[发明专利]一种超声换能器静态电容测试系统及方法

说明书

本说明书公开了一种超声换能器静态电容测试系统及方法，能够对超声换能器中多阵元的静态电容进行高效、全面、准确、有效检测。所述系统包括控制单元、信号产生电路、阵元选择电路以及检测单元。所述方法包括所述控制单元生成激励信号控制指令与阵元选择控制指令；所述信号产生电路根据所述激励信号控制指令生成周期性的激励信号；所述阵元选择电路根据所述阵元选择控制指令从待测超声换能器的多个阵元中依次选取一个作为目标阵元接入所述信号产生电路；所述检测单元获取所述目标阵元针对所述激励信号的响应状态，并根据所述激励信号与所述响应状态计算确定所述目标阵元的静态电容。

技术领域

本发明涉及电参数测量技术领域，具体涉及一种超声换能器静态电容测试系统及方法。

背景技术

随着科学技术水平不断发展，超声波技术在医疗、工业加工等行业中应用越来越广泛。在实际应用场景中会用到各种超声波设备，超声换能器是各种超声波设备中的重要组成部分。在超声换能器中，各超声阵元的静态电容是判断超声阵元性能的重要指标，为保证产品指令，超声换能器在投入实际应用前都需要对超声阵元的静态电容进行测试。一些相关技术中，测试超声换能器静态电容的方法一般通过LCR数字电桥每个阵元手工测试，这样的方式可能存在漏测，操作繁琐耗时，测试结果一致性难以保障。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供了一种超声换能器静态电容测试系统及方法，能够对超声换能器中多阵元的静态电容进行高效、全面、准确、有效检测。

在第一方面，本说明书实施例提供了一种超声换能器静态电容测试系统，包括：控制单元、信号产生电路、阵元选择电路以及检测单元；

所述控制单元，用于根据待测超声换能器的阵列参数生成激励信号控制指令与阵元选择控制指令，所述待测超声换能器包括多个阵元；

所述信号产生电路，用于接收所述激励信号控制指令，并根据所述激励信号控制指令生成周期性的激励信号；

所述阵元选择电路，用于接收所述阵元选择控制指令，并根据所述阵元选择控制指令按照与所述激励信号相同的频率从多个所述阵元中依次选取一个作为目标阵元接入所述信号产生电路；

所述检测单元，用于在将所述目标阵元接入所述信号产生电路后，获取所述目标阵元针对所述激励信号的响应状态，并根据所述激励信号与所述响应状态计算确定所述目标阵元的静态电容。

可选的，所述信号产生电路包括电源Vcc、PMOS晶体管、NMOS晶体管、充电二极管D1、放电二极管D2以及负载电阻R；

所述PMOS晶体管的源极与所述电源Vcc连接，所述PMOS晶体管的漏极与所述充电二极管D1的正极连接；

所述NMOS晶体管的源极接地，所述NMOS晶体管的漏极与所述放电二极管D2的负极连接；

所述充电二极管D1的负极以及所述放电二极管D2的正极与所述负载电阻R的一端相连，所述负载电阻R的另一端连接所述信号产生电路的输出端；

所述PMOS晶体管与所述NMOS晶体管的栅极与所述控制单元信号连接，用于接收所述激励信号控制指令。

可选的，所述信号产生电路用于根据所述激励信号控制指令生成周期性的激励信号，包括：

所述PMOS晶体管与所述NMOS晶体管的通断状态根据所述激励信号控制指令进行周期性切换；

在每个切换周期中，所述通断状态先被设置为所述PMOS晶体管连通、所述NMOS晶体管关断，之后切换为所述NMOS晶体管连通、所述PMOS晶体管关断；

在所述PMOS晶体管连通、所述NMOS晶体管关断时，所述信号产生电路由所述电源Vcc供能，所述输出端输出高电平；