文档介绍：Ξ
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计算机与数字工程231 第 33 卷
一种基于 FP GA 的数字超声电子聚焦系统的设计
史兴刘丽佳余龙江
(华中科技大学生命科学与技术学院武汉 430074)
摘要
介绍了一种应用于数字超声诊断仪的电子相控聚焦系统的设计。文中简要讨论了电子相控聚焦的原理和影响成像效
果的重要因素。详细介绍了系统的结构设计、模块划分以及各模块的功能,使用 VHDL 语言编程进行模块实现和系统片上
集成。仿真结果验证了系统功能和该设计方案的优越性。
关键词: 超声聚焦 FPGA
中图分类号: TP271 + . 5
Ξ Design of An Electronic Phased Focusing System for Digital Ultrasonic Imaging Based on FPGA
Shi Xing Liu Lijia Yu Longjiang
(College of Life Science and Technology , HUST , Wuhan 430074)
Abstract :In this paper , an application of FPGA to electronic phased focusing system for ultrasonic imaging is presented. It
describes the focusing method , system structure , module functions , and implementation with simulation results , also shows the
advantages of this solution.
Key words :Ultrasonic , Focusing , FPGA
Class number :TP271 + . 5
thesis) 来实现超声相控阵[2 ] 。
1 引言
随着大规模可编程逻辑器件和 EDA 技术的发
超声成像是当今医学影像诊断的主要成像方展,采用 FPGA 实现的 ASIC 电路代替原有的数字
法之一,它以超声波与生物之间的相互作用作为成逻辑电路,具有体积小、功耗小、精度高、稳定性好
像基础,具有对人体无伤害、无电离辐射、使用方的特点。本文介绍一种使用 Altera 公司的
便、适用范围广、设备价格低等优点。为使成像更 APEX20 K200 芯片完成聚焦控制、多路切换、扫查
加清晰,现代医学超声诊断仪在超声波束发射上多方式控制等功能的数字超声电子聚焦系统,不仅提
采用聚焦的方法,以得到指向性良好的聚焦声束。高了聚焦延迟的精度可靠性,也大大提高了系统集
过去一般使用电容和电感组成的模拟延时线来实成度。
现调相,精度较低。随着集成电路成本的降低,后
2 超声电子聚焦原理
来使用由 A/ D 变换器和数据存储器构成的数字延
迟线。随着当前集成电路技术的发展,已经可以实超声相控(phased array) 调焦的原理是,通过
现信号波形的包括频率、幅度、包络、相位的全数字各通道发射激励脉冲之间的到达延时控制各振元
化受控产生,同时由于其精度高、控制方便、