JPH0330087Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0330087Y2 JPH0330087Y2 JP1986200160U JP20016086U JPH0330087Y2 JP H0330087 Y2 JPH0330087 Y2 JP H0330087Y2 JP 1986200160 U JP1986200160 U JP 1986200160U JP 20016086 U JP20016086 U JP 20016086U JP H0330087 Y2 JPH0330087 Y2 JP H0330087Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impedance
- ultrasonic transducer
- coaxial cables
- coaxial
- coaxial cable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は、送受波回路と超音波振動子との間で
送受波信号を授受するための伝送線路として同軸
ケーブルを用いる超音波探触子に関する。
送受波信号を授受するための伝送線路として同軸
ケーブルを用いる超音波探触子に関する。
（従来の技術）
超音波診断装置は超音波パルスを被検体内に送
波し、その送波された超音波パルスの被検体内で
反射された反射波を検出して診断を行う装置であ
る。第４図は従来の超音波診断装置の送受波回路
の一例を示す回路図である。図において、１は被
検体に超音波バルスを送波するためのパルスを発
生するパルス発生回路である。この出力パルスは
送波ドライバ２で増幅され、ケーブル３によつて
伝送されて超音波振動子４に供給される。このケ
ーブル３は通常同軸ケーブルで構成されている。
超音波振動子４は前記のパルスで励振され、発生
した超音波パルスを被検体（図示せず）に送波す
る。この送波された超音波パルスは被検体内の各
部で反射される。反射波は超音波振動子４によつ
て検出され、電気信号に変換され、再びケーブル
３を通つて受信回路５に送られる。
波し、その送波された超音波パルスの被検体内で
反射された反射波を検出して診断を行う装置であ
る。第４図は従来の超音波診断装置の送受波回路
の一例を示す回路図である。図において、１は被
検体に超音波バルスを送波するためのパルスを発
生するパルス発生回路である。この出力パルスは
送波ドライバ２で増幅され、ケーブル３によつて
伝送されて超音波振動子４に供給される。このケ
ーブル３は通常同軸ケーブルで構成されている。
超音波振動子４は前記のパルスで励振され、発生
した超音波パルスを被検体（図示せず）に送波す
る。この送波された超音波パルスは被検体内の各
部で反射される。反射波は超音波振動子４によつ
て検出され、電気信号に変換され、再びケーブル
３を通つて受信回路５に送られる。
このケーブル３には超音波振動子４のインピー
ダンスを考慮しないで、超音波振動子４に１本の
例えば75Ω系（例えば1.5C−2V）や50Ω系（例え
ば1.5D−2V）の同軸ケーブルを接続していた。
ダンスを考慮しないで、超音波振動子４に１本の
例えば75Ω系（例えば1.5C−2V）や50Ω系（例え
ば1.5D−2V）の同軸ケーブルを接続していた。
（考案が解決しようとする問題点）
超音波振動子４の面積が大きかつたり、周波数
が高かつたりする場合、超音波振動子４の駆動周
波数帯域内でのインピーダンスが、使用する同軸
ケーブルの特性インピーダンスより遥かに低くな
ることが多い。このため、超音波振動子４を駆動
する送波信号に同軸ケーブルとの接続部における
反射による損失があつて、超音波振動子４の両端
に印加される実効的送波波形が小さくなる。又、
同軸ケーブル３と超音波振動子４との不整合によ
り、送波波形が歪んだりする。従つて、パルス幅
が長く、感度の悪い超音波探触子となつてしま
う。
が高かつたりする場合、超音波振動子４の駆動周
波数帯域内でのインピーダンスが、使用する同軸
ケーブルの特性インピーダンスより遥かに低くな
ることが多い。このため、超音波振動子４を駆動
する送波信号に同軸ケーブルとの接続部における
反射による損失があつて、超音波振動子４の両端
に印加される実効的送波波形が小さくなる。又、
同軸ケーブル３と超音波振動子４との不整合によ
り、送波波形が歪んだりする。従つて、パルス幅
が長く、感度の悪い超音波探触子となつてしま
