KR101670336B1 - linear power amplifier for high frequency ultrasound imaging system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 영상 초음파 탐촉자의 성능을 향상시키기 위하여 파워 앰프의 선형성을 향상시켜 보다 강한 파워 앰프의 출력을 발생시키기 위한 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 고주파 영상 초음파 탐촉자의 성능을 향상시키기 위해서 파워 앰프의 선형성을 향상시킴으로써, 보다 강한 파워 앰프의 출력을 발생시키며, 발생한 선형적인 강한 출력은 출력의 하모닉 성분을 감쇄시키는 역할을 하게 되어 결국에는 고주파 영상 탐촉자의 보다 정확하고 효과적인 출력을 발생시키는데 도움을 주게 된다. The present invention relates to a power amplifier linearizer for a high-frequency imaging ultrasound system, and more particularly, to a high-frequency imaging apparatus for improving the linearity of a power amplifier in order to improve the performance of a high- ≪ / RTI > The present invention relates to a power amplifier linear element for an ultrasound system.
According to the present invention, the linearity of the power amplifier is improved to improve the performance of the high-frequency image ultrasonic probe, thereby generating a stronger output of the power amplifier, and the strong linear output generated attenuates the harmonic component of the output Eventually helping to produce a more accurate and effective output of the high-frequency image transducer.
Description
본 발명은 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 영상 초음파 탐촉자의 성능을 향상시키기 위하여 파워 앰프의 선형성을 향상시켜 보다 강한 파워 앰프의 출력을 발생시키기 위한 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자에 관한 것이다.The present invention relates to a power amplifier linearizer for a high-frequency imaging ultrasound system, and more particularly, to a high-frequency imaging apparatus for improving the linearity of a power amplifier in order to improve the performance of a high- ≪ / RTI > The present invention relates to a power amplifier linear element for an ultrasound system.
의료 초음파 영상 기기(Medical Ultrasound Imaging Systems)는 가청 주파수 (20kHz 이상의) 초음파 신호를 초음파 탐촉자(Ultrasonic Transducer)를 이용해서 인체 및 동물 내부에 투과하여 확산, 반사, 흡수, 산란을 통해 나타나는 구조적인 영상을 제공하는 영상진단 의료기기이다.Medical Ultrasound Imaging Systems is a system that uses ultrasonic transducer (ultrasonic transducer) to transmit the audible frequency (over 20kHz) ultrasonic signal to the inside of the human body and animal and displays the structural image through diffusion, reflection, absorption and scattering. It is an imaging diagnostic medical device that provides.
초음파 탐촉자의 분류는 하나의 부품을 가진 단일 탐촉자(Single transduer) 와 여러 개의 부품을 가진 배열 탐촉자(Array transducer)로 나뉜다.Ultrasonic transducers are divided into single transducer with one part and array transducer with several parts.
한편, 초음파 영상의 퀄러티는 초음파 탐촉자에 많이 좌우되며, 이를 동작시키는데 초음파 시스템에 들어 있는 전자 부품 중에서 파워 앰프의 역할이 가장 중요한 역할을 한다. On the other hand, the quality of the ultrasound image is largely influenced by the ultrasonic probe, and the role of the power amplifier among the electronic components included in the ultrasound system plays the most important role in operating the ultrasonic image.
그러므로 좋은 파워 앰프의 설계가 전체 고주파 영상 초음파 시스템의 성능에 지대한 영향을 미치게 된다. Therefore, the design of a good power amplifier has a significant impact on the performance of the entire high-frequency imaging ultrasound system.
도 1에 도시한 바와 같이, 고주파 영상 초음파 탐촉자의 강한 출력을 제공하기 위해서 고전압 고주파용 파워 앰프를 사용하게 되며, 민감도가 낮은 고주파 탐촉자 부품의 경우에는 보다 높은 고전압의 파워 앰프 출력이 요구된다. As shown in FIG. 1, a high-voltage high-frequency power amplifier is used to provide a strong output of a high-frequency image ultrasonic probe, and a high-voltage power amplifier output is required in a low-sensitivity high-
그러므로 고전압 고주파에 동작되는 파워 앰프에서 얼마나 선형적으로 신호를 증폭시키는데 달려있다. It therefore depends on how linearly the signal is amplified in a power amplifier operating at high voltage and high frequency.
