[发明专利]波形发生器

说明书

本公开的实施例涉及波形发生器。一种波形发生器，包括系统控制单元以及由系统控制单元控制的信号通道，信号通道被配置为提供驱动信号以便驱动换能器阵列的相应换能器。每个信号通道包括具有行的顺序存取存储器，其中每行包含被配置为生成要生成的波形的相应步长的指令字。顺序存取存储器的存储器输出由位于固定位置处的输出行限定。要生成的波形由指令字块限定。每个信号通道还包括内部控制单元，内部控制单元被配置为基于当前在存储器输出处的指令字来顺序地移动顺序存取存储器的内容，以便在输出行处提供指令字序列。

优先权要求

本专利申请要求于2020年2月28日提交的意大利专利申请No.102020000004231的优先权权益，其内容在法律允许的最大程度上通过整体引用并入于此。

技术领域

本发明涉及一种波形发生器。

背景技术

众所周知，许多应用涉及使用波形发生器来驱动换能器阵列。例如，在超声成像系统中，压电换能器的线性或二维阵列被交替用于生成超声波束，以及接收由波束与所研究目标相互作用而产生的回波。在波束生成阶段期间，换能器由数字波形发生器和模拟脉冲发生器驱动。波形通常由离散值序列限定，例如两个或更多个独立的电压值。例如，通过利用波束形成技术，可以分别驱动多组换能器或单个换能器(通道)，以改善对超声波束的特征的控制。由换能器接收到的驱动信号的精确控制的延迟可以是至关重要的，这是因为相位差直接确定了相长干扰或相消干扰以及波束的特征。

为了满足在准确度和分辨率方面中日益增长的需求，通常需要加速系统时钟以及频率，并且已经达到高达200MHz(以及5ns的时间分辨率)。除分辨率外，还考虑了灵活性，以便数种波形可以为了不同的目的和调查而被提供。特定的波形发生器被提出以实现分辨率和灵活性的要求。第一类型的波形发生器基于有限状态机器，该有限状态机器根据电压水平限定状态序列。时间计数器和脉冲计数器允许确定脉冲的适当持续时间和序列的总长度(脉冲数目)。虽然这种波形发生器可以有效地达到高分辨率，但是只可以获得相对有限的简单波形范围。

在另一种已知波形发生器中，波形的参数以连续的电压水平和相应的持续时间的形式存储在易失性或非易失性存储器的阵列中，电压水平和相应的持续时间限定波形发生器的状态。存储器阵列可以被扫描(例如，一行接一行地)，并且根据检索到的电压水平和持续时间生成波形。为了在生成重复序列时减少占用的存储器，地址管理器可以被提供。地址管理器允许状态序列(电压水平和相关的持续时间)的重复，因此可以仅存储一次而不是存储期望的重复次数的次数。

基于存储阵列的波形发生器更灵活，并且在设计波形时产生更大的自由。然而，这些生成器受到与存储器阵列的纵横比和大小相关的限制。在需要独立驱动相对较大数目的通道和对应数目的波形发生器的应用中，诸如超声波检查，由于存储器阵列的接触引脚的布置以及到达每个接触引脚的连接线的数目和长度，信号路由可以是关键的问题。此外，波形发生器使用数个存储器小块，诸如闪存，通常每个通道一个块。然而，存储器小块的区域占用效率非常低，这是因为每个块都需要专用的电路系统，包括行和列解码器、感测放大器和参考发生器。

本技术领域需要提供一种波形发生器，该波形发生器允许克服或至少衰减上述限制。

发明内容

在实施例中，波形发生器包括：系统控制单元；以及多个通道，由系统控制单元控制并且被配置为提供对应的多个驱动信号，其中每个驱动信号被配置为驱动换能器阵列的相应换能器。

每个通道包括：具有多个行的顺序存取存储器，其中每个行存储被配置为生成波形的相应步长的指令字，以及由位于固定位置的输出行限定的存储器输出，其中波形由指令字块限定；以及内部控制单元，被配置为基于当前在存储器输出处的指令字，顺序地移动顺序存取存储器的内容，以便在输出行处提供指令字序列。

在实施例中，电子系统包括：换能器阵列，被配置为响应于驱动信号而生成波；以及波形发生器(如上所述)，被配置为生成驱动信号。