时间增益控制器（TGC）是超声成像设备B的重要组成部分。控制人体返回的超声信号的增益，以补偿超声衰减与距离之间的距离。差增加。助数字超声设备的研发项目，本文完成了TGC的设计，包括示意图的总体设计，硬件电路的设计和实现。超声波诊断设备中，当探头产生的超声波被传输到人体组织中时，由于声波的扩散和吸收，其能量（振幅，声强等）将随着距离的增加而增加通过组织和声束本身的扩散。渐衰减后，反射的回波信号也会逐渐减弱，因此在纵向深度上，不同深度的相同组织和器官将以不同的灰度值显示，这无法反映真实反射器的性质。此，应使用时间增益控制器（TGC）来补偿超声波在传播过程中的衰减，实质上，回声放大器的增益由一定的曲线来控制。
压。验表明，人体组织对超声波的衰减是指数级的，并且可以补偿张力。
曲线也是指数函数曲线。
TGC使用指数曲线进行增益补偿，但是在实际使用中，诊断医生必须调整局部增益以获得更高的图像细节，才能查看感兴趣的区域。态，因此是设计的基础TGC曲线经过之后，有必要根据使用情况根据曲线进行调整。文使用单芯片 FPGA设计方案，如图1所示。
GC基本曲线波形表存储在微控制器的片上ROM中。过偏移量采集电路获得TGC的用户控制信息，然后重新计算波形曲线并在基础曲线上进行更新。的波形表是通过IO端口自定义的。议被传输到FPGA。FPGA将接收到的TGC波形表存储在片上Ram中。B扫描同步信号的作用下，控制DAC完成数模转换以形成模拟电压曲线，然后由放大器将其调整为压控放大器。压范围。以通过修改微控制器的内部曲线表并通过调整算法来修改输出曲线，其具有良好的灵活性。号产生电路主要包括FPGA部分的逻辑电路，D / A转换器，放大器电路等。FPGA生成D / A的控制信号，以及D / A STC曲线输出，然后将其放大并输出。系统要求至少4 MHz的D / A转换速率。
择TI TLC5602。D / A的最小转换速率为20 MHz，电源 5 V，功耗极低。
型功耗为80 mW。A的基准电压为 4.02 V，其输出电压在4 V至5 V之间变化，因此其电压精度为1/256 = 4 mV，非常满足系统要求。计电路如图2所示。于D / A输出范围是4 V至5 V，并且所需的STC电压调整曲线范围是0至2 V，因此电压必须通过模拟电路将其转换为0至2V。号范围是在-4 V处加信号后再加上的。号范围是0〜1V，如果加倍则可以达到0〜2V。了提高负载能力，增加了一级电压跟随器。电路如图3所示。有9个TGC调整，即8个段调整和1个全局调整。过滑动变阻器实现8段的调整。移量收集必须由AD完成。文选择了内置的A / D转换器TLC5510，AD的电路设计如图4所示。于TLC5510是单通道采样，并且要采集的电压有8个通道，因此模拟开关CD4051用于选择通道以获得8个通道的时间采样。部分是模拟电路。求比较高，有必要考虑将模拟部分与数字部分隔离以提高抗干扰能力。
文采用单点电源和接地连接方法，使用零欧姆电阻器将模拟电源与数字电源分开，将模拟接地与数字接地分开。于单片机由3.3 V供电，并且A / D输出为5 V，因此对CD4051的控制也需要5V。此，74LVC245ADR用于转换设计中水平。
74LVC245是可以选择电平移位方向的电平移位芯片。DIR以高电平连接时，它在B时从5 V转换为A到3.3V。DIR以低电平连接时，它从B转换为3.3。
转换为A侧为5V。GC的全局调节是通过旋转编码器进行的。路设计如图6所示。转编码器的A端连接到微控制器的外部中断引脚，而EB连接到微控制器的普通I / O。用下降沿当旋转编码器时，会产生下降沿。终端B的高电平和低电平判断中断，我们可以知道它是向前还是向后。果高，则在前面，否则在后面。这种TGC设计中，恒温阀芯单片机和FPGA是整个系统的处理核心。常使用许多类型的单片机。于易于开发和安全性能，具有强大加密功能的STC12LE5A60S2单片机被用于彻底改变传统的8051单片机。产品与引脚完全兼容，可以直接替代传统的89C51 / 89S51系列单片机，单芯片，单时钟/机器周期（1T），是新一代8051高速/低功耗的单片机。能/超级抗干扰。令代码与传统的8051完全兼容，但速度提高了8至12倍。FPGA使用ACGL的IGLOO AGL060系列。种基于闪存的过程无需配置芯片即可用于对FPGA重新编程。可以节能，低功耗和高安全性运行。FPGA和单片机以及外围辅助电路结合起来构成数字超声TGC B。具有结构简单，易于扩展和集成的特点。大的灵活性。好使用集成在电路设计中的器件以具有更好的抗干扰性能。足应用程序的需求。
本文转载自
恒温阀芯 https://www.wisdom-thermostats.com