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JP2010213787A - Ultrasonic diagnosis device - Google Patents

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JP2010213787A
JP2010213787A JP2009061635A JP2009061635A JP2010213787A JP 2010213787 A JP2010213787 A JP 2010213787A JP 2009061635 A JP2009061635 A JP 2009061635A JP 2009061635 A JP2009061635 A JP 2009061635A JP 2010213787 A JP2010213787 A JP 2010213787A
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JP
Japan
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control circuit
voltage
clock control
switching
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009061635A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Miyajima
武史 宮島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2009061635A priority Critical patent/JP2010213787A/en
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Abstract

【課題】分散型電源システムを備えた超音波診断装置において、発熱を抑えつつ画像ノイズを低減する。
【解決手段】超音波診断装置において、AC/DC電源30と、クロック制御回路10と、AC/DC電源30から出力される直流電圧を所定の電圧に変換してクロック制御回路10に供給するドロッパ型DC/DCコンバータ41〜43と、クロック制御回路10から出力されるクロック信号に同期してスイッチング動作を行い、AC/DC電源30から出力される直流電圧を所定の電圧に変換してクロック制御回路10以外の所定の回路に供給するスイッチング型DC/DCコンバータ51〜53と、パルス繰り返し周波数を設定する設定手段と、スイッチング型DC/DCコンバータ51〜53に出力されるクロック信号が前記パルス繰り返し周波数の整数倍となるようにクロック制御回路10を制御する制御手段20とを設ける。
【選択図】図2
An ultrasonic diagnostic apparatus including a distributed power supply system reduces image noise while suppressing heat generation.
In an ultrasonic diagnostic apparatus, an AC / DC power supply 30, a clock control circuit 10, and a dropper that converts a DC voltage output from the AC / DC power supply 30 into a predetermined voltage and supplies the voltage to the clock control circuit 10. The DC / DC converters 41 to 43 and the clock signal output from the clock control circuit 10 perform a switching operation, and the DC voltage output from the AC / DC power supply 30 is converted into a predetermined voltage for clock control. Switching DC / DC converters 51 to 53 to be supplied to a predetermined circuit other than the circuit 10, setting means for setting a pulse repetition frequency, and a clock signal output to the switching DC / DC converters 51 to 53 are the pulse repetitions. Control means 20 for controlling the clock control circuit 10 is provided so as to be an integral multiple of the frequency.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、超音波診断装置に関するものであり、特に、超音波診断装置の電源システムに関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to a power supply system for an ultrasonic diagnostic apparatus.

図5に、従来の超音波診断装置における一般的な電源システムの構成を示す。従来の電源システムでは、AC/DC電源80によって商用交流を直流電圧に変換すると共に各回路の駆動に必要な複数種類の電圧+Vcc1、+Vcc2を生成し、これをケーブル等から成る伝送路81を介して超音波診断装置内の各回路(図中のデバイスA〜D)に供給していた。このように、装置内で必要な全ての電圧を一つの電源によって生成して各部に供給する構成は集中型電源システムと呼ばれる。   FIG. 5 shows a configuration of a general power supply system in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. In the conventional power supply system, the AC / DC power supply 80 converts commercial alternating current into direct current voltage and generates a plurality of types of voltages + Vcc1 and + Vcc2 necessary for driving each circuit, and this is used as a transmission line 81 comprising a cable or the like. To each circuit (devices A to D in the figure) in the ultrasonic diagnostic apparatus. A configuration in which all voltages required in the apparatus are generated by a single power supply and supplied to each unit is called a centralized power supply system.

こうした電源システムにおけるAC/DC電源80としては、装置の小型軽量化及びエネルギー効率の観点から、一般にスイッチング電源が用いられている。スイッチング電源は、入力された商用交流を一旦平滑化した後、高周波スイッチングによって所定のデューティー比でオン・オフし、その後、再び平滑化することによって所定の直流電圧を出力する。   As the AC / DC power supply 80 in such a power supply system, a switching power supply is generally used from the viewpoint of reduction in size and weight of the apparatus and energy efficiency. The switching power supply temporarily smoothes the input commercial alternating current, then turns it on / off at a predetermined duty ratio by high-frequency switching, and then smoothes again to output a predetermined direct current voltage.

しかしながら、このようなスイッチング電源には、高周波スイッチングによるノイズ発生の問題があるため、電源をシールドしたり電源の出力側にフィルタを設けたりする等の種々の対策が取られている。例えば、特許文献1では、パルスドプラ法等による超音波診断において、スイッチング電源におけるスイッチング周波数を超音波のパルス繰り返し周波数の整数倍にすることにより、画像上へのノイズの発生を低減できることが記載されている。   However, since such a switching power supply has a problem of noise generation due to high-frequency switching, various measures are taken such as shielding the power supply or providing a filter on the output side of the power supply. For example, Patent Document 1 describes that in ultrasonic diagnosis using a pulse Doppler method or the like, the occurrence of noise on an image can be reduced by setting the switching frequency in the switching power supply to an integral multiple of the pulse repetition frequency of the ultrasonic wave. Yes.