탐촉자의 보다 강한 출력을 위해서 파워 앰프의 출력을 높일려고 하지만 파워 앰프의 출력은 입력을 높이다 보면 Saturation(포화) 상태에 도달하게 된다.The output of the power amplifier tries to increase the output of the power amplifier to reach the saturation state when the input is increased.
그러므로 파워 앰프의 선형성을 향상시키기 위해서 파워 앰프 전용 선형자를 설계할 필요가 있다. Therefore, in order to improve the linearity of the power amplifier, it is necessary to design a dedicated power amplifier linear element.
즉, 도 1에 설명한 것처럼 파워 앰프 전용 선형자를 구성하게 된다면 포화점이 보다 오른쪽으로 이동할 수 있게 될 것이다.That is, if the power amplifier dedicated linear element is constructed as described in FIG. 1, the saturation point will be shifted to the right.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 고주파 영상 초음파 탐촉자의 성능을 향상시키기 위하여 파워 앰프의 선형성을 향상시켜 보다 강한 파워 앰프의 출력을 발생시켜 고주파 영상 초음파의 영상 퀄러티를 향상시키도록 하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the linearity of a power amplifier in order to improve the performance of a high-frequency image ultrasonic probe, thereby generating a stronger power amplifier output, So that the image quality of the image ultrasound can be improved.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자는,According to an aspect of the present invention, there is provided a power amplifier linearizer for a high-frequency image ultrasound system,
파워 앰프의 전단에 구성되어 파워 앰프의 입력 전압을 조절하여 파워 앰프의 출력 전압을 조절하는 것을 특징으로 한다.And the output voltage of the power amplifier is regulated by adjusting the input voltage of the power amplifier at the front stage of the power amplifier.
이때, 상기 파워 앰프 선형자는,At this time, the power amplifier linear-
외부커패시턴스(Co)와;An external capacitance Co;
외부커패시턴스와 직렬 접속되며, DC 파워 서플라이를 통하여 바이어스 전압을 공급해주기 위한 저항(Ro)과;A resistor (Ro) connected in series with an external capacitance for supplying a bias voltage through a DC power supply;
기생 게이트-소스 커패시터(Cgs), 드레인-소스 커패시턴스(Cds), 게이트-드레인 커패시턴스(Cgd)로 구성되는 트랜지스터(TRo)와;A transistor TRo comprised of a parasitic gate-source capacitor Cgs, a drain-source capacitance Cds, and a gate-drain capacitance Cgd;
대신호의 이득을 줄이지 않기 위하여 상기 트랜지스터와 직렬 접속되는 RF초크 인덕터(Lo);를 포함하여 구성되게 된다.And an RF choke inductor (Lo) connected in series with the transistor so as not to reduce the gain of the arc.
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자는, 고주파 영상 초음파 탐촉자의 성능을 향상시키기 위해서 파워 앰프의 선형성을 향상시킴으로써, 보다 강한 파워 앰프의 출력을 발생시키며, 발생한 선형적인 강한 출력은 출력의 하모닉 성분을 감쇄시키는 역할을 하게 되어 결국에는 고주파 영상 탐촉자의 보다 정확하고 효과적인 출력을 발생시키는데 도움을 주게 된다. The power amplifier linearizer for the high-frequency image ultrasound system according to the present invention having the above-described structure and function improves the linearity of the power amplifier to improve the performance of the high-frequency image ultrasonic probe, thereby generating a stronger power amplifier output, The linear strong output serves to attenuate the harmonic component of the output, which ultimately helps produce a more accurate and effective output of the high-frequency image transducer.
따라서, 고주파 영상 초음파의 영상 퀄러티를 향상시키는 효과를 발휘한다.Therefore, the effect of improving the image quality of the high-frequency image ultrasonic waves is exerted.
