[实用新型]一种采用TDC控制芯片作为超声骨密度检测核心控制芯片的电路

说明书

本实用新型属于医学超声仪器领域，公开了一种采用TDC控制芯片作为超声骨密度检测核心控制芯片的电路，包括：实现超声骨密度检测核心控制和运算的TDC控制芯片；TDC控制芯片的发射引脚和接收引脚通过模拟开关与超声探头晶片相连接，TDC控制芯片还通过数据线连接双接收端。使用TDC‑GP22替代FPGA作为超声骨密度检测的核心控制运算芯片，简化了硬件电路，省掉了部分软件编写工作，并且降低了成本。与传统的采用FPGA或CPLD的作为核心控制和运算器件的超声骨密度仪相比，硬件成本降低，省去了软件编写，缩短了开发周期，缩短了产品的上市时间。

技术领域

本实用新型属于医学超声仪器领域，尤其涉及一种采用TDC控制芯片作为超声骨密度检测核心控制芯片的电路。

背景技术

超声骨密度仪作为一种新型的骨密度检测仪器，是一种更加安全、更加经济有效的检测形式已被医学界广泛接受。仪器装备了手持式超声探头来发生和接收超声波。每个探头含有多个晶片传感器，其中一些作为超声信号发生器，而其它则用于接收超声信号。测量期间，探头直接放置于相关部位皮肤上。超声由发生传感器发出，沿骨轴方向传送后由接收传感器接收。仪器通过超声信号通过人体骨骼中的声速来判断人体的骨质强度。由于超声信号通过相对密度大的介质时速度更快，因此超声信号通过骨骼皮质层的速度比通过松质层的速度快，近似比值为4000米/秒比1800米/秒。而信号通过软组织的速度则较骨骼部分慢得多，并且实际上信号无法通过空气传播。因此测量结果完全反映了骨骼的真实情况。

目前市场上现有的超声骨密度仪对超声信号处理方法是采用FPGA搭配MCU的硬件设计方法，由FPGA控制超声信号的发射和接收电路，对超声探头进行激励并接收ADC转换的数字信号进行处理，MCU进行算法运算并与上位机通讯。此种方法FPGA需要搭配ADC组合使用，外围电路较复杂，硬件成本高，且FPGA需要用HDL语言进行编程，工作量大。

目前主流的超声骨密度检测电路通常采用FPGA或CPLD对超声探头进行激励，并通过FPGA或CPLD接收到的每个脉冲波形进行数字处理和运算来提取信号，电路组成较为复杂、芯片价格高且软件编写较为复杂。

综上所述，本方案能解决的技术问题有：

(1)现有方法FPGA需要搭配ADC组合使用，外围电路较复杂，硬件成本高，且FPGA需要用HDL语言进行编程，工作量大。

(2)通过FPGA或CPLD接收到的每个脉冲波形进行数字处理和运算来提取信号，电路组成较为复杂、芯片价格高且软件编写较为复杂。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种采用TDC控制芯片作为超声骨密度检测核心控制芯片的电路。

本实用新型是这样实现的，一种采用TDC控制芯片作为超声骨密度检测核心控制芯片的电路包括：

实现超声骨密度检测核心控制和运算的TDC控制芯片；

TDC控制芯片的FIRE UP发射端和STOP接收端通过模拟开关与超声探头晶片相连接；

TDC控制芯片通过SPI接口与MCU进行数据通信；

进一步，该采用TDC控制芯片作为超声骨密度检测核心控制芯片的电路采用双接收晶片结构，所述TDC控制芯片的信号接收端连接放大电路和滤波电路。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

现有方法FPGA需要搭配ADC组合使用，通过FPGA接收到的每个脉冲波形进行数字处理和运算来提取信号，外围电路较复杂，硬件成本高，采用TDC控制芯片的超声骨密度测量仪能够简化周围电路、缩减成本，且更利于仪器的小型化。

FPGA需要用HDL语言进行编程，工作量大。TDC控制芯片仅需要设计MCU的程序，缩短了设计周期。