ところで、近年では、CPUやFPGA(Field Programmable Gate Array) 等のデジタルデバイスの高性能化に伴い、電源システムを上記従来の集中型電源システムから変更する必要が生じている。これは、各デバイスの駆動電圧が低電圧化・多様化し、且つ各デバイスの動作中の消費電力変化が大きいために、ケーブル、コネクタ、基板の導体パターン等の小さなインピーダンスによって電圧が変化し(図6参照)、各デバイスの動作に影響を及ぼすためである。   By the way, in recent years, with the improvement in performance of digital devices such as CPUs and FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), it is necessary to change the power supply system from the conventional centralized power supply system. This is because the drive voltage of each device is reduced and diversified, and the power consumption changes greatly during the operation of each device, so the voltage changes due to small impedances such as cables, connectors, and conductor patterns on the board (Fig. 6) to influence the operation of each device.

例えば、AC/DC電源と所定のデバイスの間のケーブルのインピーダンスやコネクタの接触抵抗等が合計で100mΩであると仮定した場合に、前記デバイスの消費電流が2A変化すると、その際の電圧降下は、2A×0.1Ω=0.2Vとなる。従って、該デバイスに供給する電圧が1.2Vであった場合には、約16%もの電圧降下が生じることとなる。   For example, assuming that the impedance of the cable between the AC / DC power supply and the predetermined device, the contact resistance of the connector, etc. is 100 mΩ in total, and the current consumption of the device changes by 2 A, the voltage drop at that time is 2A × 0.1Ω = 0.2V. Therefore, when the voltage supplied to the device is 1.2 V, a voltage drop of about 16% occurs.

そこで、近年では、図7に示すように、各デバイスA〜Dの近傍にDC/DCコンバータ91〜94を設け、AC/DC電源80から供給される所定の大きさの直流電圧+VccをDC/DCコンバータ91〜94によって各デバイスA〜Dの駆動に必要な電圧+Vcc1〜+Vcc4に変換する方法が主流となっている。このように、各デバイスに必要な電圧を個々のデバイスの近傍で生成する構成は分散型電源システムと呼ばれる。   Therefore, in recent years, as shown in FIG. 7, DC / DC converters 91 to 94 are provided in the vicinity of each of the devices A to D, and a DC voltage + Vcc of a predetermined magnitude supplied from the AC / DC power supply 80 is changed to DC. A method of converting the voltages to + Vcc1 to + Vcc4 necessary for driving each of the devices A to D by the DC converters 91 to 94 has become mainstream. In this way, a configuration for generating a voltage necessary for each device in the vicinity of each device is called a distributed power supply system.

特開平5-130992号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-130992

DC/DCコンバータには、トランジスタ等による電圧降下を利用して電圧変換を行うドロッパ方式のものと、スイッチングによる電圧変換を行うスイッチング方式のものがあるが、上記のような分散型電源システムにおいて全ての電圧をドロッパ方式のDC/DCコンバータで供給しようとするとドロッパによる発熱が問題となる。   There are two types of DC / DC converters: a dropper type that performs voltage conversion using a voltage drop caused by a transistor or the like, and a switching type that performs voltage conversion by switching. When the voltage of 1 is supplied by a dropper type DC / DC converter, the heat generated by the dropper becomes a problem.

そのため、分散型電源システムにおけるDC/DCコンバータとしては、一般にスイッチング方式のDC/DCコンバータが採用される。しかしながら、この場合、各デバイスの近くでスイッチングが行われることとなるために、従来の集中型電源システムに比べてノイズの影響を受けやすくなる。例えば、デジタルビームフォーマを備えた超音波診断装置では、受信したエコー信号をアンプで増幅し、A/Dコンバータでデジタル信号に変換した後は、デジタルでの信号処理が行われる。そのため、アンプ、A/Dコンバータ、及びFPGA等のデジタル回路が同一の基板に混載される場合が多く、各回路に対応したDC/DCコンバータも同一基板に搭載される。このとき、前記DC/DCコンバータとしてスイッチング方式のものを用いると、そのスイッチングノイズが同一基板上にあるアンプに回り込んで画像ノイズを発生しやすくなる。このようなスイッチングノイズによる画質の低下は特にドプラ法による撮像において顕著である。   Therefore, as a DC / DC converter in the distributed power supply system, a switching type DC / DC converter is generally employed. However, in this case, since switching is performed near each device, it is more susceptible to noise than a conventional centralized power supply system. For example, in an ultrasonic diagnostic apparatus equipped with a digital beam former, a received echo signal is amplified by an amplifier and converted into a digital signal by an A / D converter, and then digital signal processing is performed. For this reason, digital circuits such as amplifiers, A / D converters, and FPGAs are often mounted on the same board, and DC / DC converters corresponding to the respective circuits are also mounted on the same board. At this time, if a DC / DC converter of the switching type is used, the switching noise tends to enter an amplifier on the same substrate and image noise is likely to be generated. Such deterioration in image quality due to switching noise is particularly noticeable in Doppler imaging.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、分散型電源システムを備えた超音波診断装置において、発熱を抑えつつ画像ノイズの発生を防止することのできる超音波診断装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus having a distributed power supply system that can prevent generation of image noise while suppressing heat generation. The object is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus.