도 1은 파워 앰프의 포화점을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자의 개략 블록도이다.
도 3은 조절된 고강도 초음파가 발생시킨 소의 간 손상 부위들을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자의 선형자 회로도이며, 도 5는 일반적인 파워 앰프의 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자의 선형적 동작을 나타낸 그래프이며, 도 7은 최대 선형 출력점이 향상됨을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자가 포함된 경우와 포함되지 않은 경우를 비교한 그래프이다.1 is an exemplary view showing a saturation point of a power amplifier.
2 is a schematic block diagram of a power amplifier linear for a high frequency imaging ultrasound system in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph showing liver damage areas of cattle produced by controlled high-intensity ultrasound.
FIG. 4 is a linear circuit diagram of a power amplifier linearizer for a high-frequency image ultrasound system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram of a general power amplifier.
FIG. 6 is a graph illustrating a linear operation of a power amplifier linearizer for a high-frequency imaging ultrasound system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph illustrating improvement of a maximum linear output point.
FIG. 8 is a graph comparing a case where a power amplifier linear device is included for a high-frequency image ultrasound system according to an embodiment of the present invention and a case where a power amplifier linear device is not included.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. The following merely illustrates the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art will be able to devise various apparatuses which, although not explicitly described or illustrated herein, embody the principles of the invention and are included in the concept and scope of the invention.
또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.Furthermore, all of the conditional terms and embodiments listed herein are, in principle, only intended for the purpose of enabling understanding of the concepts of the present invention, and are not to be construed as limited to such specifically recited embodiments and conditions do.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. It is also to be understood that the detailed description, as well as the principles, aspects and embodiments of the invention, as well as specific embodiments thereof, are intended to cover structural and functional equivalents thereof.
또한, 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
It is also to be understood that such equivalents include all elements contemplated to perform the same function irrespective of currently known equivalents as well as equivalents to be developed in the future.
이하에서는, 본 발명에 의한 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, embodiments of a power amplifier linear type for a high-frequency image ultrasound system according to the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자의 개략 블록도이다.2 is a schematic block diagram of a power amplifier linear for a high frequency imaging ultrasound system in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자는 파워 앰프의 전단에 선형자를 구성하여 파워 앰프의 입력 전압을 조절하여 파워 앰프의 출력 전압을 조절하도록 하는 것이다.
As shown in FIG. 2, the power amplifier linearizer for the high-frequency image ultrasound system of the present invention includes a linear element at the front end of the power amplifier to adjust the input voltage of the power amplifier to control the output voltage of the power amplifier.
도 3은 조절된 고강도 초음파가 발생시킨 소의 간 손상 부위들을 나타낸 사진이다.FIG. 3 is a photograph showing liver damage areas of cattle produced by controlled high-intensity ultrasound.
도 3에 도시한 바와 같이, 기존의 고강도 집속 치료 초음파 진단기기는 정밀한 치료 효과가 감쇄되는 단점이 있으므로 살아 있는 조직에 기포를 발생시킬 가능성이 높고 세포 조직의 변형을 가져 올 수 있음을 'Y, Zhou, Ultrasonics, 2013'의 논문에서 언급하고 있다.As shown in FIG. 3, the existing high-intensity focused ultrasound diagnostic apparatus has a disadvantage that the precise therapeutic effect is attenuated. Therefore, it is known that the possibility of generating bubbles in a living tissue is high, Zhou, Ultrasonics, 2013 '.
이는 고주파 집적 초음파을 이용해서 암세포를 치료할려는 환자에게서 나타나는 대표적인 부작용이다.This is a typical side effect of patients who want to treat cancer cells using high-frequency integrated ultrasound.
