[发明专利]尤其用于针对超声应用的传输通道的低压隔离开关

说明书

技术领域

本发明涉及低压隔离开关。

本发明还涉及高压信号至负载(尤其是压电换能器)的传输通道，并且涉及相关的驱动方法。

本发明尤其但并非排他地涉及用于针对超声应用的传输通道的低压隔离开关，并且仅仅通过说明的方式根据该应用领域做出以下描述。

背景技术

众所周知，声波检查(sonography)或超声波检查(ultrasonography)是一种医学诊断测试系统，该系统使用超声波或超声并且以超声传输和回波发射的原理为基础，并且广泛地用于内科、外科和放射学领域。

通常所使用的超声包含在1MHz与20MHz之间。考虑到较高的频率具有较强大的图像分辨能力但是在正在被检查的主体中透入的深度较少来对频率进行选择。

这些超声通常由插入探头中的压电陶瓷晶体产生，该探头在合适的凝胶(适合于消除探头和主体的皮肤之间的空气，以允许超声透入正在被检查的解剖段)介入的情况下保持与主体的皮肤的直接接触。相同的探头能够采集回波信号或回波，该回波信号或回波由计算机进行适当处理并且显示在监视器上。

尤其是，到达声阻抗的变化点(并且因此例如内部器官)的超声被部分反射，并且被反射的百分比传递关于相交叉的组织之间的阻抗差的信息。将要注意到的是，考虑到骨骼和组织之间大的阻抗差，使用声波检查不可能看到骨骼的后面，该骨骼引起超声的全反射，而空气或气体区域产生“阴影”，从而引起超声的部分反射。

将由超声波所使用的用于实现出发、反射和返回的路径的时间提供给计算机，该计算机计算回波已由此返回的深度，因此识别相交叉的组织之间的分界面(对应于声阻抗的变化点以及因此对应于回波由此返回的深度)。

基本上，超声波检查仪，尤其是基于超声声波检查的诊断装置，实质上包括三个部分：

-探头，该探头包括至少一个换能器(尤其是超声类型的)，该换能器传输并且接收超声信号；

-电子系统，该电子系统驱动换能器用以产生待传输的超声信号或脉冲，并且在该脉冲的探头处接收返回的回波信号，因此处理所接收的回波信号；以及

-对应的声波检查图像的显示系统，从由探头所接收的回波信号开始处理该图像。

尤其是，词语“换能器”一般指示电设备或电子设备，该设备将与机械量级和物理量级有关的能量类型转换成电信号。广义上讲，换能器有时被定义为将能量从一种形式转换为另一种形式的任何设备，使得该形式的能量可以被人或者被其他机器再处理。许多换能器既是传感器也是致动器。超声换能器通常包括被适当地施加偏压以引起其形变并且产生超声信号或脉冲的压电晶体。

用于声波检查图像的超声换能器通常被能够产生具有包含在3Vpp和200Vpp(200Vpp为电源电压值)之间的可变宽度和在1MHz到20MHz的范围内的频率的正弦信号的高压驱动电路或驱动器驱动，该正弦信号是用于待传输的超声脉冲的对应的发生器(尤其是压电晶体)的控制信号。

对应的驱动电路因此由维持这些高压并且(还考虑到频率问题)向应用于输出的负载(尤其是超声换能器)供给足够大的电流的组件组成。

这些需求导致使用具有相当大尺寸的组件。然而，这些组件增加了与换能器并联的高的寄生电容。

此外，换能器本身也用于在针对这些超声应用的传输通道中的接收。典型地，超声换能器传输持续时间为若干μs的高压脉冲，并且接收由正在被检查的主体的器官上的反射所产生的该脉冲的回波，持续时间大约250μs以返回到新的高压脉冲的传输。例如，如图1中示意性示出的，传输具有(在示出的示例中)等于190Vpp的峰峰偏移的第一脉冲IM1和第二脉冲IM2并且由换能器接收对应的回波(由E1和E2所指示)。

回波信号或返回的声波被转换成电波，该电波结果是若干毫伏宽的信号，是继而被低噪声放大器电路放大、被连接至换能器本身、转而被由于换能器的驱动电路的高压组件而产生的寄生电容干扰的信号。这降低了回波信号的质量。

本发明的技术问题是降低驱动电路的高压组件的寄生电容的影响，尤其用于针对超声应用的传输通道中的超声换能器，其具有诸如用于确保高压信号在该传输通道中的正确传输以将超声脉冲传输至连接至该换能器的输出端子并且同时确保在接收回波信号时该端子的正确隔离这样的结构特性和功能特性，因此克服了仍然影响根据现有技术所实现的系统的限制和缺点。

发明内容