上記課題を解決するために成された本発明に係る超音波診断装置は、被検体に超音波を送受することにより該被検体内部の情報を取得して画像化する超音波診断装置であって、
a)バッテリ又はAC/DC電源と、
b)所定のクロック信号を生成するクロック制御回路と、
c)前記バッテリ又はAC/DC電源から出力される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記クロック制御回路に供給するドロッパ型のDC/DCコンバータと、
d)前記クロック制御回路から出力されるクロック信号に同期してスイッチング動作を行うことにより、前記バッテリ又はAC/DC電源から出力される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記クロック制御回路以外の所定の回路に供給するスイッチング型DC/DCコンバータと、
e)超音波送受におけるパルス繰り返し周波数を設定するPRF設定手段と、
f)前記スイッチング型DC/DCコンバータに出力されるクロック信号が前記PRF設定手段で設定されたパルス繰り返し周波数の整数倍となるように前記クロック制御回路を制御する制御手段と、
を有することを特徴としている。
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, which is made to solve the above problems, is an ultrasonic diagnostic apparatus that acquires and images information inside a subject by transmitting and receiving ultrasonic waves to the subject. ,
a) battery or AC / DC power supply;
b) a clock control circuit for generating a predetermined clock signal;
c) a dropper-type DC / DC converter that converts a DC voltage output from the battery or AC / DC power source into a predetermined DC voltage and supplies the DC voltage to the clock control circuit;
d) By performing a switching operation in synchronization with the clock signal output from the clock control circuit, the DC voltage output from the battery or the AC / DC power source is converted into a predetermined DC voltage and other than the clock control circuit. A switching type DC / DC converter for supplying a predetermined circuit;
e) PRF setting means for setting a pulse repetition frequency in ultrasonic transmission and reception;
f) control means for controlling the clock control circuit so that the clock signal output to the switching DC / DC converter is an integer multiple of the pulse repetition frequency set by the PRF setting means;
It is characterized by having.

なお、前記PRF設定手段は、例えばキーボードやトラックボール等の入力装置を備え、オペレータにパルス繰り返し周波数を直接入力させるものであってもよく、あるいは、オペレータが前記入力装置を用いて指定した撮像条件(撮像モードや視野深度等)から適当なパルス繰り返し周波数を装置側で決定し、それを以降の撮像で用いるパルス繰り返し周波数として設定するものであってもよい。また、予め所定の記憶装置に記憶されたパルス繰り返し周波数の設定値(例えば、前回の撮像で使用したパルス繰り返し周波数)を超音波診断装置の起動時等に装置側が自動的に読み出して以降の撮像で用いるパルス繰り返し周波数として設定するものなどとしてもよい。   The PRF setting means may be provided with an input device such as a keyboard and a trackball, and may allow the operator to directly input a pulse repetition frequency, or an imaging condition designated by the operator using the input device. An appropriate pulse repetition frequency may be determined on the apparatus side from (imaging mode, depth of field, etc.) and set as a pulse repetition frequency used in subsequent imaging. In addition, the apparatus side automatically reads out the set value of the pulse repetition frequency (for example, the pulse repetition frequency used in the previous imaging) stored in advance in a predetermined storage device when the ultrasonic diagnostic apparatus is started, and the subsequent imaging. It may be set as a pulse repetition frequency used in the above.

上記構成から成る本発明の超音波診断装置では、電源が投入されて前記バッテリ又はAC/DC電源からの電圧供給が開始されると、まず、ドロッパ型のDC/DCコンバータが起動する。なお、この時点では、クロック信号が生成されていないため、スイッチング型のDC/DCコンバータは起動しない。その後、ドロッパ型のDC/DCコンバータから所定の直流電圧が供給されてクロック制御回路が起動すると、該クロック制御回路で生成されたクロック信号がスイッチング型のDC/DCコンバータに入力される。これにより、スイッチング型DC/DCコンバータにおいて該クロック信号に同期したスイッチング動作が開始され、所定の直流電圧が各回路に供給されて超音波診断装置全体が起動する。ここで、クロック制御回路からスイッチング型DC/DCコンバータに供給されるクロック信号は、PRF設定手段で設定されたパルス繰り返し周波数の整数倍となるよう制御される。そのため、前記スイッチング型DC/DCコンバータはPRFの整数倍の周波数でスイッチング動作を行うこととなり、画像ノイズの発生が抑えられる。   In the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention configured as described above, when power is turned on and voltage supply from the battery or AC / DC power supply is started, a dropper type DC / DC converter is first activated. At this time, since the clock signal is not generated, the switching type DC / DC converter does not start. Thereafter, when a predetermined DC voltage is supplied from the dropper type DC / DC converter and the clock control circuit is activated, a clock signal generated by the clock control circuit is input to the switching type DC / DC converter. As a result, a switching operation in synchronization with the clock signal is started in the switching type DC / DC converter, and a predetermined DC voltage is supplied to each circuit to start the entire ultrasonic diagnostic apparatus. Here, the clock signal supplied from the clock control circuit to the switching DC / DC converter is controlled to be an integral multiple of the pulse repetition frequency set by the PRF setting means. Therefore, the switching type DC / DC converter performs a switching operation at a frequency that is an integral multiple of the PRF, thereby suppressing the occurrence of image noise.

なお、クロック制御回路以外の回路に電圧を供給するためのDC/DCコンバータは、必ずしも全てをスイッチング型とする必要はなく、消費電力が小さい回路に対してはドロッパ型のDC/DCコンバータを設けるようにしてもよい。   Note that all DC / DC converters for supplying voltage to circuits other than the clock control circuit do not necessarily need to be switching types, and a dropper type DC / DC converter is provided for circuits with low power consumption. You may do it.