그러므로 초음파 시스템에서 결정적인 역할을 하는 파워 앰프의 성능 향상이 필요해졌으며, 선형자를 이용해서 선형적인 파워 앰프의 출력을 가짐으로써 고강도 고집적 치료 초음파 시스템(High Intensity Focused Ultrasound System)의 경우도 치료 효과를 높일 수 있다. Therefore, it is necessary to improve the performance of the power amplifier, which plays a decisive role in the ultrasound system. By using the linear power amplifier with linear power, the high intensity focused ultrasound system can also improve the therapeutic effect. have.
그 이유는 고주파 영상 초음파 탐촉자가 보다 선형적인 출력(즉, 적은 하모닉 성분을 가짐)으로써 치료할려는 세포의 보다 정밀한 출력을 조절하며 외부의 세포에 적은 영향을 미침으로써 환자 본인의 부작용을 최소화할 수 있기 때문이다.
The reason for this is that the high-frequency imaging ultrasound probe has a more linear output (ie, less harmonic content) that regulates the more precise output of the cell to be treated and minimizes the patient's side effects Because.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자의 선형자 회로도이며, 도 5는 파워 앰프의 회로도이다.FIG. 4 is a linear circuit diagram of a power amplifier linearizer for a high-frequency image ultrasound system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram of a power amplifier.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자는, 파워 앰프의 전단에 구성되어 파워 앰프의 입력 전압을 조절하여 파워 앰프의 출력 전압을 조절하게 되는 것이다.As shown in FIG. 4, the power amplifier linear type for the high-frequency image ultrasound system of the present invention is configured at the front end of the power amplifier to adjust the input voltage of the power amplifier to control the output voltage of the power amplifier.
이때, 상기 파워앰프선형자는,At this time, the power amplifier linear-
외부커패시턴스(Co)와;An external capacitance Co;
외부커패시턴스와 직렬 접속되며, DC 파워 서플라이를 통하여 바이어스 전압을 공급해주기 위한 저항(Ro)과;A resistor (Ro) connected in series with an external capacitance for supplying a bias voltage through a DC power supply;
기생 게이트-소스 커패시터(Cgs), 드레인-소스 커패시턴스(Cds), 게이트-드레인 커패시턴스(Cgd)로 구성되는 트랜지스터(TRo)와;A transistor TRo comprised of a parasitic gate-source capacitor Cgs, a drain-source capacitance Cds, and a gate-drain capacitance Cgd;
대신호의 이득을 줄이지 않기 위하여 상기 트랜지스터와 직렬 접속되는 RF초크인덕터(Lo);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
And an RF choke inductor (Lo) connected in series with the transistor so as not to reduce the gain of the arc.
구체적으로 설명하자면, 전체 커패시터 값은 외부 커패시턴스(Co)값과 트랜지스터(TRo)의 기생 게이트-소스 커패시터, 드레인-소스 커패시턴스, 게이트-드레인 커패시턴스(Cgs, Cds, Cgd)로 구성된다. Specifically, the total capacitor value is composed of an external capacitance Co value and a parasitic gate-source capacitor, a drain-source capacitance, and a gate-drain capacitance Cgs, Cds, and Cgd of the transistor TR0.
상기한 커패시턴스의 전체값(Co + Cgs + Cds + Cgd)은 각각의 파워 레벨에서 적절한 하모닉 신호를 재생하도록 선택되야 한다. The total value of the above capacitance (Co + Cgs + Cds + Cgd) should be selected to reproduce an appropriate harmonic signal at each power level.
이때, DC 파워 서플라이를 통해서 바이어스 전압공급을 해주는 저항(Resistor, Ro)값은 잡음지수(Noise Figure)를 악화시키지 않도록 선택하게 된다.At this time, the value of the resistor (Ro) providing the bias voltage through the DC power supply is selected so as not to deteriorate the noise figure.
또한, 대신호의 이득을 줄이지 않기 위해서 적절한 RF 초크 인덕터(RF Choke Inductor, Lo)값을 선택하여야 한다.Alternatively, the appropriate RF choke inductor (Lo) value should be chosen to avoid reducing the gain of the call.