う。
本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、送波信号を超音波振動子に供給
する同軸ケーブルからなる伝送線路において、接
続する超音波振動子のインピーダンスが低い場合
にも、常に特性インピーダンスが超音波振動子の
インピーダンスに略等しくできる超音波探触子
を、伝送線路の柔軟性を害することなく且つ廉価
に実現することにある。
で、その目的は、送波信号を超音波振動子に供給
する同軸ケーブルからなる伝送線路において、接
続する超音波振動子のインピーダンスが低い場合
にも、常に特性インピーダンスが超音波振動子の
インピーダンスに略等しくできる超音波探触子
を、伝送線路の柔軟性を害することなく且つ廉価
に実現することにある。
（問題点を解決するための手段）
前記の問題点を解決する本考案は、送受波回路
と各超音波振動子との間で送受波信号を授受する
ための各伝送線路として、同軸ケーブルを用いる
超音波探触子において、複数の同軸ケーブルの各
端部の中心導体同志及び外部導体同志をそれぞれ
接続することにより該複数の同軸ケーブルを並列
接続したものを、前記各伝送線路として用いると
共に、前記各伝送線路を構成する複数の同軸ケー
ブルの合成特性インピーダンスが該複数の同軸ケ
ーブルが接続される超音波振動子のインピーダン
スと略等しくなるように、前記各伝送線路を構成
する複数の同軸ケーブルの本数を選択したことを
特徴とするものである。
と各超音波振動子との間で送受波信号を授受する
ための各伝送線路として、同軸ケーブルを用いる
超音波探触子において、複数の同軸ケーブルの各
端部の中心導体同志及び外部導体同志をそれぞれ
接続することにより該複数の同軸ケーブルを並列
接続したものを、前記各伝送線路として用いると
共に、前記各伝送線路を構成する複数の同軸ケー
ブルの合成特性インピーダンスが該複数の同軸ケ
ーブルが接続される超音波振動子のインピーダン
スと略等しくなるように、前記各伝送線路を構成
する複数の同軸ケーブルの本数を選択したことを
特徴とするものである。
（作用）
特性インピーダンスの高い同軸ケーブルを複数
本並列接続して、超音波振動子のインピーダンス
と整合させたので、インピーダンス不整合による
損失や波形の歪が無く、良好な信号の伝送が行わ
れる。
本並列接続して、超音波振動子のインピーダンス
と整合させたので、インピーダンス不整合による
損失や波形の歪が無く、良好な信号の伝送が行わ
れる。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本考案の一実施例の構成図である。図
において、第４図と同じ部分には同じ符号を用い
てある。図中、４は中心周波数近傍のインピーダ
ンスが10Ωの超音波振動子で、１０は５本の特性
インピーダンス50Ωの同軸ケーブルの中心導体を
超音波振動子４の端子Ｒに接続し、５本の外部導
体を超音波振動子４の接地側端子Ｓに接続した同
軸ケーブル群で、その反対側の端部が接続されて
いる同軸コネクタ１１は送波ドライバ２から送波
信号を受け、又、受信回路５に受波信号を供給し
ている。
において、第４図と同じ部分には同じ符号を用い
てある。図中、４は中心周波数近傍のインピーダ
ンスが10Ωの超音波振動子で、１０は５本の特性
インピーダンス50Ωの同軸ケーブルの中心導体を
超音波振動子４の端子Ｒに接続し、５本の外部導
体を超音波振動子４の接地側端子Ｓに接続した同
軸ケーブル群で、その反対側の端部が接続されて
いる同軸コネクタ１１は送波ドライバ２から送波
信号を受け、又、受信回路５に受波信号を供給し
ている。
次に上記のように構成された回路の動作につい
て説明する。送受ドライバ２からの送波信号は同
軸コネクタ１１、同軸ケーブル群１０を経て、超
音波振動子４の端子Ｒ，Ｓに入力する。超音波振
動子４のインピーダンスは10Ωで、同軸ケーブル
群１０の合成特性インピーダンスZ0は Z0＝ZC／５＝50／５＝10Ω である。
て説明する。送受ドライバ２からの送波信号は同
軸コネクタ１１、同軸ケーブル群１０を経て、超
音波振動子４の端子Ｒ，Ｓに入力する。超音波振
動子４のインピーダンスは10Ωで、同軸ケーブル
群１０の合成特性インピーダンスZ0は Z0＝ZC／５＝50／５＝10Ω である。
ここに、ZCは個々の同軸ケーブルの特性インピ
ーダンス 従つて、伝送体である同軸ケーブル群１０と負
荷である超音波振動子４のインピーダンスが整合