また、上記本発明に係る超音波診断装置は、前記AC/DC電源が、自励発振及び他励発振によるスイッチング動作が可能なスイッチング電源であり、電源が投入された直後は、自励発振によるスイッチング動作を行い、その後、前記クロック制御回路によってクロック信号の生成が開始された後は、該クロック信号に同期した他励発振によるスイッチング動作を行うものとすることが望ましい。このような構成とすれば、スイッチングに起因する画像ノイズをより効果的に防止することができる。   In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the AC / DC power supply is a switching power supply capable of switching operation by self-excited oscillation and separately-excited oscillation, and immediately after the power is turned on, self-excited oscillation is performed. After performing a switching operation and then starting generation of a clock signal by the clock control circuit, it is desirable to perform a switching operation by separately excited oscillation synchronized with the clock signal. With such a configuration, image noise due to switching can be more effectively prevented.

以上のように、本発明に係る超音波診断装置によれば、分散型電源システムを備えた超音波診断装置において、スイッチングノイズによる画質の低下を防止することができる。また、ドロッパ型のDC/DCコンバータの使用数が少なくて済むため、発熱を最小限に抑えることができる。   As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated due to switching noise in the ultrasonic diagnostic apparatus including the distributed power supply system. Further, since the number of dropper type DC / DC converters used is small, heat generation can be minimized.

本発明の一実施例に係る超音波診断装置の全体構成を示す外観図。1 is an external view showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 同実施例に係る超音波診断装置における電源システムを示すブロック図。The block diagram which shows the power supply system in the ultrasonic diagnosing device which concerns on the Example. 同実施例に係る超音波診断装置における電源システムの別の例を示すブロック図。The block diagram which shows another example of the power supply system in the ultrasonic diagnosing device which concerns on the Example. 同実施例に係る超音波診断装置における電源システムの更に別の例を示すブロック図。The block diagram which shows another example of the power supply system in the ultrasonic diagnosing device which concerns on the Example. 従来の集中型電源システムを示すブロック図。The block diagram which shows the conventional centralized power supply system. 伝送路のラインインピーダンスによる電圧の変動を説明する図。The figure explaining the fluctuation | variation of the voltage by the line impedance of a transmission line. 従来の分散型電源システムを示すブロック図。The block diagram which shows the conventional distributed power supply system.

以下、本発明の一実施例に係る超音波診断装置について図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施例に係る超音波診断装置の全体構成を示す外観図である。   Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment.

本実施例に係る超音波診断装置は、キャスタ110によって移動可能な本体100と、本体100の上部に設けられたディスプレイ200及び操作卓300と、コネクタ(図示略)を介して本体100に着脱自在に接続される超音波プローブ400とを備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is detachably attached to the main body 100 via a main body 100 movable by a caster 110, a display 200 and an operation console 300 provided on the upper portion of the main body 100, and a connector (not shown). And an ultrasonic probe 400 connected to the.

本体100には電源装置120と制御・処理部130が内蔵されている。電源装置120は、コンセントプラグ121を介して取得された商用交流を所定の直流電圧に変換して上記各部に供給するものである。制御・処理部130は、上記各部の動作を制御すると共に、超音波の送受によって取得されたエコー信号から超音波画像を生成してディスプレイ200上に表示するための一連の処理を行うものであり、例えば、超音波プローブ400に送信パルスを印加する送信ビームフォーマや、超音波プローブ400で受信されたエコー信号をデジタル信号に変換して整相加算する受信ビームフォーマ、該受信ビームフォーマからの出力信号に検波、対数圧縮、フィルタリング等の処理を施す信号処理部、及び該信号処理部からの出力信号に走査変換処理や補間処理等を行って超音波画像を生成するデジタルスキャンコンバータ等を機能的に含んでいる。こうした制御・処理部130の機能は、本体100に内蔵された各種電子回路によって実現される。   The main body 100 includes a power supply device 120 and a control / processing unit 130. The power supply device 120 converts the commercial alternating current acquired through the outlet plug 121 into a predetermined direct current voltage and supplies the converted direct current voltage to the respective units. The control / processing unit 130 controls the operations of the above-described units and performs a series of processes for generating an ultrasonic image from an echo signal acquired by transmission / reception of ultrasonic waves and displaying the ultrasonic image on the display 200. For example, a transmission beam former that applies a transmission pulse to the ultrasonic probe 400, a reception beam former that converts an echo signal received by the ultrasonic probe 400 into a digital signal and performs phasing addition, and an output from the reception beam former Functionally, a signal processing unit that performs processing such as detection, logarithmic compression, and filtering on the signal, and a digital scan converter that generates an ultrasound image by performing scan conversion processing and interpolation processing on the output signal from the signal processing unit Is included. The functions of the control / processing unit 130 are realized by various electronic circuits built in the main body 100.

図2は、本実施例に係る超音波診断装置の電源システムの概略構成を示すブロック図であり、上述の電源装置120と、制御・処理部130の一部を示したものである。本実施例に係る超音波診断装置は、1つのAC/DC電源30と、複数のDC/DCコンバータとを含んだ分散型の電源システムをとっている。なお、ここでは簡略化のため、基板140上の2つのデバイス(クロック制御回路10及び主制御回路20)とそれらに対応したDC/DCコンバータ41〜43、51〜53のみを図示しているが、実際には、超音波診断装置を構成する各機能ブロック(ICチップ、アナログ回路、ディスプレイ等)の近傍にそれぞれDC/DCコンバータが設けられる。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the power supply system of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, in which the power supply apparatus 120 described above and a part of the control / processing unit 130 are illustrated. The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment employs a distributed power supply system including one AC / DC power supply 30 and a plurality of DC / DC converters. Here, for simplification, only two devices on the substrate 140 (the clock control circuit 10 and the main control circuit 20) and the DC / DC converters 41 to 43 and 51 to 53 corresponding to them are illustrated. Actually, a DC / DC converter is provided in the vicinity of each functional block (IC chip, analog circuit, display, etc.) constituting the ultrasonic diagnostic apparatus.