그리고, 트랜지스터(TRo)의 게이트-소스 DC 전압(Vdco)에 의해서 드레인-소스 전류(ID)에 영향을 주고 결국에는 트랜지스터 트랜스 컨턱턴스 값(Gm)에 영향을 주게 된다.Then, the gate-source DC voltage Vdco of the transistor TRo affects the drain-source current ID and eventually affects the transistor transconductance value Gm.
그러므로 전체 선형자 회로의 부품을 적절하게 선택하고, 전압을 공급하는 게이트-소스 DC 전압(Vdco)을 각각의 파워 레벨에 맞추어서 선택하여야 한다.Therefore, the parts of the entire linear magnetic circuit should be selected appropriately, and the gate-source DC voltage (Vdco) supplying the voltage should be selected according to the respective power levels.
상기한 설명과 같이, 모든 선형자 회로의 전체 부품값은 서로 간의 영향을 주기 때문에 각각의 파워 레벨에 맞추어서 파워 증폭기의 적절한 하모닉 신호를 없애기 위해서 선택되어야 한다.
As described above, the total component values of all linear magnetic circuits must be selected in order to eliminate the proper harmonic signal of the power amplifier in accordance with each power level, because they affect each other.
한편, 도 5의 경우에, L1, C1,C2, L2, R1은 입력 파워 매칭회로이며, C3, C4, R4, L4, L5는 출력 파워 매칭 회로이다.5, L1, C1, C2, L2 and R1 are input power matching circuits, and C3, C4, R4, L4 and L5 are output power matching circuits.
Vdc1과 Vdc2는 트랜지스터(TR1)을 제어하는 DC 바이어스 전압이며, R2는 Vdc1에 전류가 흐르지 않게 하기 위하여 사용되는 바이어스 저항(R2)이다. Vdc1 and Vdc2 are a DC bias voltage for controlling the transistor TR1, and R2 is a bias resistor R2 used for preventing current from flowing in Vdc1.
적절하게 선택된 값을 이용해서 15dB 이득, 중심주파수 200MHz, -3dB 대역폭은 240MHz로 구현되어 있다.Using the appropriately selected values, 15dB gain, center frequency 200MHz, -3dB bandwidth is implemented at 240MHz.
예를 들어, 메인 전력증폭기에서 생성되는 2차와 3차 하모닉 성분(HD2와 HD3)을 감쇄시키도록 전력 증폭기의 선형화 회로에서 이와 반대되는 인위적인 2차와 3차 하모닉 성분(HD2와 HD3)을 발생시킬려는 전치 왜곡 선형자 회로이다. For example, in the linearization circuit of the power amplifier, an artificial secondary and tertiary harmonic components (HD2 and HD3) are generated to attenuate the secondary and tertiary harmonic components (HD2 and HD3) generated by the main power amplifier It is a predistortion linear circuit to be set.
이를 위해서 먼저 파워 증폭기의 2차와 3차 하모닉 성분을 측정하고 나온 값을 바탕으로 전치 왜곡 선형자 회로의 부품값과 바이어스 전압을 선택하여서 파워 증폭기의 반대되는 하모닉 성분을 발생시키는 것이다. To do this, we first measure the second and third harmonic components of the power amplifier, and then select the component value and the bias voltage of the predistortion linear circuit to generate the opposite harmonic component of the power amplifier.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자의 선형적 동작을 나타낸 그래프이며, 도 7은 최대 선형 출력점이 향상됨을 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph illustrating a linear operation of a power amplifier linearizer for a high-frequency imaging ultrasound system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph illustrating improvement of a maximum linear output point.
도 6에 도시한 바와 같이, 하모닉 성분인 HD2=-61dB의 감쇄를 확인할 수 있었으며, 선형자가 파워앰프를 보다 선형적으로 동작시키는 것을 알 수 있었다.As shown in FIG. 6, the attenuation of the harmonic component HD2 = -61 dB was confirmed, and it was found that the linear self-power amplifier operates more linearly.
