L4，所述兩個第二電感的L3> L4連接點與高電平vdd及地分別連接,所述兩個第二電感L3、L4的連接點與地連有第二電容C2，所述輸出阻抗匹配網絡的兩個輸出端與所述功率耦合器的兩個輸入端一一對應連接，所述功率耦合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端連接。
[0056]本實施例中配置功率耦合器和功率分配器。本實施例採用推挽功率放大器而不是差分功率放大器。兩者之間的不同之處在於差分功率放大器具有共模抑制的能力，而推挽功率放大器不具有該能力。結構上的不同在於差分功率放大器的電晶體對之間有一個共用的尾電阻，推挽式功率放大器沒有該電阻。
[0057]推挽式功率放大器的效率高於差分功率放大器。在差分功率放大器中，尾電阻為一個負反饋電阻。它降低了輸出功率以獲得更好的線性度和直流偏置。在推挽式功率放大器中，由於沒有尾電阻的存在，輸出功率高於差分功率放大器，因此更適合作為功率放大器。
[0058]以上實施方式僅用於說明本實用新型，而並非對本實用新型的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本實用新型的範疇，本實用新型的專利保護範圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種介入治療用超聲波能量控制電路，其特徵在於，所述控制電路包括:依次連接的信號發生器、功率放大器、匹配網絡、超聲換能器和反饋電路，所述反饋電路與所述信號發生器連接，所述信號發生器用於產生正弦波，所述功率放大器用於對所述正弦波進行信號放大，所述匹配網絡用於對信號放大後的正弦波進行阻抗和功率匹配，所述超聲換能器用於對阻抗和功率匹配後的正弦波進行電能/機械能的轉化，所述反饋電路用於檢測所述超聲換能器的功率、頻率和阻抗，並將檢測到的功率、頻率和阻抗發送至所述信號發生器。
2.如權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述信號發生器包括:時鐘晶體、主控制器、數字合成器和模擬轉換器，所述時鐘晶體用於產生參考時鐘，並輸出至所述數字合成器，所述主控制器將頻率和相位傳輸至所述數字合成器，所述數字合成器將合成的信號發送至所述模擬轉換器，由所述模擬轉換器進行數模轉換，以獲得與所述頻率和相位對應的正弦波，所述主控制器接收所述檢測到的功率、頻率和阻抗。
3.如權利要求1或2所述的控制電路，其特徵在於，所述功率放大器包括:場效應電晶體和電阻，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端及偏置電壓分別連接，所述場效應電晶體的源極與高電平、所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述偏置電壓和所述場效應電晶體的柵極之間設有電感，所述電阻的第一端和所述場效應電晶體的源極之間連有第一電容，所述高電平和所述場效應電晶體的源極之間連有LC並聯電路，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端之間連有第二電容，所述場效應電晶體的漏極接地。
4.如權利要求1或2所述的控制電路，其特徵在於，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、電阻和兩個場效應電晶體，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端連接，所述功率分配器的兩個輸出端與所述兩個場效應電晶體的柵極一一對應連接，所述兩個場效應電晶體 的漏極均接地，所述兩個場效應電晶體的源極分別與所述功率率禹合器的兩個輸入端對應連接，所述功率I禹合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述功率耦合器的輸出端和所述電阻的第一端之間設有電容，所述電阻的第一端與地之間連有LC並聯電路。
5.如權利要求1或2所述的控制電路，其特徵在於，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、電阻和兩個場效應電晶體，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端連接，所述功率分配器的兩個輸出端與所述兩個場效應電晶體的柵極一一對應連接，所述兩個場效應電晶體的漏極均接地，所述兩個場效應電晶體的源極分別與所述功率率禹合器的兩個輸入端對應連接，所述功率I禹合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述功率耦合器的輸出端和所述電阻的第一端之間設有LC串聯電路。
6.如權利要求1或2所述的控制電路，其特徵在於，所述功率放大器包括:場效應電晶體和電阻，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端及偏置電壓分別連接，所述場效應電晶體的源極與高電平、所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述場效應電晶體的漏極接地，所述偏置電壓和所述場效應電晶體的柵極之間設有第一電感，所述高電平與所述場效應電晶體的源極之間連有第二電感，所述功率放大器的輸出端和所述場效應電晶體的源極之間連有LC串聯電路，所述場效應電晶體的源極與地之間連有第一電容，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端之間連有第二電容。
7.如權利要求1或2所述的控制電路，其特徵在於，所述功率放大器包括:場效應電晶體和電阻，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端及偏置電壓分別連接，所述場效應電晶體的第二端與高電平、所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述場效應電晶體的漏極接地，所述偏置電壓和所述場效應電晶體的柵極之間設有第一電感，所述高電平與所述場效應電晶體的源極之間連有第二電感，所述場效應電晶體的源極與所述電阻的第一端之間串聯有第一電容和第一 LC並聯電路，所述電阻的第一端與地之間連有第二 LC並聯電路，所述場效應電晶體的柵極與所述信號發生器的輸出端之間連有第二電容。
8.如權利要求1或2所述的控制電路，其特徵在於，所述功率放大器包括:電阻、兩個場效應電晶體和兩個二極體，所述兩個場效應電晶體的柵極均與所述信號發生器的輸出端連接，第一場效應電晶體的漏極與第二場效應電晶體的源極、第一二極體的陽極及第二二極體的陰極分別連接，所述第一場效應電晶體的源極與高電平、地、第一二極體的陰極、電阻的第一端及所述功率放大器的輸出端分別連接，所述第一場效應電晶體的源極與高電平之間連有電感，所述第一場效應電晶體的源極與地之間連有第一電容，所述第二場效應電晶體的漏極接地，所述第二二極體的陽極接地，所述電阻的第二端接地，所述電阻的第一端與所述第一場效應電晶體的源極之間連有串聯的第二電感和第二電容，所述電阻的第一端與地之間連有第三電容。
9.如權利要求1或2所述的控制電路，其特徵在於，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、輸入阻抗匹配網絡、輸出阻抗匹配網絡和兩個場效應電晶體，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端連接，所述功率分配器的兩個輸出端分別與所述兩個場效應電晶體的柵極一一對應連接，所述功率分配器的兩個輸出端之間串聯有兩個第一電感，所述兩個第一電感的連接點與偏置電壓及地分別連接，所述兩個第一電感的連接點與地之間連有第一電容，第一場效應電晶體的漏極與地及第二場效應電晶體的源極分別連接，所述第一場 效應電晶體的源極及所述第二場效應電晶體的漏極與所述輸出阻抗匹配網絡的兩個輸入端一一對應連接，所述第一場效應電晶體的源極和所述第二場效應電晶體的漏極之間串聯有兩個第二電感，所述兩個第二電感的連接點與高電平及地分別連接，所述兩個第二電感的連接點與地連有第二電容，所述輸出阻抗匹配網絡的兩個輸出端與所述功率稱合器的兩個輸入端對應連接，所述功率稱合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端連接。
【文檔編號】H03L7/08GK203675095SQ201420042322
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月22日 優先權日:2014年1月22日
【發明者】王挺, 許天剛, 董颯英, 蒲忠傑, 趙士勇, 楊永森, 王超, 黃晶 申請人:樂普（北京）醫療器械股份有限公司