[发明专利]用于操作二维换能器阵列的系统和方法

权利要求书

1. 一种超声成像设备，包括：

二维换能器阵列，包括多个按行和列排列的换能器；

多个电耦合到换能器的列总线，每个列总线将单列的换能器通信地耦合到相应的发射电路和相应的接收电路，发射电路被配置为生成输出电压信号以驱动换能器产生输出超声波，接收电路被配置为接收由换能器响应于反射超声波而生成的输入电压信号；

多个开关，每个开关被串联地耦合在一个换能器和相应的列总线之间；

多个被电耦合到开关的行总线，每个行总线将单行上的开关电耦合到行选择电路，该行选择电路被配置为选择性地将一行或多行换能器耦合到它们相应的列总线，其中该行选择电路在等于或者少于被除以选择性地耦合到它们相应列总线的行的数目的换能器的采样周期的持续时间里顺次耦合该一行或多行。

2. 根据权利要求1的超声成像设备，其中发射电路包括被配置为输出多个预定的电压电平的脉冲发生器。

3. 根据权利要求1的超声成像设备，其中开关是微机电系统开关。

4. 根据权利要求1的超声成像设备，其中接收电路包括用于每个列总线的模数转换器。

5. 根据权利要求1的超声成像设备，其中接收电路包括多个模拟存储设备，每个模拟存储设备能被耦合到相应的换能器并被配置为存储由相应换能器生成的输入电压信号的数据样本。

6. 根据权利要求5的超声成像设备，其中多个模拟存储设备的阵列包括用于每个换能器的配对的一个采样和保持放大器和一个模数转换器，其中每个采样和保持放大器发送数据样本至配对的模数转换器用于将模拟信号转换成数字信号。

7. 根据权利要求1的超声成像设备，其中接收电路包括多个模拟存储设备，每个模拟存储设备能被耦合到相应的换能器并包括多个存储器单元，所述存储器单元被配置为存储多个与由相应换能器生成的输入电压信号相对应的数据样本。

8. 根据权利要求7的超声成像设备，其中接收电路包括求和器，所述求和器被耦合到模拟存储设备并被配置为将来自模拟存储设备的数据样本求和以生成一个或多个合成波形；和

被耦合到求和器的输出的模数转换器，其被配置为将被求和的数据转换为数字信号。

9. 一种超声成像设备，包括：

二维换能器阵列，包括多个按行和列排列的换能器；

多个电耦合到换能器的列总线，每个列总线将单列的换能器能通信地耦合到相应的接收电路，接收电路被配置为接收由耦合到列总线的换能器响应于反射超声波而生成的输入电压信号；

多个脉冲发生器，其被配置为生成输出电压信号以驱动换能器产生输出超声波，其中多个脉冲发生器中的每个被耦合到单个换能器；以及

行选择电路，其被配置为选择性地将换能器耦合到列总线，其中该行选择电路在等于或者少于被除以选择性地耦合到它们相应列总线的换能器的数目的换能器的采样周期的持续时间里顺次耦合换能器。

10. 根据权利要求9的超声成像设备，其中该行选择电路被配置为触发脉冲发生器以生成输出电压信号。

11. 根据权利要求9的超声成像设备，包括发射同步电路，其被配置为经由全局控制线触发多个脉冲发生器以生成输出电压信号。

12. 根据权利要求9的超声成像设备，其中输出电压信号接近正弦波形并且包括多个离散电压电平。

13. 根据权利要求9的超声成像设备，其中接收电路包括用于每个列总线的单个模数转换器。

14. 根据权利要求9的超声成像设备，其中接收电路包括多个模拟存储设备，每个模拟存储设备能被耦合到相应的换能器并被配置为存储由相应的换能器生成的输入电压信号的数据样本。

15. 根据权利要求14的超声成像设备，其中多个模拟存储设备的阵列包括用于每个换能器的配对的一个采样和保持放大器和一个模数转换器，其中每个采样和保持放大器发送数据样本至配对的模数转换器用于将模拟信号转换成数字信号。