그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 입력 파워에 따라서 출력 파워의 성능이 1dB만큼 떨어져서 최대 선형 출력점(OP1dB)이 향상됨을 알 수 있었다.As shown in FIG. 7, it is found that the performance of the output power is decreased by 1 dB according to the input power, and the maximum linear output point OP1dB is improved.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자가 포함된 경우와 포함되지 않은 경우를 비교한 그래프이다.FIG. 8 is a graph comparing a case where a power amplifier linear device is included for a high-frequency image ultrasound system according to an embodiment of the present invention and a case where a power amplifier linear device is not included.
도 8은 실제 고주파 의료 초음파 영상 시스템에 적용하기 위해서 선형자(Linearizer)가 첨부된 경우와 없는 경우를 비교한 것으로서, 에코의 출력이 주파수 영역(Frequency)에서 나타나는데, 이는 하모닉 성분(HD2)이 감쇄됨을 의미하는 것이다.FIG. 8 shows a comparison between a case where a linearizer is attached and a case where a linearizer is attached in order to be applied to an actual high-frequency medical ultrasound imaging system. The output of the echo appears in a frequency domain. This is because the harmonic component HD2 attenuates .
상기와 같이, 구성하게 된다면 초음파 영상 프로브를 통하여 고해상도 영상 획득과 정밀한 고강도 집적 초음파의 치료 효과를 높임으로써 질병의 진단 정확성 향상이 기대된다. As described above, it is expected that the diagnosis accuracy of disease can be improved by enhancing the effect of obtaining a high resolution image through an ultrasound image probe and treating a high intensity intensive ultrasound with high precision.
또한, 고강도 집적 초음파의 대표적인 문제점이 정밀한 초음파의 암세포 조직의 파쇄가 가능하지 않는 점인데, 본 발명과 같이 구성되면 전체 고강도 집적 초음파치료와 정확한 영상 진단이 가능하게 되어 환자 본인의 치료 효과와 통증 감쇄 효과가 향상된다.In addition, the representative problem of high-intensity integrated ultrasound is that ultrasound can not break cancer cell tissue. However, when constructed according to the present invention, the whole high-intensity integrated ultrasound therapy and accurate imaging can be performed, The effect is improved.
또한, 저전력 시스템에 적용되며, 보다 복잡한 고주파 의료 영상 초음파 시스템에 적용이 가능하며, 홀수,짝수(2번과 3번) 하모닉을 동시에 감쇄시킬 수 있는 확장성을 제공하여 초음파, MRI 비롯해서 다양한 전자 의료기기와 모바일, 휴대폰, 통신 시스템을 비롯한 모든 전자 장비에서 성능 향상을 기대할 수 있을 것이다.In addition, it is applicable to low power system, and it can be applied to more complicated high frequency medical image ultrasound system. It provides scalability to simultaneously reduce odd and even (harmonics 2 and 3) harmonics, You can expect to see performance improvements in devices, mobile, mobile phones, and communication systems.
한편, 현재 의료 초음파 기기의 연구 개발 방향은 휴대용으로 가고 있으며, 이는 배터리의 성능이 많이 좌우되기에 휴대폰과 같이 저전력이 요구될 가능성이 높으므로 저전력 고성능이 필요한 휴대용 의료 초음파 시스템에서 사용할 수 있다.Meanwhile, the research and development direction of the medical ultrasound device is going to be portable, and since the performance of the battery is greatly influenced, it is highly likely that a low power such as a mobile phone is required, so that it can be used in a portable medical ultrasound system requiring low power and high performance.