しているので反射による損失や波形の歪みが無く
同軸ケーブル群１０から超音波振動子４に伝送が
行われる。
ーダンス 従つて、伝送体である同軸ケーブル群１０と負
荷である超音波振動子４のインピーダンスが整合
しているので反射による損失や波形の歪みが無く
同軸ケーブル群１０から超音波振動子４に伝送が
行われる。
特性インピーダンスがZCの同軸ケーブルをＮ本
並列に接続した時の合成特性インピーダンスZ0が
Z0＝ZC／Ｎであることを説明する。第２図はＮ本
のケーブルを並列接続し、ZC／Ｎで終端したとき
の入力インピーダンスを求めるための説明図であ
る。図において、Ｒ，Ｓを入力側端子、Ｐ，Ｑを
出力側端子とし、Ｒ端子にＮ本の同軸ケーブル
W1，W2……WNの中心導体を接続し、Ｓ端子に
同軸ケーブルW1，W2……WNの外部導体を接続
する。又、前記同軸ケーブルの他端の内部導体を
Ｐ端子に、外部導体をＱ端子に接続する。Ｐ、Ｑ
端子にはインピーダンスがZC／Ｎの負荷を接続す
るものとする。
並列に接続した時の合成特性インピーダンスZ0が
Z0＝ZC／Ｎであることを説明する。第２図はＮ本
のケーブルを並列接続し、ZC／Ｎで終端したとき
の入力インピーダンスを求めるための説明図であ
る。図において、Ｒ，Ｓを入力側端子、Ｐ，Ｑを
出力側端子とし、Ｒ端子にＮ本の同軸ケーブル
W1，W2……WNの中心導体を接続し、Ｓ端子に
同軸ケーブルW1，W2……WNの外部導体を接続
する。又、前記同軸ケーブルの他端の内部導体を
Ｐ端子に、外部導体をＱ端子に接続する。Ｐ、Ｑ
端子にはインピーダンスがZC／Ｎの負荷を接続す
るものとする。
この回路において、入力電圧をVT、入力電流
をiTとし、ケーブルW1，W2……WNに流れ込む電
流をi1，i2……iNとする。又、負荷に流れ込む各
同軸ケーブルの電流をI1，I2……INとし、合計の
電流をIL、終端電流をVLとする。この回路のＲ、
Ｓ端子から見たインピーダンスZNを求める。
をiTとし、ケーブルW1，W2……WNに流れ込む電
流をi1，i2……iNとする。又、負荷に流れ込む各
同軸ケーブルの電流をI1，I2……INとし、合計の
電流をIL、終端電流をVLとする。この回路のＲ、
Ｓ端子から見たインピーダンスZNを求める。
(1) 先ず、単一ケーブルのインピーダンスを求め
る。第３図は単一ケーブルを特性インピーダン
スで終端したときの入力インピーダンスを求め
るための説明図である。図において、特性イン
ピーダンスZCの負荷を接続した場合の入力端か
ら見たインピーダンスZiを求める。入力電圧電
流をｖ，ｉ、出力電圧、電流をvL，iLとする。
同軸ケーブルＷをＦ行列で表わした場合の四端
子定数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、第３図の伝
送系について次の方程式が成立つ。
る。第３図は単一ケーブルを特性インピーダン
スで終端したときの入力インピーダンスを求め
るための説明図である。図において、特性イン
ピーダンスZCの負荷を接続した場合の入力端か
ら見たインピーダンスZiを求める。入力電圧電
流をｖ，ｉ、出力電圧、電流をvL，iLとする。
同軸ケーブルＷをＦ行列で表わした場合の四端
子定数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、第３図の伝
送系について次の方程式が成立つ。
ｖ
ｉ＝AB
CD・vL
iL ……(1)
(1)式から
Ｖ／ｉ＝Ａ・（vL／iL）＋Ｂ／Ｃ・（vL／iL）＋Ｄ…
…(2) 終端インピーダンスが同軸ケーブルW1の特性
インピーダンスZcと等しいので、 vL／iL＝ZC ｖ／ｉ＝ZC ……(3) (3)式を(2)式に代入すると、 ZC＝AZC＋Ｂ／CZC＋Ｄ ……(4) となる。
…(2) 終端インピーダンスが同軸ケーブルW1の特性
インピーダンスZcと等しいので、 vL／iL＝ZC ｖ／ｉ＝ZC ……(3) (3)式を(2)式に代入すると、 ZC＝AZC＋Ｂ／CZC＋Ｄ ……(4) となる。
(2) 次に第２図の伝送系について考察する。
W1；vT
i1＝AB
CD・vL
I1
W2；vT
i2＝AB
CD・vL
i2
WN；vT
iN＝AB
CD・vL
IN
上記W1，W2……WNの電圧式を加算してVTを
求める。
求める。
NVT＝Ｎ・Ａ・VL＋Ｂ（I1＋I2＋……＋IN）
I1＋I2＋……＋IN＝ILなので
NVT＝Ｎ・Ａ・VL＋Ｂ・IL
∴VT＝Ａ・VL・（１／Ｎ）Ｂ・IL ……(5)