AC/DC電源30は、コンセントプラグ121を介して供給された商用交流を直流に変換すると共に、該直流電圧を高周波スイッチングによって所定の電圧まで降下させるスイッチング方式の電源である。このAC/DC電源30から出力される直流電圧はケーブル、コネクタ、及び基板上のパターン等から成る伝送路150によって各種IC等を搭載した基板140へ供給される。なお、このAC/DC電源30は外部信号入力端子を有しており、自励発振によるスイッチングと、クロック制御回路10からのクロック信号に従った他励発振によるスイッチングとを切り替えて実行することが可能である。   The AC / DC power supply 30 is a switching-type power supply that converts commercial alternating current supplied through the outlet plug 121 into direct current and drops the direct-current voltage to a predetermined voltage by high-frequency switching. The DC voltage output from the AC / DC power supply 30 is supplied to a substrate 140 on which various ICs are mounted through a transmission line 150 including a cable, a connector, and a pattern on the substrate. Note that this AC / DC power supply 30 has an external signal input terminal, and switching between self-excited oscillation and switching by separately excited oscillation in accordance with the clock signal from the clock control circuit 10 can be executed. Is possible.

DC/DCコンバータ41〜43、51〜53は、給電対象とするデバイス10、20と同一の基板140上に搭載され、AC/DC電源30から供給された所定の直流電圧を各デバイスで要求される電圧に変換して該デバイスに供給する。図2の例において、主制御回路20及びクロック制御回路10を構成するデバイスはそれぞれ複数の駆動電圧+Vcc1、+Vcc2、+Vcc3を要求する。クロック制御回路10の近傍にはドロッパ型のDC/DCコンバータ41〜43が設けられ、主制御回路20の近傍には外部信号入力端子を備えた他励発振式(外部信号同期型)のスイッチング型DC/DCコンバータ51〜53が設けられている。なお、クロック制御回路10以外のデバイスに電圧を供給するためのDC/DCコンバータとしては、電力の利用効率の点からスイッチング型のものを用いることが望ましいが、消費電力が少ない回路に対してはドロッパ型のDC/DCコンバータを設けるようにしてもよい。   The DC / DC converters 41 to 43 and 51 to 53 are mounted on the same substrate 140 as the devices 10 and 20 to be supplied with power, and each device requires a predetermined DC voltage supplied from the AC / DC power supply 30. And then supplied to the device. In the example of FIG. 2, the devices constituting the main control circuit 20 and the clock control circuit 10 request a plurality of drive voltages + Vcc1, + Vcc2, and + Vcc3, respectively. Dropper type DC / DC converters 41 to 43 are provided in the vicinity of the clock control circuit 10, and a separately excited oscillation type (external signal synchronization type) switching type having an external signal input terminal in the vicinity of the main control circuit 20. DC / DC converters 51 to 53 are provided. As a DC / DC converter for supplying a voltage to devices other than the clock control circuit 10, it is desirable to use a switching type in terms of power utilization efficiency, but for a circuit with low power consumption, A dropper type DC / DC converter may be provided.

主制御回路20は、超音波診断装置を構成する各デバイスの動作制御や各種情報処理を行うものであり、例えば、CPU等で構成される。クロック制御回路10は、図示しない水晶振動子等で生成される基本クロックから所定の周波数を有する1種類又は複数種類のクロック信号を生成し、制御・処理部130を構成する各デバイスに供給するものであり、例えば、FPGAで構成される。   The main control circuit 20 performs operation control and various types of information processing of each device constituting the ultrasonic diagnostic apparatus, and includes, for example, a CPU. The clock control circuit 10 generates one or a plurality of types of clock signals having a predetermined frequency from a basic clock generated by a crystal resonator (not shown) and supplies the clock signals to each device constituting the control / processing unit 130 For example, it is composed of FPGA.

以下、本実施例に係る超音波診断装置の起動手順(起動シーケンス)について説明する。   Hereinafter, a startup procedure (startup sequence) of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described.

まず、操作卓300又は本体100外部に設けられたスイッチ等をオペレータが押下することによって電源が投入されると、AC/DC電源30が自励発振によるスイッチング動作を開始して所定の直流電圧+Vccを出力する。   First, when the operator turns on the power by pressing a switch or the like provided outside the console 300 or the main body 100, the AC / DC power supply 30 starts a switching operation by self-excited oscillation to generate a predetermined DC voltage + Output Vcc.

この直流電圧+Vccは、ドロッパ型のDC/DCコンバータ41〜43と、スイッチング型のDC/DCコンバータ51〜53に供給されるが、この時点ではクロック制御回路10からのクロック信号が与えられていないため、スイッチング型のDC/DCコンバータ51〜53は動作しない。従って、まずドロッパ型のDC/DCコンバータ41〜43のみが動作を開始し、AC/DC電源30からの直流電圧+Vccを直流電圧+Vcc1、+Vcc2、+Vcc3に変換してクロック制御回路10に供給する。   The DC voltage + Vcc is supplied to the dropper type DC / DC converters 41 to 43 and the switching type DC / DC converters 51 to 53. At this time, the clock signal from the clock control circuit 10 is applied. Therefore, the switching type DC / DC converters 51 to 53 do not operate. Accordingly, only the dropper type DC / DC converters 41 to 43 start to operate, and the direct current voltage + Vcc from the AC / DC power supply 30 is converted into the direct current voltages + Vcc1, + Vcc2, and + Vcc3 to generate the clock control circuit 10. To supply.