그 이유는 집적화된 소형 칩구조의 단순 설계 구조가 가능하기 때문이다. This is because a simple design structure of an integrated small chip structure is possible.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
Co : 외부커패시턴스
Ro : 저항
TRo : 트랜지스터
Lo : RF초크인덕터Co: External capacitance
Ro: Resistance
TRo: transistor
Lo: RF choke inductor
Claims (11)
파워 앰프의 전단에 구성되어 파워 앰프의 입력 전압을 조절하여 파워 앰프의 출력 전압을 조절하도록 하기 위한 파워앰프선형자;를 포함하여 구성되되,
상기 파워앰프선형자는,
외부커패시턴스(Co)와;
외부커패시턴스와 직렬 접속되며, DC 파워 서플라이를 통하여 바이어스 전압을 공급해주기 위한 저항(Ro);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.In a power amplifier linear type for a high frequency imaging ultrasound system,
And a power amplifier linear element formed at the front end of the power amplifier to adjust the input voltage of the power amplifier to adjust the output voltage of the power amplifier,
The power amplifier linearizer includes:
An external capacitance Co;
And a resistor (R0) connected in series with an external capacitance for supplying a bias voltage through a DC power supply. The power amplifier linearizer for a high-frequency image ultrasound system according to claim 1,
파워 앰프의 전단에 구성되어 파워 앰프의 입력 전압을 조절하여 파워 앰프의 출력 전압을 조절하도록 하기 위한 파워앰프선형자;를 포함하여 구성되되,
상기 파워앰프선형자는,
외부커패시턴스(Co)와;
외부커패시턴스와 직렬 접속되며, DC 파워 서플라이를 통하여 바이어스 전압을 공급해주기 위한 저항(Ro)과;
기생 게이트-소스 커패시터(Cgs), 드레인-소스 커패시턴스(Cds), 게이트-드레인 커패시턴스(Cgd)로 구성되는 트랜지스터(TRo)와;
대신호의 이득을 줄이지 않기 위하여 상기 트랜지스터와 직렬 접속되는 RF초크인덕터(Lo);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.
In a power amplifier linear type for a high frequency imaging ultrasound system,
And a power amplifier linear element formed at the front end of the power amplifier to adjust the input voltage of the power amplifier to adjust the output voltage of the power amplifier,
The power amplifier linearizer includes:
An external capacitance Co;
A resistor (Ro) connected in series with an external capacitance for supplying a bias voltage through a DC power supply;
A transistor TRo comprised of a parasitic gate-source capacitor Cgs, a drain-source capacitance Cds, and a gate-drain capacitance Cgd;
And a RF choke inductor (Lo) connected in series with the transistor so as not to reduce the gain of the arc.
파워 앰프의 전단에 구성되어 파워 앰프의 입력 전압을 조절하여 파워 앰프의 출력 전압을 조절하도록 하기 위한 파워앰프선형자;를 포함하여 구성되되,
상기 파워앰프선형자는,
외부커패시턴스(Co)와;
외부커패시턴스와 직렬 접속되며, DC 파워 서플라이를 통하여 바이어스 전압을 공급해주기 위한 저항(Ro)과;
기생 게이트-소스 커패시터(Cgs), 드레인-소스 커패시턴스(Cds), 게이트-드레인 커패시턴스(Cgd)로 구성되는 트랜지스터(TRo)와;
대신호의 이득을 줄이지 않기 위하여 상기 트랜지스터와 직렬 접속되는 RF초크인덕터(Lo);를 포함하여 구성되되,
상기 커패시턴스의 전체값(Co + Cgs + Cds + Cgd)은,
각각의 파워 레벨에서 하모닉 신호를 재생하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.In a power amplifier linear type for a high frequency imaging ultrasound system,
And a power amplifier linear element formed at the front end of the power amplifier to adjust the input voltage of the power amplifier to adjust the output voltage of the power amplifier,
The power amplifier linearizer includes:
An external capacitance Co;
A resistor (Ro) connected in series with an external capacitance for supplying a bias voltage through a DC power supply;
A transistor TRo comprised of a parasitic gate-source capacitor Cgs, a drain-source capacitance Cds, and a gate-drain capacitance Cgd;
And an RF choke inductor (Lo) connected in series with the transistor so as not to reduce the gain of the arc,
The total value of the capacitance (Co + Cgs + Cds + Cgd)
And is selected to reproduce a harmonic signal at each power level. ≪ Desc / Clms Page number 18 >
파워 앰프의 전단에 구성되어 파워 앰프의 입력 전압을 조절하여 파워 앰프의 출력 전압을 조절하도록 하기 위한 파워앰프선형자;를 포함하여 구성되되,
상기 파워앰프선형자는,
외부커패시턴스(Co)와;
외부커패시턴스와 직렬 접속되며, DC 파워 서플라이를 통하여 바이어스 전압을 공급해주기 위한 저항(Ro)과;
