[发明专利]一种光声超声复用的采集系统及方法

权利要求书

1.一种光声超声复用的采集系统，其特征在于：包括与超声换能器连接的光声接收模块，所述光声接收模块的输入和输出端口并联有超声收发模块，所述光声接收模块的输出端口连接有通道复用模块，所述通道复用模块的输出端口连接有信号采集模块，所述信号采集模块连接有控制其采集周期间隔的触发模块，所述光声接收模块与所述超声收发模块在同一时刻仅一个模块处于工作状态，所述光声接收模块包括带使能控制的固定增益低噪声放大器，所述低噪声放大器的输出端与所述通道复用模块连接，所述通道复用模块包括数据选择器和电阻，所述数据选择器有两个信号输入端口，所述电阻连接在两端口间，所述数据选择器的输出端口与信号采集模块连接。

2.如权利要求1所述的一种光声超声复用的采集系统，其特征在于：所述超声收发模块包括超声脉冲发生器，所述超声脉冲发生器将所述信号采集模块输送来的脉冲信号进行同步放大，产生高压脉冲信号，并输出至超声换能器，所述超声换能器接收高压脉冲信号后通过所述超声脉冲发生器输出回波信号至所述通道复用模块。

3.如权利要求1所述的一种光声超声复用的采集系统，其特征在于：所述信号采集模块包括模拟前端处理器和FPGA控制器，所述模拟前端处理器接收所述数据选择器输出的信号，所述FPGA控制器输出的通道选择信号控制所述数据选择器的数据选择动作。

4.如权利要求3所述的一种光声超声复用的采集系统，其特征在于：所述FPGA控制器在所述触发模块的控制下，同步控制所述模拟前端处理器进行信号采集，所述模拟前端处理器处理并采集所述通道复用模块输出的信号，将采集得到的数字信号通过高速低电压差分信号接口传递给所述FPGA控制器，所述FPGA控制器通过串口外设接口与所述模拟前端处理器通信，所述模拟前端处理器的采集参数可通过所述串口外设接口由所述FPGA控制器进行灵活配置。

5.如权利要求1所述的一种光声超声复用的采集系统，其特征在于：所述触发模块包括数字隔离器和驱动器，所述数字隔离器对触发信号进行电平转换的同时实现信号隔离，所述驱动器为单通道栅极驱动器，用于提高内部触发信号的驱动能力。

6.如权利要求1所述的一种光声超声复用的采集系统，其特征在于：所述电阻具体为0欧姆电阻，所述通道复用模块的两种工作状态对应两种采集模式，当所述0欧姆电阻处于断开状态时，所述通道复用模块为双通道交错复用模式；当所述0欧姆电阻处于连接状态时，所述通道复用模块为单通道倍速采样模式。

7.如权利要求3所述的一种光声超声复用的采集系统，其特征在于：所述触发模块包括两种触发模式，一是外部触发模式：所述信号采集模块由外部输入的触发信号控制采集周期间隔；二是内部触发模式：所述信号采集模块由所述FPGA控制器输出的触发信号控制采集周期间隔。

8.一种基于权利要求1所述的一种光声超声复用的采集系统的采集方法，其特征在于：所述采集方法包括如下步骤：

S1：根据具体应用的成像场景，选择采集模式，通过是否接入数据选择器输入端之间的0欧姆电阻，实现单通道倍速采样模式、双通道交错复用模式的切换；

S2：根据激励源选择对应的接收模式：通过FPGA控制器分别控制光声接收模块、超声收发模块的使能分别实现光声接收模式和超声接收模式；

S3:根据同步方式，触发模块选用外部触发模式或内部触发模式，基于光声、超声信号激发的重复频率，控制采集的周期间隔；

S4：组合使用采集模式、接收模式和触发模式，信号采集模块对经过通道复用模块后的信号进行处理、量化操作。

9.如权利要求8所述的采集方法，其特征在于：所述步骤S1中：

针对采集通道数小于10、采样率大于20MSPS的场景，选择单通道倍速采样模式；

针对采集通道数大于100、采样率小于20MSPS的场景，选择双通道交错复用模式。

10.如权利要求8所述的采集方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述触发模块的触发模式包括外部触发模式和内部触发模式，外部触发模式：所述信号采集模块由外部输入的触发信号控制采集周期间隔；内部触发模式：所述信号采集模块由FPGA控制器输出的触发信号控制采集周期间隔。