[发明专利]测定声学换能器最佳驱动信号的方法与系统

说明书

本发明提供一种测定声学换能器最佳驱动信号的方法，用一脉冲信号当宽带参考信号V_r(t)，并且在脉冲回波测量中获得对应的宽带回波信号V_e(t)。声学换能器的标准化环路频域响应定义为V_e(t)的傅立叶变换函数对V_r(t)的傅立叶变换函数之比值，并定义标准化环路时域响应X(t)为的傅立叶逆变换。该声学换能器的最佳驱动信号B(t)定义为其中G(t)为由标准化环路频域响应与标准化环路时域响应X(t)择一所导出的函数，α则为一设定用于乘以函数G(t)的系数。本发明还提供了一种测定声学换能器最佳驱动信号的系统。

技术领域

本发明涉及一种测定用于声学换能器，就驱动声学换能器的能量效率而言之最佳驱动信号的方法与系统。

背景技术

声学换能器是声学成像系统中的关键部件。基于声学成像具非侵入性、非游离性、实时成像和成本效益等优势，因此声学成像技术经常用于非破坏检测、临床诊断和水下应用。例如，用于评估软组织结构和血流量的用于临床诊断的声学成像，是目前继常规X光摄影后使用最多的临床成像模式。

图1A与1B为一声学探头的典型构造。声学探头113内有由多个声学换能器117所构成的换能器阵列117A。构成换能器阵列117A的声学换能器117其数量大于或等于一。

在现有技术中，使用灵敏度来评估声学换能器117的特性。图2A2B所示为先前测量声学探头中的声学换能器灵敏度的方法。图2A为先前测得参考信号的安排方式。正弦猝发产生器(sine burst generator)200输出特定频率的正弦猝发信号(sine burstsignal)，在外部50欧姆负载所得为参考信号V_r(t)204。图2B为先前测量声学探头113的安排方式。正弦猝发产生器200电性耦合到声学探头113，且该声学探头113浸在装设声学反射镜212的水浴槽208。声学探头113被正弦猝发产生器200驱动而发射出特定频率的正弦猝发声波214。此声学探头113接收反射自声学反射镜212的正弦猝发声波218而输出回波信号V_e(t)224。

图3A为现有技术测量声学探头的参考信号波形。参考信号V_r(t)204是至少15个周期的特定频率正弦猝发信号，其电压峰对峰值为V_ppr。图3B为使用现有技术测量声学探头方式所得的回波信号波形。回波信号V_e(t)224是一特定频率的正弦猝发信号，其电压峰对峰值为V_ppe。该声学换能器的环路灵敏度(loop sensitivity)根据回波信号电压峰对峰值(V_ppe)与参考信号的电压峰对峰值(V_ppr)计算求得。

现有技术的缺点是每次仅能在一个特定频率测量声学换能器117的环路灵敏度。在声学探头初问世时，声学换能器仅对窄频带信号有所反应，然而随声学科技的进步，宽带的声学换能器发展迅速，因此需要一个测量声学换能器宽带特性的方法和系统，这个宽带特性包括标准化环路时域响应(normalized loop time response)X(t)及基于能量效率之最佳驱动信号。

发明内容

针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种用于测量声学探头中的声学换能器的宽带特性的方法和系统；宽带特性包括标准化环路时域响应X(t)和基于能量效率的最佳驱动信号B(t)。

根据本发明的实施例，本发明介绍测定声学换能器之最佳驱动信号的方法，使用一个具备50欧姆输出阻抗，可产生单极性脉冲或双极性脉冲的脉冲产生器，电性耦合到外部50欧姆负载。在50欧姆负载上所得为一宽带参考信号V_r(t)，进一步将宽带参考信号V_r(t)以傅立叶变换求得函数