[发明专利]一种超声容积探头电路及其四维扫描方法

权利要求书

1.一种超声容积探头电路，其特征在于，包含调节单元，输入单元，传输单元；

所述调节单元用以调节电路输出功率等级，防止由于负载过大导致的电机失步，包含第四运算放大器、第六负反馈电路、第一乘法电路、第二乘法电路、模拟开关、保持电容、输入电阻、过零检测；

模拟开关连接过零检测，模拟开关同时通过保持电容连接输入电阻的一端，输入电阻的另一端通过第六负反馈电路连接第四运算放大器的输出端，第四运算放大器的同相输入端接地，第四运算放大器的输出端连接第一乘法电路的输入端，第四运算放大器的输出端同时连接第二乘法电路的输入端；

模拟开关闭合时，保持电容用以将过零检测触发时，即超声容积探头电路处于高电平时的正弦波电信号相位转化为直流电压信号，输入电阻用于限制保持电容放电，减小电压纹波，第四运算放大器用以接收直流电压信号并进行放大计算，输出放大后直流电压信号，第六负反馈电路用以调节第四运算放大器的增益效果，第一乘法电路及第二乘法电路用以接收放大后直流电压信号并进行计算调节，输出调节后电信号至输入单元；

所述输入单元用以接收调节后电信号及提供基准电压，包含第一运算放大器、第一负反馈电路，第一运算放大器用以接收调节后电信号并将调节后电信号首次放大并输出首次放大后的电信号至传输单元，第一负反馈电路用以调节第一运算放大器的增益效果，第一运算放大器的反相输入端通过第一负反馈电路连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的同相输入端接地；

所述传输单元用以接收首次放大后的电信号并进行首次放大后的电信号的传输，包含第二运算放大器、第三运算放大器、第二负反馈电路、第三负反馈电路、第四负反馈电路、第五负反馈电路、功率运算放大器、电阻、电阻电容网络；

第一运算放大器的输出端通过第二负反馈电路连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器接收首次放大后的电信号并将进行电信号的二次放大，第二负反馈电路用以调节第二运算放大器的增益效果，第二运算放大器的同相输入端用以接收以第一运算放大器的输出端的幅值为基准的正弦波，从而进一步驱动步进电机；

第二运算放大器的输出端与第三运算放大器的反相输入端连接，第三运算放大器用以接收二次放大后的电信号并进行电信号的三次放大，第三运算放大器的反相输入端通过第三负反馈电路连接第三运算放大器的输出端，第三负反馈电路用以调节第三运算放大器的增益效果，第三运算放大器的同相输入端接地，同时，第三运算放大器的反相输入端与第四负反馈电路的一端连接，第四负反馈电路的另一端连接电路输出端，第四负反馈电路的另一端同时连接电阻的一端，电阻的另一端接地，第四负反馈电路及电阻用以调节第三运算放大器及功率运算放大器的增益效果，电阻电容网络用以调节超声容积探头电路中的电压电流冲击；

第三运算放大器的输出端连接功率运算放大器的同相输入端，功率运算放大器用以接收三次放大后的电信号并进行电信号的最终放大，功率运算放大器的反相输入端通过第五负反馈电路连接功率运算放大器的输出端，第五负反馈电路用以调节功率运算放大器的增益效果，功率运算放大器的输出端连接电路的另一输出端，电路的输出端通过电阻电容网络与电路的另一输出端连接；

所述超声容积探头电路，分别为第一电路模块、第二电路模块，第一电路模块及第二电路模块均包含调节单元、输入单元、传输单元，调节单元用以调节电路功率等级，改变超声容积探头电路的电信号幅值并进行调节后电信号的传输，输入单元用以接收调节后电信号及提供基准电压，传输单元用以进行接收首次放大后电信号并进行首次放大后电信号的传输，第一电路模块控制两相步进电机中的一相，第二电路模块控制两相步进电机中的另一相。

2.根据权利要求1所述的超声容积探头电路，其特征在于，第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第一乘法电路、第二乘法电路、模拟开关、功率运算放大器均使用正负电压进行供电，两相步进电机由功率运算放大器直接驱动。

3.根据权利要求1所述的超声容积探头电路，其特征在于，通过调节单元根据负载大小，调节电路功率等级，第一运算放大器的反向输入端给定基准电压，并在第二运算放大器的正向输入端输入以第一运算放大器输出端为基准的正弦波，第一电路模块中第二运算放大器的正向输入端的正弦波与第二电路模块中第二运算放大器的正向输入端的正弦波相位相差90度，以此驱动两相步进电机转动。