これにより、クロック制御回路10が起動して予め定められた所定の周波数のクロック信号を生成し、該クロック信号がスイッチング型DC/DCコンバータ51〜53及びAC/DC電源30に供給される。その結果、AC/DC電源30は、自励発振から該クロック信号による他励発振に切り替えて引き続き直流電圧+Vccの供給を行う。また、スイッチング型のDC/DCコンバータ51〜53は、前記クロック信号の入力を受けて該クロック信号に同期したスイッチング動作を開始し、AC/DC電源30からの直流電圧+Vccを直流電圧+Vcc1、+Vcc2、+Vcc3に変換して主制御回路20に供給する。   As a result, the clock control circuit 10 is activated to generate a clock signal having a predetermined frequency, and the clock signal is supplied to the switching DC / DC converters 51 to 53 and the AC / DC power supply 30. As a result, the AC / DC power supply 30 switches from self-excited oscillation to separately-excited oscillation based on the clock signal and continues to supply the DC voltage + Vcc. The switching type DC / DC converters 51 to 53 receive the clock signal and start a switching operation in synchronization with the clock signal. The switching type DC / DC converters 51 to 53 convert the DC voltage + Vcc from the AC / DC power supply 30 to the DC voltage + Vcc1. , + Vcc2 and + Vcc3 are supplied to the main control circuit 20.

このとき、クロック制御回路10からのクロック信号は図示していない他のデバイス近傍のスイッチング型DC/DCコンバータにも供給される。これにより、本体100の各部、操作卓300、ディスプレイ200、及び超音波プローブ400へ所定の直流電圧が供給され、超音波診断装置全体が起動する。   At this time, the clock signal from the clock control circuit 10 is also supplied to a switching DC / DC converter in the vicinity of another device (not shown). Thereby, a predetermined DC voltage is supplied to each part of the main body 100, the console 300, the display 200, and the ultrasonic probe 400, and the entire ultrasonic diagnostic apparatus is activated.

その後、オペレータが操作卓300を操作して撮像条件を決定すると、主制御回路20は、DC/DCコンバータ51〜53及びAC/DC電源30に与えられるクロック信号が前記撮像条件で規定されるパルス繰り返し周波数の整数倍となるようにクロック制御回路10を制御する。   Thereafter, when the operator operates the console 300 to determine the imaging condition, the main control circuit 20 determines that the clock signal supplied to the DC / DC converters 51 to 53 and the AC / DC power supply 30 is a pulse defined by the imaging condition. The clock control circuit 10 is controlled so as to be an integral multiple of the repetition frequency.

以上により、ドロッパ型DC/DCコンバータを除いた電源システム全体が前記パルス繰り返し周波数の整数倍の周波数でスイッチング動作を行うこととなるため、電源のスイッチングに起因する画像ノイズの発生が抑えられ、ドプラ法による撮像においてもノイズの少ない鮮明な画像を得ることが可能となる。また、本実施例では、クロック制御回路10、及び消費電力の少ない一部の回路のみにドロッパ型のDC/DCコンバータを使用するため、発熱を最小限に抑えることができる。   As described above, since the entire power supply system excluding the dropper type DC / DC converter performs a switching operation at a frequency that is an integral multiple of the pulse repetition frequency, generation of image noise due to power supply switching is suppressed, and Doppler is suppressed. It is possible to obtain a clear image with little noise even in imaging by the method. In this embodiment, since the dropper type DC / DC converter is used only for the clock control circuit 10 and a part of the circuit with low power consumption, heat generation can be minimized.

なお、本発明はバッテリ駆動型の超音波診断装置にも適用可能である。このような場合の電源システムの構成例を図3に示す。この構成では、AC/DC電源30に代わってバッテリ60が設けられている点以外は、上記実施例とほぼ同様である。電源が投入されるとバッテリ60から所定の直流電圧+Vccが出力されて、まずドロッパ型のDC/DCコンバータ41〜43が動作を開始する。これにより、クロック制御回路10からのクロック信号の出力が開始されると、スイッチング型DC/DCコンバータ51〜53が該クロック信号に同期したスイッチング動作を開始する。スイッチング型DC/DCコンバータ51〜53に与えられるクロック信号の周波数は、上記実施例と同様にパルス繰り返し周波数の整数倍となるように制御される。   The present invention can also be applied to a battery-driven ultrasonic diagnostic apparatus. A configuration example of the power supply system in such a case is shown in FIG. This configuration is substantially the same as the above embodiment except that a battery 60 is provided in place of the AC / DC power supply 30. When the power is turned on, a predetermined DC voltage + Vcc is output from the battery 60, and first the dropper type DC / DC converters 41 to 43 start operation. Thereby, when the output of the clock signal from the clock control circuit 10 is started, the switching type DC / DC converters 51 to 53 start a switching operation synchronized with the clock signal. The frequency of the clock signal supplied to the switching type DC / DC converters 51 to 53 is controlled so as to be an integral multiple of the pulse repetition frequency as in the above embodiment.