기생 게이트-소스 커패시터(Cgs), 드레인-소스 커패시턴스(Cds), 게이트-드레인 커패시턴스(Cgd)로 구성되는 트랜지스터(TRo)와;
대신호의 이득을 줄이지 않기 위하여 상기 트랜지스터와 직렬 접속되는 RF초크인덕터(Lo);를 포함하여 구성되되,
상기 RF 초크 인덕터(RF Choke Inductor, Lo)는,
대신호의 이득을 줄이지 않기 위해서 RF 초크 인덕터(RF Choke Inductor, Lo)값을 선택하는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.In a power amplifier linear type for a high frequency imaging ultrasound system,
And a power amplifier linear element formed at the front end of the power amplifier to adjust the input voltage of the power amplifier to adjust the output voltage of the power amplifier,
The power amplifier linearizer includes:
An external capacitance Co;
A resistor (Ro) connected in series with an external capacitance for supplying a bias voltage through a DC power supply;
A transistor TRo comprised of a parasitic gate-source capacitor Cgs, a drain-source capacitance Cds, and a gate-drain capacitance Cgd;
And an RF choke inductor (Lo) connected in series with the transistor so as not to reduce the gain of the arc,
The RF choke inductor (Lo)
Wherein a value of the RF choke inductor (Lo) is selected so as not to reduce the gain of the call. The power amplifier linearizer for a high-frequency image ultrasound system.
상기 파워앰프선형자는,
고주파 영상 초음파 탐촉자의 성능을 향상시키기 위하여 파워 앰프의 선형성을 향상시켜 높은 파워 앰프의 출력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The power amplifier linearizer includes:
A power amplifier linearizer for a high-frequency imaging ultrasound system, characterized in that the linearity of the power amplifier is improved to improve the performance of the high-frequency image ultrasonic probe, thereby generating a high power amplifier output.
상기 파워앰프선형자는,
선형 출력의 하모닉 성분을 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The power amplifier linearizer includes:
Wherein the harmonic component of the linear output is attenuated.
상기 파워앰프선형자는,
저전력 휴대용 의료 초음파 시스템에 적용되는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The power amplifier linearizer includes:
A power amplifier linearizer for a high frequency imaging ultrasound system, characterized by being applied to a low power portable medical ultrasound system.
상기 파워앰프선형자는,
홀수, 짝수(2번과 3번) 하모닉을 동시에 감쇄시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The power amplifier linearizer includes:
(2) and (3) harmonics can be attenuated at the same time. The power amplifier linearizer for a high-frequency image ultrasound system.
상기 파워앰프선형자는,
하모닉 성분을 -61dB로 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The power amplifier linearizer includes:
And the harmonic component is attenuated to -61 dB. The power amplifier linearizer for a high-frequency image ultrasound system.
상기 파워앰프선형자는,
입력 파워에 따라 출력 파워의 성능을 1dB만큼 떨어져서 최대 선형 출력점(OP1dB)을 높이는 것을 특징으로 하는 고주파 영상 초음파 시스템을 위한 파워 앰프 선형자.
6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The power amplifier linearizer includes:
And a maximum linear output point (OP1dB) is increased by 1dB of the output power depending on the input power, and a power amplifier linear type for the high-frequency image ultrasound system.
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| KR1020150141072A KR101670336B1 (en) | 2015-10-07 | 2015-10-07 | linear power amplifier for high frequency ultrasound imaging system |
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| KR20000009734A (en) | 1998-07-28 | 2000-02-15 | 박호군 | Microwave semiconductor heat dissipator coated with diamond film and fabrication method thereof |
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2015
- 2015-10-07 KR KR1020150141072A patent/KR101670336B1/en active Active
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