[发明专利]驱动器电路、对应的超声波装置和方法

说明书

用于驱动例如在诸如超声波扫描设备的医疗设备中的超声波换能器的驱动器电路。驱动器电路包括：接收脉冲信号的第一输入；接收模拟信号的第二输入；用于向负载施加脉冲驱动信号或模拟驱动信号的输出。互补极性的一对输出晶体管被放置成使它们的电流通路串联地在相对的电源线之间，其中连接点在该对晶体管的晶体管之间。输出晶体管之间的连接点耦合到电路的输出。耦合在一起的输出晶体管的控制端子可以耦合到第一输入其中该驱动器用作脉冲发生器，或者耦合到第二输入其中该驱动器用作线性驱动器。

技术领域

该说明书大体上涉及电子驱动器电路，并且一个或多个实施例涉及可用于例如超声波发送信道中并且可以应用于例如超声波扫描设备的电子驱动器电路。

背景技术

超声波扫描系统，诸如在医疗领域中使用的那些超声波扫描系统，可以提供超声波传输通道的存在，该超声波传输通道具有在发送阶段期间电激发连接到其输出的换能器(例如，由压电材料制成的或电容型的超声发生器)的功能。相反，在接收阶段期间，信道接收来自换能器的发射波的回波，将其传送到接收机电路并处理信号。

以精确的方式将给定的低电压信号转换成高电压信号的任务可以被分配给驱动器电路。这样的系统还可以提供接收的要经历基于所发送的信号的谐波进行分析的回波。

期望驱动器电路能够在有源元件的带内实现正确的激励，引入低水平的失真，例如生成关于参考电压(GND)对称的信号，因此关于参考电压(GND)对称的负输出电压和正输出电压两者。

驱动器可以基本上被归属于两个基本(宏)类别：线性驱动器和脉冲驱动器，后者也称为脉冲发生器。

在线性驱动器中，电路在高电压下以低电压复制(任意)模拟信号。该类别的驱动器可以基于运算放大器，并且允许带内的有源元件的激励被优化，还允许探针的处理，在相同探针的元件之间的信号在幅度上被平滑，并在激励算法中提供高水平的灵活性。线性驱动器也可能具有某些缺点，诸如功率消耗、一些集成问题、占用面积、以及因此的每个通道的高成本。为此，线性驱动器目前首先在高端应用中被使用，并且具有主要使用分立元件的电路拓扑。

在脉冲驱动器或脉冲发生器中，该电路允许高压输出被带到与对该电路的电源供应相对应的给定电压电平。这种类型的驱动器可以包括简单的半桥，例如(也考虑作为可能的电压电平的参考地)三级系统或五级系统，其中一个半桥或两个半桥作用在输出节点上。该解决方案例如在高级集成、电路消耗的功率减少、有限的占用面积和每个通道的低成本方面可以提供优点，但是在有源元件的激励的灵活性或优化方面也具有缺点。脉冲驱动器目前首先在标准或低端系统中使用，并且考虑到功率消耗，在有源元件被连续激发的CW(连续波)应用中使用。

从(美国)加尼福尼亚州圣何塞果园大道2560号(2560Orchard Parkway,San Jose(USA))CA 95131的Tripath科技有限公司(Tripath Technology,Inc.)可获得的放大器TAA4100、从(美国)加尼福尼亚州圣何塞Rio Robles 160号(160Rio Robles,San Jose,(USA))CA95134的Maxim Integrated可获得的产品MAX14807、IEEE电路与系统杂志(IEEETransactions on Circuits and Systems)第61卷2014年7月第7期第1942–1951页由D.Bianchi等的文章：“Analysis and Design of a High Voltage Integrated Class-BAmplifier for Ultra-Sound Transducers”、以及US 7977 820B2例示了参考上文概述的场景的现有技术。

发明内容

这些权利要求构成了与一个或多个实施例有关的技术教导的组成部分。

一个或多个实施例可以允许将线性和脉冲驱动器的功能集成到使用相同输出功率组件的单个电路解决方案中，具有实现以下优点中的一个或多个的可能性：

仅使用一个输出级；