なお、上記実施例ではドロッパ型のDC/DCコンバータ41〜43によってクロック制御回路10で要求される各電圧+Vcc1、+Vcc2、+Vcc3を生成する構成としたが、このような構成の他に、例えば、図4に示すようにクロック制御回路10に必要な電圧を供給するものとして自励発振式のスイッチング型DC/DCコンバータ71a〜73aと他励発振式のスイッチング型DC/DCコンバータ71b〜73bを設ける構成としてもよい。この場合、電源が投入されてAC/DC電源30又はバッテリからの電力供給が開始された直後は、前記自励発振式のスイッチング型DC/DCコンバータ71a〜73aによってクロック制御回路10に電圧+Vcc1、+Vcc2、+Vcc3が供給される。その後、クロック制御回路10からのクロック信号の出力が開始された後は、自励発振式のスイッチング型DC/DCコンバータ71a〜73aが動作を停止し、これに代わって他励発振式のスイッチング型DC/DCコンバータ71b〜73bが前記クロック信号に同期したスイッチング動作を開始して、直流電圧+Vcc1、+Vcc2、+Vcc3をクロック制御回路10に供給する。その他の動作は上記実施例と同様である。   In the above-described embodiment, each voltage + Vcc1, + Vcc2, + Vcc3 required by the clock control circuit 10 is generated by the dropper type DC / DC converters 41 to 43. For example, as shown in FIG. 4, the self-excited oscillation type switching DC / DC converters 71 a to 73 a and the separately excited oscillation type switching DC / DC converter 71 b to supply the necessary voltage to the clock control circuit 10. 73b may be provided. In this case, immediately after the power is turned on and the power supply from the AC / DC power supply 30 or the battery is started, the voltage + Vcc1 is applied to the clock control circuit 10 by the self-excited oscillation type switching DC / DC converters 71a to 73a. , + Vcc2 and + Vcc3 are supplied. Thereafter, after the output of the clock signal from the clock control circuit 10 is started, the self-excited oscillation type switching DC / DC converters 71a to 73a stop operating, and instead of this, the separately excited oscillation type switching type The DC / DC converters 71b to 73b start a switching operation synchronized with the clock signal, and supply DC voltages + Vcc1, + Vcc2, and + Vcc3 to the clock control circuit 10. Other operations are the same as in the above embodiment.

10…クロック制御回路
20…主制御回路
30…AC/DC電源
41〜43…ドロッパ型DC/DCコンバータ
51〜53…スイッチング型DC/DCコンバータ
60…バッテリ
140…基板
150…伝送路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Clock control circuit 20 ... Main control circuit 30 ... AC / DC power supply 41-43 ... Dropper type DC / DC converter 51-53 ... Switching type DC / DC converter 60 ... Battery 140 ... Board | substrate 150 ... Transmission path

Claims (3)

