[实用新型]一种多普勒诊断仪解调电路

说明书

技术领域

本产品涉及电子产品领域，具体涉及一种多普勒诊断仪解调电路。 

背景技术

经颅多普勒诊断仪（TCD）是通过超声探头向脑颅或其它部位的血管发射高频超声波信号，然后根据检测到的反射信号中的多普勒频移和幅度，来计算出血管的流速等一系列参数，作为医学诊断的参考。它的发射信号频率通常为1MHz到20MHz，幅度为4V到150V，反射信号中有效信号频率为30Hz到20KHz，幅度约为5uV到5mV，而脉冲探头的近场反射干扰信号幅度约为50mV到15V。因此，其探头接收电路要求具有宽动态范围、高线性度、高灵敏度、低噪声和很好的频率选择性，作为接收电路核心的解调电路对系统的性能有决定性的影响。 

传统的经颅多普勒诊断仪中，超声探头信号的解调有两种方式：一种是前端直接数字化的全数字解调方式，利用超高速模数转换器 (ADC)，将探头信号直接量化采集，再通过复杂的数字信号处理技术，以数字解调方式检测出有用的多普勒频移信号，如图1所示；另一种是直接变频，通过模拟解调得到有用的多普勒频移信号，然后进行数字化处理，如图2所示。 

全数字解调方式对ADC要求极高，高采样率和大动态范围是一对难以协调的矛盾，高采样率、高比特数的ADC价格昂贵；对高达20MHz的高频超声探头，要求ADC采样率达到百兆SPS以上，分辨率很难提高；整体系统成本高，匹配滤波和解调算法复杂，开发周期长。目前国内外还没有见到TCD整机完全采用全数字解调方案的例子。 

直接变频是一种零中频解调方式，目前在售的TCD设备绝大多数在整机或局部采用了这种解调方案。由于射频与本振同频，它的自混频和强近场反射干扰会在基频上产生直流电压，这个直流电压在多通道的经颅仪中很难运用消直流电路来消除，而会通过积分器后与浅深度有效信号叠加，处理后显示为干扰横条，对10MHz以上高频探头，由于检测目标深度很浅，导致难以得到好的显示效果。此外，由于频率选择是在射频和基频两个频率上通过窄带滤波器和放大器来实现，很难在动态范围、线性度、噪声和选择性这些指标上同时达到高性能要求，必须要有所折衷。 

发明内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种多普勒诊断仪解调电路。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的： 

本实用新型一种多普勒诊断仪解调电路，包括：超声探头、与超声探头连接的匹配电路、多普勒信号处理器，还包括： 

一级本振电路、二级本振电路、顺序连接的一级变频器，中频滤波器和中频放大器，以及由二级变频器I路、低频放大器I路、低通滤波器I路、模数转换器（ADC）I路顺序连接组成的第一支路和由二级变频器Q路、低频放大器Q路、低通滤波器Q路、模数转换器（ADC）Q路顺序连接组成的第二支路， 

所述第一支路与第二支路同步接入所述多普勒信号处理器，所述二级本振电路一路与第二支路中的二级变频器Q路连接，另一路移相90度后与第一支路中的二级变频器I路连接； 

所述一级变频器与匹配电路连接，所述中频放大器分别与第一支路中的二级变频器I路和第二支路中的二级变频器Q路连接； 

所述一级本振电路与一级变频器连接。 

本实用新型所述的多普勒诊断仪解调电路，将外差式二次变频技术引入TCD系统，兼具宽动态范围、高线性度、高灵敏度、低噪声和优异的频率选择性等特点，比全数字解调方式实现成本低、研发难度小，与传统的直接变频解调器相比，其在动态范围、线性度、灵敏度、频率选择性和浅深度检测效果上均有显著提高。尤其对于10MHz以上的高频超声探头，其在电路性能、实现成本和设计的简便性等方面，具有明显的优势。 

通过统一中频频率到一个标准中周频率上（450-470KHz，标准值为450KHz，455KHz或465KHz），不仅可利用低成本、高性能的通用中周，而且使不同探头的后端电路可以复用，有利于极大地简化整机系统的设计，对丰富产品种类、降低运营成本具有重要意义。 

附图说明 

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作详细描述。 

图1是全数字解调电路原理示意图； 

图2是直接变频解调电路原理示意图； 

图3是本实用新型的多普勒诊断仪解调电路原理示意图。 

具体实施方式 

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。