次に電流式を加算してiTを求める。
i1＋i2＋…＋iN＝Ｎ・Ｃ・VL
＋Ｄ（I1＋I2＋……＋IN）
i1＋i2＋……＋iN＝iTなので、
iT＝Ｎ・Ｃ・VL＋Ｄ・IL ……(6)
(5)式(6)式から入力インピーダンスZNを求める。
ZN＝VT／iT＝Ａ・VL＋１／Ｎ・Ｂ・IL／Ｎ・CVL＋Ｄ
・IL ＝Ａ・VL／IL＋１／Ｎ・Ｂ／Ｎ・Ｃ・VL／IL＋
Ｄ VL／IL＝ZC／Ｎから ZN＝VT／iT＝Ａ・ＺＣ／Ｎ＋１／Ｎ・Ｂ／Ｎ・Ｃ・
ZC／Ｎ＋Ｄ ＝１／Ｎ・AZC＋Ｂ／CZC＋Ｄ (4)式(7)式から ……(7) ZN＝ZC／Ｎ 以上から負荷を含む入力インピーダンスが負荷
のインピーダンスに等しいことが証明され、従つ
てケーブルW1，W2……WNの合成特性インピー
ダンスZ0は Z0＝ZC／Ｎ であることが証明された。
・IL ＝Ａ・VL／IL＋１／Ｎ・Ｂ／Ｎ・Ｃ・VL／IL＋
Ｄ VL／IL＝ZC／Ｎから ZN＝VT／iT＝Ａ・ＺＣ／Ｎ＋１／Ｎ・Ｂ／Ｎ・Ｃ・
ZC／Ｎ＋Ｄ ＝１／Ｎ・AZC＋Ｂ／CZC＋Ｄ (4)式(7)式から ……(7) ZN＝ZC／Ｎ 以上から負荷を含む入力インピーダンスが負荷
のインピーダンスに等しいことが証明され、従つ
てケーブルW1，W2……WNの合成特性インピー
ダンスZ0は Z0＝ZC／Ｎ であることが証明された。
以上説明したように等しい特性インピーダンス
の同軸ケーブルを並列接続すると、合成特性イン
ピーダンスは各ケーブルの特性インピーダンスを
その本数で除した値であることが分る。従つて、
既述のようにインピーダンスの低い負荷に対して
高い特性インピーダンスの同軸ケーブルを使用す
る場合、同軸ケーブルをインピーダンスが略等し
くなる迄、並列接続すればよい。これらのケーブ
ルを一括してシースにいれて見掛け上１本のケー
ブルにすると取り扱いに便利である。
の同軸ケーブルを並列接続すると、合成特性イン
ピーダンスは各ケーブルの特性インピーダンスを
その本数で除した値であることが分る。従つて、
既述のようにインピーダンスの低い負荷に対して
高い特性インピーダンスの同軸ケーブルを使用す
る場合、同軸ケーブルをインピーダンスが略等し
くなる迄、並列接続すればよい。これらのケーブ
ルを一括してシースにいれて見掛け上１本のケー
ブルにすると取り扱いに便利である。
任意の低い特性インピーダンスの同軸ケーブル
を入手しようとすると特注になるので高価なもの
となる。又、同軸ケーブルの耐電圧を1000V程度
にして特性インピーダンスの低い同軸ケーブルを
作ると内部導体がすこぶる太くなり、且つ内部絶
縁体の厚さも厚くしなければならないため、柔軟
性に乏しい同軸ケーブルになる。しかし、本考案
の実施例によれば、個々の同軸ケーブルの特性イ
ンピーダンスは作り易い物で済むために廉価であ
り、又、使用同軸ケーブルのインピーダンスは高
くても良いために内部導体が細くでき、使用する
銅の量も結局遥かに少なくて済むので複数本並列
にしても個々のケーブル間に遊びがあることと相
俟つて柔軟性のあるケーブルを得ることができ
る。又、この方が軽くできて扱い易い。
を入手しようとすると特注になるので高価なもの
となる。又、同軸ケーブルの耐電圧を1000V程度
にして特性インピーダンスの低い同軸ケーブルを
作ると内部導体がすこぶる太くなり、且つ内部絶
縁体の厚さも厚くしなければならないため、柔軟
性に乏しい同軸ケーブルになる。しかし、本考案
の実施例によれば、個々の同軸ケーブルの特性イ
ンピーダンスは作り易い物で済むために廉価であ
り、又、使用同軸ケーブルのインピーダンスは高
くても良いために内部導体が細くでき、使用する
銅の量も結局遥かに少なくて済むので複数本並列
にしても個々のケーブル間に遊びがあることと相
俟つて柔軟性のあるケーブルを得ることができ
る。又、この方が軽くできて扱い易い。
各並列接続する個々の同軸ケーブル間に差動モ
ードが乗らないようにするためには第５図に示す
ように別個にフエライトビーズ等のコモンモード
トラツプを入れればよい。第５図において、第１
図と同じ部分には同じ符号を付してある。図中、
１２はフエライトビーズで作つたコモンモードト
ラツプである。このようにケーブルの両端に挿入
するとよい。図に示すように両端に入れると非常
に有効であるが、片側のみでも効果がある。
ードが乗らないようにするためには第５図に示す
ように別個にフエライトビーズ等のコモンモード
トラツプを入れればよい。第５図において、第１
図と同じ部分には同じ符号を付してある。図中、
