[发明专利]微机械超声换能器中的可变工作电压

权利要求书

1.一种电容式微机械超声换能器(cMUT)系统，所述系统包括：

偏置信号端；

输入信号端；

至少第一cMUT元件，其连接到所述偏置信号端和所述输入信号端；

偏置信号源，其与所述偏置信号端相连以将偏置信号应用到所述第一cMUT元件；以及

输入信号源，其与所述输入信号端相连，所述输入信号源操作以将输入信号应用到所述第一cMUT元件，所述输入信号包括第一输入信号分量和第二输入信号分量，所述第一输入信号分量主要有在所述第一cMUT元件的频率响应带内的声频率，且所述第二输入信号分量主要有实质上在所述第一cMUT元件的所述频率响应带之外的声频率，且其中所述第二输入信号分量和所述偏置信号一起限定应用到所述第一cMUT元件的工作电压，所述工作电压在第一工作模式中与第二工作模式中不同。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述偏置信号为DC信号。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述第一工作模式是发送(TX)模式，且所述第二工作模式是接收(RX)模式。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述第一工作模式在第一频率范围工作，且所述第二工作模式在实质上不同于所述第一频率范围的第二频率范围工作。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述第一cMUT元件操作以执行谐波成像，所述第一工作模式以所述系统的基频工作，且所述第二工作模式以所述系统的谐波频率工作。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述工作电压在所述第一工作模式中约为零。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述第一工作模式是发送(TX)模式。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述第一工作模式包括二阶频率工作。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述第一输入信号分量在所述第一工作模式中有处于基频ω/2的波形，所述波形通过所述第一cMUT元件生成输出信号，该输出信号具有处于输出信号频率ω的主要二阶频率分量。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述基频ω/2为所述第一cMUT元件期望的工作频率ω₀的大约一半，使得所述输出信号频率ω接近所述期望的工作频率ω₀。

11.如权利要求9所述的系统，其中所述第一工作模式是发送(TX)模式，且在所述第一工作模式中的工作电压约为零。

12.如权利要求1所述的系统，所述系统操作来在第一类型成像和第二类型成像间进行切换，其中，在所述第一类型成像中在所述第一工作模式下的工作电压与所述第二工作模式的工作电压不同，在所述第二类型成像中用于所述第一工作模式和所述第二工作模式的工作电压相同。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述第一类型成像包括对离所述系统远距离的第一样本区域成像，且所述第二类型成像包括对靠近所述系统的第二样本区域成像。

14.如权利要求1所述的系统，还包括具有在发送与接收之间未改变的第二工作电压的第二cMUT元件，其中所述系统适于在第一类型成像和第二类型成像下工作，所述第一类型成像使用所述第一cMUT元件，而所述第二类型成像使用所述第二cMUT元件。

15.如权利要求1所述的系统，还包括：

第二cMUT元件，其与所述第二偏置信号端相连，使得所述第一cMUT元件和所述第二cMUT元件共用所述偏置信号端和所述偏置信号。

16.如权利要求1所述的系统，还包括：

第二cMUT元件，其中第二输入信号应用到所述第二cMUT元件，所述第二输入信号与应用到所述第一cMUT元件的所述第一输入信号不同。