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医用超声波仪关键技术设计与实现

李筱石  
【摘要】: 随着经济的发展,人民生活水平的不断提高,现代人越来越重视自己的身体健康,追求健康的饮食方式,同时也越来越关注无害高效的诊疗方式。超声诊断成为医生及病人的首选。本课题以一种数字化超声诊断仪的科研开发项目为背景,研究了医用超声仪器前端电路控制方案和滤波器设计,并在FPGA上验证了方案的正确性。 首先,本章从超声波仪器的需求分析入手,超声诊断仪的功能指标作了概括和原理详细说明。同时提出本系统的总体设计方案。 接着,作者对系统的前端控制模块及滤波器的设计详细说明。包括四个部分 1.发射控制部分:发射聚焦、发射控制 2.数字信号处理部分:抽取、正交检波、抗混叠滤波 3.波束合成部分:动态延时聚焦、接收变孔径 4.接口部分:SPI 然后,前端控制设计方案采用SPI接口接收后端发送给前端的部分控制信号。发射和接收聚焦延时的设计方案采用Matlab GUI设计通用的计算程序。数字信号处理的设计方案采用分布式算法实现FIR滤波器和采用非冗余开方算法实现正交检波求模运算。控制设计算法和滤波器算法都通过Verilog语言工程化,并利用Matlab和Modelsim的仿真平台进行了验证,结果证明算法完全能满足仪器的工程要求。 最后,对项目中已经完成的和还未完成的工作进行了总结。对FPGA和超声诊断仪的发展方向进行了简要介绍。


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