【导读】尽管医疗诊断技术在不断发展，超声成像技术因其简单，低廉的使用特点仍被广泛使用。本方案采用八路、单片式、高压、高速脉冲的 ST HV800作为发生器，从分立式到32位数字处理器和存储器，有助于进一步增强超声波成像设备内的成像效果。
医学成像取得了重大进展。超声波成像能够帮助检查病患体内的活动。目前,超声图像诊断是与X线CT、同位素扫描、核磁共振等一样重要的医学图像诊断手段。根据肝脏超声图像进行脂肪肝的诊断,是病变确诊的主要方法。但是,与CT和核磁共振等医学图像相比,超声图像的图像质量较差,目前的诊断以定性为主,受主观因素影响较大。研究肝脏超声图像的纹理特征,以便获得量化参数,并以此为依据进行病变的分类,为医生提供诊断依据,是非常必要的。
本方案设计从分立式到32位数字处理器和存储器，有助于进一步增强超声波成像设备内的成像效果。图1能够帮助您从推荐的各种适用产品中选择符合您需求的产品。
图1 超声波系统框图
STHV800是一款八路、单片式、高压、高速脉冲发生器，面向医用超声波应用，也可用于其它压电式、电容式或MEMS传感器。该器件整合了控制器逻辑接口电路（与1.8V和3.3V输入信号兼容）、电平转换器、MOSFET栅极驱动器、噪声隔离二极管和大功率P沟道和N沟道MOSFET。这些MOSFET能提供超过2A的峰值输出电流。每条通道都具有专用电桥，以便降低连续波模式下的功耗和抖动（峰值电流限于0.3A）。
该CW桥具有占用电源（HV/CW），其完全取决于主HV电源。这些HV/CW电源可以短路至HV电源。各条通道的基本结构还包含对接地电路有源箝位、防泄漏模块、用于保护器件的热传感器和用于将HV输出连至其LV输出的集成式TR开关（充当等价电阻时，仅8Ω），从而保证在传送阶段实现强解耦。这8个独立T/R开关可用于每条通道的专用RX链内，或者多路复用配置下。
箝位电路具有高达2A的电流能力，能够直接作用于输出引脚。该特性能够在从箝位过渡到RX状态的过程中实现最小的喷射变化。
此外，STHV800包含自偏置电路，能够通过外部专用引脚（THSD）在RX阶段和热关断模块感应过程中实现极低的功耗（总功耗低至200μW）。
该器件的主要优势之一在于只需很少的外部元件：HV和LV电源上的仅解耦电容器和上拉THSD引脚的电阻（此外，该电阻可由很多个器件共享）。
各条通道均由2个数字位独立驱动，在CW模式下，它变成1位。外部时钟可以和STHV800一起使用，用以同步所有输入信号。然而，该特性是可选的：如果CK引脚接地，则该器件在异步模式下运行。
STHV800主要特性
高密度超声波发射器
每条通道有2个独立的半桥
输出电压：0~±90V
通过外部时钟实现输入信号同步（可选）
工作频率高达20MHz
低功耗、高压、高速驱动器
每条通道均具有2个独立的半桥（短路选项），1个专门用于连续波（CW）模式-主半桥：±2A源和吸收电流
抖动低至20ps
低二次谐波失真
CW半桥：±0.3A源和吸收电流
抖动低至10ps
极低的功耗
全面集成的对地箝位功能,8Ω同步有源箝位
±2A源和吸收电流
全面集成的TR开关,8Ω导通电阻
高达300MHz的BW
RX阶段的电流消耗低至10μA
接收器多路复用功能
1.8V~3.6V CMOS逻辑接口
辅助集成电路 - 噪声隔离二极管
输出节点防泄漏
自偏置架构
热保护
由于采用了HV SOI技术，所有无闩锁效应
只需极少的外部无源元件或电源
STHV800应用
医用超声波成像
脉冲波形发生器
NDT超声波发送
压电式转换器驱动器
医疗点超声波成像设备
图2 STHV800内部框图
评估板STEVAL-IME009V1
STEVAL-IME009V1是一款基于STHV800 8通道高压脉冲发生器，一款面向超声波成像应用的先进器件的产品评估板。通过将探针连接到相对BNC上，输出波形可以直接显示在示波器上。提供16种预设波形，用以在各种情况下测试HV脉冲发生器。
评估板STEVAL-IME009V1主要特性
8通道输出：高压和低压BNC连接器
采用信号等效电路的负载仿真器
能够设置自己的负载仿真器
16种预设波形
USB连接器，可以通过PC和电源将STM32与之相连
4MB串行闪存，能够保存FPGA代码和波形
存储器扩展连接器，能够添加外部串行闪存
连接器，能够为STHV800输出级提供高电压和低电压
LED，能够监控电源管理级
人机界面，能够选择、启动和停止生成预设波形
25个LED，能够监控电路板性能
符合RoHS指令
图3 评估板STEVAL-IME009V1外形图
图4 评估板STEVAL-IME009V1硬件框图