１２はフエライトビーズで作つたコモンモードト
ラツプである。このようにケーブルの両端に挿入
するとよい。図に示すように両端に入れると非常
に有効であるが、片側のみでも効果がある。
（考案の効果）
以上詳細に説明したように本考案によれば、伝
送線路の特性インピーダンスを容易に超音波振動
子のインピーダンスに合わせることができ、効率
の良い電力の授受が可能となり、波形の歪みも無
くすことができる超音波探触子を、伝送線路の柔
軟性を害することなく且つ廉価に実現することが
できる。
送線路の特性インピーダンスを容易に超音波振動
子のインピーダンスに合わせることができ、効率
の良い電力の授受が可能となり、波形の歪みも無
くすことができる超音波探触子を、伝送線路の柔
軟性を害することなく且つ廉価に実現することが
できる。
第１図は本考案の一実施例の概略構成図、第２
図は並列接続した多数の同軸ケーブルのインピー
ダンス計算のための説明図、第３図は単一同軸ケ
ーブルのインピーダンス計算のための説明図、第
４図は従来用いられている同軸ケーブルによる伝
送の説明図、第５図はコモンモードトラツプを使
用した場合の図である。 １……パルス発生回路、２……送波ドライバ、
３……ケーブル、４……超音波振動子、５……受
信回路、１０……同軸ケーブル群、１１……同軸
コネクタ、１２……コモンモードトラツプ。
図は並列接続した多数の同軸ケーブルのインピー
ダンス計算のための説明図、第３図は単一同軸ケ
ーブルのインピーダンス計算のための説明図、第
４図は従来用いられている同軸ケーブルによる伝
送の説明図、第５図はコモンモードトラツプを使
用した場合の図である。 １……パルス発生回路、２……送波ドライバ、
３……ケーブル、４……超音波振動子、５……受
信回路、１０……同軸ケーブル群、１１……同軸
コネクタ、１２……コモンモードトラツプ。
Claims (1)
- 送受波回路と各超音波振動子との間で送受波信
号を授受するための各伝送線路として、同軸ケー
ブルを用いる超音波探触子において、複数の同軸
ケーブルの各端部の中心導体同志及び外部導体同
志をそれぞれ接続することにより該複数の同軸ケ
ーブルを並列接続したものを、前記各伝送線路と
して用いると共に、前記各伝送線路を構成する複
数の同軸ケーブルの合成特性インピーダンスが該
複数の同軸ケーブルが接続される超音波振動子の
インピーダンスと略等しくなるように、前記各伝
送線路を構成する複数の同軸ケーブルの本数を選
択したことを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986200160U JPH0330087Y2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986200160U JPH0330087Y2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103610U JPS63103610U (ja) | 1988-07-05 |
| JPH0330087Y2 true JPH0330087Y2 (ja) | 1991-06-26 |
Family
ID=31162416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986200160U Expired JPH0330087Y2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0330087Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6239335Y2 (ja) * | 1980-11-25 | 1987-10-07 | ||
| JPS6035626U (ja) * | 1983-08-16 | 1985-03-12 | 株式会社 日立メデイコ | 超音波断層装置用インピ−ダンス整合器 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP1986200160U patent/JPH0330087Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63103610U (ja) | 1988-07-05 |
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