射频功率放大器基于高频超声的血管内双模成像方法的研究

实验名称：高频超声血管内成像实验

实验目的：测试换能器导管性能否符合前期设计预期的参数要求，带宽及回波幅值都处于较好的状态，可以满足多普勒信号及B-mode信号的采集需求，同时也满足血管内组织信息检测的分辨率及成像探测深度要求。

测试设备：射频功率放大器、前置放大器、数字示波器、IVUS换能器等。

实验过程：主电路板控制部分主要是由FPGA产生逻辑时序控制信号、进行数字信号处理及图像数据缓存，再通过高速传输模块USB3.0与上位机进行通信及数据传输，由上位机软件界面进行实验参数设定及进行实时成像。同时数字信号DA转换后经ATA-8202射频功率放大器放大，超声换能器在功率放大器的驱动下产生超声振动，实现压电晶片产生与外部激励信号中心频率相同的共振现象，实验系统流程图如图1-1。

图1-1系统流程框图

实验结果：

图1-2前视探头回波实测结果

血管内双模超声换能器导管总管径小于1mm，管具尾端导出两根0.4mm的同轴电缆。该导管包括前视换能器及侧视换能器两个部分。将制作好的换能器放置在清水缸中，位置正对着固体介质，该介质悬挂在三维立体支架上，以便回波采集过程中对于这一反射介质的方向进行三维调试。使用脉冲发生器给予换能器激励信号，回波信号通过前置放大器可以同步接收并且可连接到示波器中显示。通过示波器上面回波信号的引导，边激励边调整固体介质方向位置使得回波幅值达到可测到的最大水平，然后使用示波器中的信号处理功能，对采集到的回波信号进行快速傅里叶变换，而后选取傅里叶变换后幅值最大的点，选取该位点前后-6dB的频率范围计算出换能器的中心频率及带宽通过换能器回波测试得到，前视换能器中心频率实测为23.4MHz，带宽为50.7%，50Ω条件下回波幅度为0.654V，如图1-2。此换能器导管性能符合前期设计预期的参数要求，带宽及回波幅值都处于较好的状态，可以满足多普勒信号及B-mode信号的采集需求，同时也满足血管内组织信息检测的分辨率及成像探测深度要求。

射频功率放大器推荐：ATA-8000系列

图：ATA-8000系列射频功率放大器指标参数

本文实验素材由西安安泰电子整理发布，如想了解更多实验方案，请持续关注安泰官网。

审核编辑 黄宇