[实用新型]基于PCB印制线的电感电容电路、超声信号接收电路及超声波换能器

说明书

本实用新型提供了基于PCB印制线的电感电容电路、超声信号接收电路及超声波换能器，电感电容电路包括第一印制线，所述第一印制线按照预设规则弯曲，电感电容电路还包括与第一印制线平行的第二印制线或敷铜平面，电感电容电路通过第一印制线与第二印制线，或与敷铜平面的组合，同时满足电路所需的电感值和电容值。本实用新型提出的电感电容电路减少了对于PCB面积的占用，避免了设计电感时夹杂无用寄生电容、设计电容时夹杂无用寄生电感等情况发生，可以在不使用实体器件的前提下，通过PCB印制线同时实现所需要的电感值和电容值，让设计参数更准确，提高了设计效率和可靠性。

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，具体涉及基于PCB印制线的电感电容电路、超声信号接收电路及超声波换能器。

背景技术

在现代的诊断治疗过程中，常需要使用医学影像进行辅助，医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。

超过20000Hz以上的声波，人耳就不能听见，称为超声波，简称超声，超声诊断将超声检测技术应用于人体，通过测量了解生理或组织结构的数据和形态，发现疾病，作出提示的一种诊断方法。超声成像利用超声声束扫描人体，通过对反射信号的接收、处理，以获得体内器官的图象。超声诊断是一种无创、无痛、方便、直观的有效检查手段，尤其是B超，应用广泛，具有很大的影响。

超声成像需要用到超声波换能器，超声波换能器是一种可以转换电信号和声信号的装置。由于材料的压电效应，超声波换能器接收到电信号后，可将电信号转换为机械振动，发射出超声波；也可以接收到超声波后，将机械振动转换为电信号。超声波换能器大多为能够实现接收与发射两种方式。

超声波换能器中的超声信号接收电路用于接收超声波换能器的回波模拟信号，将回波模拟信号转换为数字信号。接收电路中的保护电路，用于防止发射电路的高压激励串入到接收电路损坏芯片；接收电路中的采样电路，包含信号放大、模拟滤波、模数转换等功能，输出数字信号给后端做数字信号处理；接收电路中的泄放平面可以是地，也可以是其他的冲击泄放路径。

超声信号接收电路中，介于保护电路和采样电路之间的电感和电容的实现方法，是超声前端信号调理电路的组成部分。现有技术一般通过贴片电感和贴片电容的实体器件实现，该方案精度较差，由于绕线电感和多层陶瓷电容的精度都不高，误差通常在20％左右，但在提高精度的同时也会不可避免地导致成本增加，若保持较差的精度，通道间会出现较大差异，易造成测量偏差。

此外，用于超声回波小信号的电感，通常是进口的绕线式贴片电感，这种电感的单价能达到几元一个，而超声成像系统中要用到上百个，单项成本就要数百元；电容为要求容值特别低的皮法级，材料上通常是很昂贵的电介质，单价也要几元一个，和电感的使用数量相同的，故单项成本也会达数百元。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提出了一种基于PCB印制线的电感电容电路，所述电感电容电路包括第一印制线，所述第一印制线按照预设规则弯曲；

所述电感电容电路还包括第二印制线，所述第二印制线与所述第一印制线同步弯曲，且沿所述第一印制线首尾两端之间的延伸轨迹，所述第一印制线与所述第二印制线保持预设间隔；

或，所述电感电容电路还包括与所述第一印制线平行的敷铜平面，所述第一印制线与所述敷铜平面保持预设间隔。

具体地，所述电感电容电路的电感值其中w为走线宽度，l为走线长度，k₁、k₂、k₃、k₄为常数；

所述电感电容电路的电容值其中ε为由PCB板材质决定的介电常数，k为静电力常量，s为正对面积，即铜箔厚度δ和走线长度l的乘积，d为所述第一印制线与所述第二印制线或所述敷铜平面间的所述预设间隔，k₅为常数。