基于DSP的超聲編碼激勵(lì)發(fā)射研究

　　由圖1可以看出，采用GOLAY碼互補(bǔ)序列對(duì)作為發(fā)射激勵(lì)碼，自相關(guān)之后求和，旁瓣已經(jīng)完全消失。其各自的回波自相關(guān)也具有這樣的特性。所以，采用GOLAY碼互補(bǔ)序列對(duì)，其信號(hào)穿透力強(qiáng)，圖像信噪比高。

　　2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

　　2.1 采用DSP理論模型

　　TMS320F2812是TI公司推出的功能強(qiáng)大的32位定點(diǎn)DSP芯片。該芯片處理能力強(qiáng)、運(yùn)算速度高，具有豐富的片內(nèi)外設(shè)，如內(nèi)部看門狗、CAN、MCBSP、SCI、ADC、集成Flash等。該處理器芯片主要用于家電產(chǎn)品、工業(yè)控制等高性能的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　本文使用TMS320F2812[5]作為發(fā)射編碼的主控芯片，使用多通道緩沖串口(McBSP[6])完成連續(xù)128位編碼的發(fā)射，并且發(fā)射速率可以隨時(shí)修改，以適應(yīng)不同頻率的超聲探頭(一般探頭有3.5MHz、5MHz等)。編碼通過(guò)DSP的MDXA口發(fā)送到超聲脈沖電壓放大板進(jìn)行電壓放大。放大的電壓送入探頭換能器進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換，超聲在組織內(nèi)的回波被超聲探頭換能器接收進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換，之后信號(hào)進(jìn)行放大并驗(yàn)證波形。

　　2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)時(shí)鐘為30MHz，因?yàn)門MS320F2812可以工作在150MHz，所以要想全頻率工作，PLL需要5倍頻率，即30MHz×5=150MHz；JP3為McBSP多引腳，其中用到了MDXA口，其他引腳在該發(fā)射編碼程序中暫且不用。引腳SPICLKA、SCITXDA、SPISTEA、MDXA還具有跳線設(shè)置功能，只有當(dāng)SCITXDA設(shè)置為高電平，系統(tǒng)從FLASH開(kāi)始執(zhí)行程序。該芯片內(nèi)部集成了看門狗，方便調(diào)試、節(jié)省資源。XMP/MC一般拉地，則該芯片就可認(rèn)為是微計(jì)算機(jī)器狀態(tài)，無(wú)須外擴(kuò)FLASH和RAM。

　　連續(xù)128位的編碼激勵(lì)信號(hào)經(jīng)過(guò)DSP的MDXA口發(fā)出之后，送入SN75372非門進(jìn)行電壓提升。提升的電壓可以驅(qū)動(dòng)IRFU420 NMOS管，在MOS管源極下拉電阻并在源極處取電壓送入探頭。當(dāng)開(kāi)始產(chǎn)生回波信號(hào)時(shí)，NMOS截止，回波信號(hào)送入運(yùn)算放大器AD8048[8]同向放大，放大倍數(shù)為。為了改善放大部分的波形，在運(yùn)放輸出端加小電容濾波，去除尖銳沿，如圖2。