[发明专利]超声换能器的采样装置、调谐方法及超声手术系统

权利要求书

1.一种超声换能器的采样装置，其特征在于，包括：

采样模块，适于采集超声换能器的输出的电流信号，即采样信号；

差分放大模块，适于对所述采样信号进行差分放大处理，输出第一交流信号；

相位过滤模块，适于根据超声换能器的驱动信号获取超声换能器的电压相位信号；

相位整流提取模块，适于根据超声换能器的电压相位信号对第一交流信号进行相位分解，得到与电压相位相同和相反的两路电流信号，将两路所述电流信号进行求和计算得到相位整流信号；

电流提取模块，适于提取所述相位整流信号中的有效电流并输出所述有效电流，其中，所述有效电流包括有效值电流、有功功率电流或平均值电流中的一种或多种；

所述采样模块为电流互感器或电压互感器。

2.根据权利要求1所述的超声换能器的采样装置，其特征在于，所述相位过滤模块的输入端连接超声换能器的驱动信号，所述驱动信号为脉冲宽度调制信号。

3.根据权利要求1所述的超声换能器的采样装置，其特征在于，所述相位整流提取模块包括相位分解单元、反向放大单元、加法单元，所述相位分解单元分别与差分放大模块、相位过滤模块的输出端相连，用于根据电压相位信号对所述第一交流信号进行相位分解，分别输出与电压相位相同的第二交流信号、与电压相位相反的第三交流信号，所述反向放大单元与输出第三交流信号的一端相连，用于对第三交流信号进行反向放大，输出正向的第四交流信号；所述加法单元分别与反向放大单元的输出端、所述相位分解单元输出第二交流信号的一端相连，用于对第二交流信号与第四交流信号进行求和计算，得到相位整流信号。

4.根据权利要求3所述的超声换能器的采样装置，其特征在于，所述相位分解单元的两个输出端分别对应连接第一跟随器、第二跟随器，所述第一跟随器用于在正半周期对应输出的第二交流信号进行跟随处理，输出与电压相位相同的一路电流信号，所述第二跟随器用于在负半周期对应输出的第三交流信号进行跟随处理，输出与电压相位相反的一路电流信号。

5.根据权利要求1所述的超声换能器的采样装置，其特征在于，所述电流提取模块包括第三跟随器、全波整流单元、第四跟随器与第一滤波单元，所述第三跟随器与相位整流提取模块的输出端相连，将所述相位整流信号进行跟随处理输出第二相位整流信号；所述全波整流单元与所述第三跟随器的输出端相连，对所述第二相位整流信号进行全波整流输出第三相位整流信号；所述第四跟随器与全波整流单元的输出端相连，将所述第三相位整流信号进行跟随处理输出第四相位整流信号，所述第一滤波单元与所述第四跟随器的输出端相连，将所述第四相位整流信号进行滤波得到有效值电流。

6.根据权利要求5所述的超声换能器的采样装置，其特征在于，所述第一滤波单元为RC滤波器，所述第三跟随器、第四跟随器均为电压跟随器，所述全波整流单元为精密全波整流电路。

7.根据权利要求1所述的超声换能器的采样装置，其特征在于，所述电流提取模块包括第五跟随器、半波整流单元、第六跟随器与第二滤波单元，所述第五跟随器与相位整流提取模块的输出端相连，将所述相位整流信号进行跟随处理输出第五相位整流信号；所述半波整流单元与所述第五跟随器的输出端相连，对所述相位整流信号进行半波整流输出第六相位整流信号；所述第六跟随器与半波整流单元的输出端相连，将所述第六相位整流信号进行跟随处理输出第七相位整流信号，所述第二滤波单元与所述第六跟随器的输出端相连，将所述第七相位整流信号进行滤波得到有效功率电流。

8.根据权利要求7所述的超声换能器的采样装置，其特征在于，所述第二滤波单元为RC滤波器，所述第五跟随器、第六跟随器均为电压跟随器，所述半波整流单元包括精密半波整流电路。