被検体に超音波を送受することにより該被検体内部の情報を取得して画像化する超音波診断装置であって、
a)バッテリ又はAC/DC電源と、
b)所定のクロック信号を生成するクロック制御回路と、
c)前記バッテリ又はAC/DC電源から出力される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記クロック制御回路に供給するドロッパ型のDC/DCコンバータと、
d)前記クロック制御回路から出力されるクロック信号に同期してスイッチング動作を行うことにより、前記バッテリ又はAC/DC電源から出力される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記クロック制御回路以外の所定の回路に供給するスイッチング型DC/DCコンバータと、
e)超音波送受におけるパルス繰り返し周波数を設定するPRF設定手段と、
f)前記スイッチング型DC/DCコンバータに出力されるクロック信号が前記PRF設定手段で設定されたパルス繰り返し周波数の整数倍となるように前記クロック制御回路を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasound diagnostic apparatus that acquires and images information inside a subject by transmitting and receiving ultrasound to the subject,
a) battery or AC / DC power supply;
b) a clock control circuit for generating a predetermined clock signal;
c) a dropper-type DC / DC converter that converts a DC voltage output from the battery or AC / DC power source into a predetermined DC voltage and supplies the DC voltage to the clock control circuit;
d) By performing a switching operation in synchronization with the clock signal output from the clock control circuit, the DC voltage output from the battery or the AC / DC power source is converted into a predetermined DC voltage and other than the clock control circuit. A switching type DC / DC converter for supplying a predetermined circuit;
e) PRF setting means for setting a pulse repetition frequency in ultrasonic transmission and reception;
f) control means for controlling the clock control circuit so that the clock signal output to the switching DC / DC converter is an integer multiple of the pulse repetition frequency set by the PRF setting means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
被検体に超音波を送受することにより該被検体内部の情報を取得して画像化する超音波診断装置であって、
a)バッテリ又はAC/DC電源と、
b)所定のクロック信号を生成するクロック制御回路と、
c)所定の周波数でスイッチング動作を行うことにより、前記バッテリ又はAC/DC電源から出力される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記クロック制御回路に供給する自励発振式のスイッチング型DC/DCコンバータと、
d)前記クロック制御回路から出力されるクロック信号に同期してスイッチング動作を行うことにより、前記バッテリ又はAC/DC電源から出力される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記クロック制御回路に供給する他励発振式のスイッチング型DC/DCコンバータと、
e)前記クロック制御回路から出力されるクロック信号に同期してスイッチング動作を行うことにより、前記バッテリ又はAC/DC電源から出力される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記クロック制御回路以外の所定の回路に供給するスイッチング型DC/DCコンバータと、
f)超音波送受におけるパルス繰り返し周波数を設定するPRF設定手段と、
g)前記スイッチング型DC/DCコンバータに出力されるクロック信号が前記PRF設定手段で設定されたパルス繰り返し周波数の整数倍となるように前記クロック制御回路を制御する制御手段と、
を有し、
前記バッテリ又はAC/DC電源からの電圧供給が開始された直後は、前記自励発振式のスイッチング型DC/DCコンバータによって前記クロック制御回路に所定の直流電圧を供給し、その後、前記クロック制御回路によってクロック信号の生成が開始された後は、前記他励発振式のDC/DCコンバータに切り替えて前記クロック制御回路に所定の直流電圧を供給することを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasound diagnostic apparatus that acquires and images information inside a subject by transmitting and receiving ultrasound to the subject,
a) battery or AC / DC power supply;
b) a clock control circuit for generating a predetermined clock signal;
c) By performing a switching operation at a predetermined frequency, the DC voltage output from the battery or the AC / DC power source is converted into a predetermined DC voltage and supplied to the clock control circuit and is supplied to the clock control circuit. / DC converter,
d) By performing a switching operation in synchronization with the clock signal output from the clock control circuit, the DC voltage output from the battery or the AC / DC power source is converted into a predetermined DC voltage to be supplied to the clock control circuit. A separately-excited oscillation type switching DC / DC converter to be supplied;
e) By performing a switching operation in synchronization with the clock signal output from the clock control circuit, the DC voltage output from the battery or the AC / DC power source is converted into a predetermined DC voltage, and other than the clock control circuit. A switching type DC / DC converter for supplying a predetermined circuit;
f) PRF setting means for setting a pulse repetition frequency in ultrasonic transmission / reception;
g) control means for controlling the clock control circuit so that the clock signal output to the switching DC / DC converter is an integral multiple of the pulse repetition frequency set by the PRF setting means;
Have
Immediately after the voltage supply from the battery or AC / DC power supply is started, a predetermined DC voltage is supplied to the clock control circuit by the self-excited oscillation type switching DC / DC converter, and then the clock control circuit After the generation of the clock signal is started, the ultrasonic diagnostic apparatus is switched to the separately-excited oscillation type DC / DC converter and supplies a predetermined DC voltage to the clock control circuit.
前記AC/DC電源が、自励発振及び他励発振によるスイッチング動作が可能なスイッチング電源であり、電源が投入された直後は、自励発振によるスイッチング動作を行い、その後、前記クロック制御回路によってクロック信号の生成が開始された後は、該クロック信号に同期した他励発振によるスイッチング動作を行うものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。   The AC / DC power supply is a switching power supply capable of switching operation by self-excited oscillation and self-excited oscillation. Immediately after the power is turned on, the AC / DC power supply performs switching operation by self-excited oscillation, and then the clock control circuit performs clock operation. 3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein after the generation of the signal is started, a switching operation by separately excited oscillation synchronized with the clock signal is performed.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014003801A (en) * 2012-06-19 2014-01-09 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2014083155A (en) * 2012-10-22 2014-05-12 Toshiba Corp Ultrasound diagnostic device
KR20180070874A (en) * 2016-12-19 2018-06-27 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. Multi-synchronization power supply and ultrasound system with same
CN108539997A (en) * 2017-03-02 2018-09-14 慧与发展有限责任合伙企业 Converter for input voltage to be converted into output voltage
CN114374320A (en) * 2020-10-15 2022-04-19 茂达电子股份有限公司 Power converter, synchronous power converter system and method for judging switching frequency
CN114929114A (en) * 2020-03-05 2022-08-19 豪雅株式会社 Electronic endoscope system
CN114985239A (en) * 2022-05-30 2022-09-02 青岛海信医疗设备股份有限公司 Ultrasonic anti-interference method and ultrasonic equipment

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014003801A (en) * 2012-06-19 2014-01-09 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2014083155A (en) * 2012-10-22 2014-05-12 Toshiba Corp Ultrasound diagnostic device
KR102187492B1 (en) * 2016-12-19 2020-12-08 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. Multi-synchronization power supply and ultrasound system with same
CN108498116A (en) * 2016-12-19 2018-09-07 美国西门子医疗解决公司 More synchro sources and ultrasonic system with more synchro sources
US10653396B2 (en) 2016-12-19 2020-05-19 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Multi-synchronization power supply and ultrasound system with same
KR20180070874A (en) * 2016-12-19 2018-06-27 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. Multi-synchronization power supply and ultrasound system with same
CN108498116B (en) * 2016-12-19 2021-02-05 美国西门子医疗解决公司 Multiple synchronous power supply and ultrasonic system with same
CN108539997A (en) * 2017-03-02 2018-09-14 慧与发展有限责任合伙企业 Converter for input voltage to be converted into output voltage
CN108539997B (en) * 2017-03-02 2020-12-29 慧与发展有限责任合伙企业 Power supply unit, system for supplying power and AC/DC converter
CN114929114A (en) * 2020-03-05 2022-08-19 豪雅株式会社 Electronic endoscope system
CN114374320A (en) * 2020-10-15 2022-04-19 茂达电子股份有限公司 Power converter, synchronous power converter system and method for judging switching frequency
CN114985239A (en) * 2022-05-30 2022-09-02 青岛海信医疗设备股份有限公司 Ultrasonic anti-interference method and ultrasonic equipment
CN114985239B (en) * 2022-05-30 2024-03-26 青岛海信医疗设备股份有限公司 Ultrasonic anti-interference method and ultrasonic equipment

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