[实用新型]用于超声换能器的信号采集电路

说明书

本实用新型提供的一种用于超声换能器的信号采集电路，包括采集超声换能器的电压和电流信号的电压采集电路模块和电流采集电路模块。电压采集电路模块包括依次串联连接的电压采样单元、第一放大单元、第一隔离单元、第一滤波单元和第二放大单元，电流采集电路模块包括依次串联连接的电流采样单元、第三放大单元、第二隔离单元、第二滤波单元和第四放大单元，采用以上电路结构为后级的处理电路提供实时准确的电压和电流信号，以检测电压信号和电流信号之间的相位差和换能器输入功率的计算，为超声换能器的谐振频率调节和功率调节提供依据。

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领采集域，尤其涉及一种用于超声换能器的信号采集电路。

背景技术

超声换能器是一种将电磁能转化为机械能的装置，由压电陶瓷或其它磁致伸缩材料制成。超声换能器为谐振于超声频率的压电陶瓷堆，压电陶瓷堆的压电效应将电信号电能转换为机械振动。

超声换能器内的电振荡信号引起压电储能元件中电场或磁场的变化，该变化导致压电储能元件伸缩位移，对外输出电振荡型号频率的机械振动波能量，该机械振动波的能量经传递和振幅放大后，作用于组织进行切割或止血。

现有技术中的超声换能器由于振动的状态不可调，输出的能量达不到最大，振幅不强，效果不佳。需要能够采集超声换能器输出的电压和电流的采样电路，从而为后级的谐振调节提供依据。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于超声换能器的信号采集电路，其电压信号和电流信号可供检测且稳定，以便为后级的电压信号采集处理电路和电流信号采集处理电路检测电压信号和电流信号是否同相位，为谐振调节提供依据，从而使超声换能器处于谐振状态。

本实用新型是这样实现的，一种一种用于超声换能器的信号采集电路，包括：

电压采集电路模块，用于采集超声换能器的电压信号；

电流采集电路模块，用于采集超声换能器的电流信号；

所述电压采集电路模块包括依次串联连接的电压采样单元、第一放大单元、第一隔离单元、第一滤波单元和第二放大单元；

所述电流采集电路模块包括依次串联连接的电流采样单元、第三放大单元、第二隔离单元、第二滤波单元和第四放大单元。

具体地，所述电压采样单元由串联电阻组成，用于对输出至超声换能器正极的高电压降压；

所述电流采样单元由串联电阻组成，用于将超声换能器中的回路电流信号转换为可供采集的电压信号。

具体地，所述第一放大单元和第三放大单元分别包括：第一放大器以及连接于所述第一放大器外周用于设置放大倍数的外围电阻，以使电压信号和电流信号按比例放大。

具体地，第一隔离单元和第二隔离单元均为互感器，用于将所述第一放大单元和第三放大单元输出的电压信号和电流信号隔离转换后传递给后级滤波单元。

具体地，所述第一滤波单元和第二滤波单元分别包括并联设置的滤波电阻以及连接于所述滤波电阻之间的滤波电容，用于滤除第一滤波单元和第二滤波单元输出的电压信号和电流信号中的杂波。

具体地，所述第二放大单元和第四放大单元分别包括第二放大器以及连接于所述第二放大器外周用于设置放大倍数的外围电阻，用于将电压信号和电流信号按比例放大。

更具体地，所述电压采样单元的串联电阻的具体结构为：

多个串联设置的第一电阻和多个串联设置的第二电阻，所述第一电阻与所述第二电阻之间并联设置，其中，第一个所述第一电阻和第一个所述第二电阻的一端分别与超声换能器的正极连接，最后一个所述第一电阻和最后一个第二电阻的另一端分别接地。

更具体地，所述电流采样单元的串联电阻的具体结构为：