[发明专利]超声波传感器阵列的激励装置

说明书

本发明提供一种超声波传感器阵列的激励装置，包括：信号产生器和多个激励电路，其中，每个激励电路对应于超声波传感器阵列中的一个超声波传感器，激励电路包括：金属氧化物半导体场效应晶体管和输出器，其中，信号产生器从外部接收激励数据，响应于激励数据输出激励输入信号到激励电路，金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极接收激励输入信号，金属氧化物半导体场效应晶体管的源极接地，金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极输出激励内部信号，输出器将激励内部信号进行升压和调谐，将升压和调谐后的激励内部信号作为激励信号输出到相应的超声波传感器。

技术领域

本发明涉及超声波传感器领域，更具体地讲，涉及一种超声波传感器阵列的激励装置。

背景技术

超声波传感器可以利用声波介质对被检测物体进行非接触式无磨损的检测，在医学和工业领域都有非常广泛的应用。超声波传感器阵列则可以通过控制超声波传感器阵列中各个超声波传感器的延迟时间，灵活、便捷而有效地控制声束形状和声压分布，能够生成不同指向性的超声波波束，产生不同形式的声束效果而被广泛地应用在医疗、工业无损检测、核工业以及航空等领域。超声波传感器阵列的激励装置直接影响超声波传感器阵列所产生的超声波波束的质量。

超声波传感器阵列的激励装置主要通过信号产生器(例如，FPGA(现场可编程门阵列))产生满足一定延迟时间的信号，并将产生的每个信号分别输出到与超声波传感器阵列中的超声波传感器相应的激励电路中，进而将信号输出到相应的超声波传感器，激励超声波传感器产生超声波。然而，现有的激励装置中的激励电路通过BJT(双极结型晶体管)接收信号产生器输出的信号，而由于BJT的基极互联端有驱动电流的要求，导致当信号产生器输出的信号电流不能满足BJT基极的驱动电流时，激励电路就不能正常工作，从而无法激励相应的超声波传感器产生超声波。

因此，现有的超声波传感器阵列的激励装置的适用性不高。

发明内容

本发明的示例性实施例在于提供一种超声波传感器阵列的激励装置。所述激励装置的激励电路没有驱动电流的要求，从而提高了超声波传感器阵列的激励装置的适用性。

根据本发明示例性实施例，提供一种超声波传感器阵列的激励装置，包括：信号产生器和多个激励电路，其中，每个激励电路对应于超声波传感器阵列中的一个超声波传感器，激励电路包括：金属氧化物半导体场效应晶体管和输出器，其中，信号产生器从外部接收激励数据，响应于激励数据输出激励输入信号到激励电路，金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极接收激励输入信号，金属氧化物半导体场效应晶体管的源极接地，金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极输出激励内部信号，输出器将激励内部信号进行升压和调谐，将升压和调谐后的激励内部信号作为激励信号输出到相应的超声波传感器。

可选地，所述输出器包括：升压器，将激励内部信号进行升压，将升压后的激励内部信号作为激励输出信号输出；调谐器，对激励输出信号进行调谐，将调谐后的激励输出信号作为激励信号输出到相应的超声波传感器。

可选地，所述激励数据包括对应于每个超声波传感器的延时时间、波形数据。

可选地，所述波形数据包括占空比数据、预定周期内的波形个数。

可选地，信号产生器包括：寄存器组，存储从外部接收到的延迟时间，其中，寄存器组中的每个寄存器对应一个超声波传感器，每个寄存器中存储相应的超声波传感器的激励数据；计数器，进行计时，当计时的时间达到存储的任一超声波传感器的延迟时间时，产生与所述任一超声波传感器相应的使能信号；波形发生器，响应于所述使能信号，根据与所述任一超声波传感器相应的波形数据产生与所述任一超声波传感器相应的激励输入信号，并将产生的激励输入信号输出到与所述任一超声波传感器相应的激励电路。

可选地，激励电路还包括：分压器，接收激励输入信号，将接收的激励输入信号进行分压，并将分压后的激励输入信号输出到金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。