JPS617984A - 対数変換回路 - Google Patents

対数変換回路

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JPS617984A
JPS617984A JP12861184A JP12861184A JPS617984A JP S617984 A JPS617984 A JP S617984A JP 12861184 A JP12861184 A JP 12861184A JP 12861184 A JP12861184 A JP 12861184A JP S617984 A JPS617984 A JP S617984A
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梁島 忠彦
Yutaka Fukui
豊 福井
Shiro Uchikura
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 fa)  産業上の利用分野 本発明は、入出力特性の変更が連続的にできる対数変換
回路に関する。
超音波診断装置において、受信される超音波のレヘルは
反射体(例えば、被検体の組織)の性質によって大きく
異なるので、該反射信号処理部のグイナミソクレンジは
60dB程度必要である。
この超音波信号を20dB程度のグイナミソクレンジし
か持たないブラウン管上に表示する為には、何等かのグ
イナミソクレンジ圧縮手段が必要であり、その目的に対
数変換回路が使用されることが多い。
上記対数変換回路を、実際の超音波診断装置に使用する
時は、生体組織に対応して圧縮手段の特性を変えて最良
の超音波画像を得ることが常時行われるが、従来から該
対数変換回路の圧縮特性を連続的に変えられない等の問
題があり、連続的−圧縮特性が変えられる対数変換回路
が要求されていた。
tb)  従来の技術 従来の対数変換回路としては、例えばテキサス・インス
ツルメンツ(TI)社の集積回路TL441が良く知ら
れているが、第2図にその一例を示す。
第2図において、(イ)は上記対数変換回路の構成を示
し、(ロ)は該対数変換回路の圧縮変換特性を示してい
る。
本図(イ)において、スイッチSL、52がオフである
と、常用数一対数変換部DAI、DA2のそれぞれの2
つの入力はバランスしているので、トランジスタQl、
Q2のコレクタにはIO/2が流れ、コレクタ抵抗R1
,R2には、該コレクタ電流に対応した出力Eo−+V
−IO・R1 が出力端子Eoに得られる。
次に入力Eiが極めて低いレベルにある時を考えると、
上記スイッチSl、S2のオン、オフに拘わらず、それ
ぞれの常用数一対数変換部DAI、DA2のそれぞれの
コレクタにはIO/2が流れ、コレクタ抵抗R1,R2
には、それぞれIOが流れている。
ここで、スイッチS1をオンとして、入力Eiのレベル
が大きくなると、DA1部のトランジスタQ1のコレク
タ電流1iが入力Eiの対数値に比例して、リニアに増
加するように動作する為、出力端子において、 Eo= +V−(Ii+IO)  ・R1の出力電圧が
得られ、入力電圧Eiに対する対数変換出力(即ち、I
f−R1)が得られることになる。
そして、Eiが極めて大きくなると、トランジスタロ1
ば飽和状態となって、一定電流10が流れると共に、D
A2部のトランジスタ旧にも10/2の電流が流れてい
るから、コレクタ抵抗R1には、10+IO/2=31
0/2 の一定値が流れることになる。
この時の対数変換特性を示したのが(ロ)図の(3)で
ある。
次にスイッチS1がオフで、スイッチs2がオンの場合
には、常用数一対数変換部OA2の入力側に、15dB
のリニアアンプL^が接続されているので、Eiが15
dB低いレベルにおいて、常用数一対数変換部DAIと
同じ条件となり、上記と同じ動作となる為、(ロ)図の
(2)の対数変換特性を示すことになる。
そして、スイッチ51.S2の両方がオンの時には、上
記(2) 、 (3)の対数変換特性を合成したものと
なり、(1)で示した対数変換特性を示すことが分かる
上記の従来方式の対数変換特性を要約すると、(1)ノ
時は、スイッチSl 、 S2がオンノ時で、30dB
の範囲の入力Eiを対数変換し、 (2)はスイッチS2のみオンの時で、15dBの範囲
の入力Eiを対数変換し、 (3)はスイッチSlのみオンの時で、15dBの範囲
の入力Eiを対数変換する。
但し、(2)の場合より対数変換特性がリニアとなる入
力レベルが15dB高くなっている。
(C1発明が解決しようとする問題点 このように、従来方式においては、第2図(ロ)から明
らかなように、 (1) * (2) 、或いは(1)g(3)のように
、離散的にしか対数変換特性を変えられない問題があっ
た。
本発明は上記従来の欠点に鑑み、連続的に対数変換特性
を変更できる方法を提供することを目的とするものであ
る。
+dl  問題点を解決する為の手段 そしてこの目的は、エミッタ結合型の常用数一対数変換
部を複数個有する対数変換回路において、該結合された
エミッタの各電流値が可変であり、且つ各電流値の総和
が略一定であるように構成し、上記各エミッタに供給す
る電流値を連続可変とすることにより、連続的に対数変
換特性を変更できる本発明の対数変換回路によって達成
される。又上記エミッタに供給する電流値を、該対数変
換回路の出力信号で変化させることにより、より好まし
い超音波反i4信号処理ができる。
+8)  作用 即ち、本発明よれば、従来の対数変換回路が、複数個の
常用数一対数変換部を定電流源を有する差動増幅器で構
成している為、離散的にしか対数変換特性を変えること
ができないことに着目して、各常用数一対数変換部の電
流源を可変電流源とするのに、差動増幅器で構成される
電流分流回路の、それぞれのコレクタ側から供給するよ
うにし、該差動増幅器の一方の入力である閾値電圧Vk
に対する他方の入力である制御電圧νCを変化させて可
変とするようにしたものであるので、該制御電圧Vcを
変えるだけで、該対数変換特性を連続的に変更できる効
果がある。
又、上記Vcを当該対数変換回路の出力信号とずること
により、該対数変換回路の入力信号に対する出力信号の
リングダウン時間を短くすることができる効果がある (f)  実施例 以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
第1図(伺は本発明の一実施例を示したもので、(ロ)
はその対数変換特性の例を示したものである。
本発明の主眼は、本図から明らかな如く、実施例で示し
た2つの常用数一対数変換部D^1.DA2に対する供
給電流を、定電流源の電流値(但し、電流値2IO)を
分流し、極限においては一方の対数変換部に対する供給
4nを“0′とした時、他方の対数変換部に対する供給
電流を210となるが、一般には分流比をαとすると、
例えば、 常用数一対数変換部DAIにはα210常用数一対数変
換部DA2には(1−α)210に分流するように構成
する所にある。
第1図において、DAI、DA2は第2図で説明したエ
ミッタ結合型の常用数一対数変換部で、それぞれのエミ
ッタには電流分流回路DA3のそれぞれのコレクタが接
続されている。
そして、vk:闇値電圧 vc二制御電圧 をそれぞれ示している。
ここで、若しVc = Vkの時を考えると、上記電流
分流回路DA3は2つの入力がバランスしているので、
それぞれのコレクタ電流は10となり、常用数一対数変
換部DAI、OA2に対して、同じエミッタ電流IOを
供給するように動作するので、常用数一対数変換部0八
1.DA2は第2図における(1)のケースに対応した
対数変換回路として機能するように動作する。これば、
前記分流比α−0,5の場合に相当する。
この状態から、制御電圧Vcが、 Vc > Vk の方向に大きくなると、トランジスタ03のコレクタ電
流α210が、トランジスタo4のコレクタ電流(1−
α)2IOよりも大きくなる。
逆に、制御電圧Vcが、 Vc<Vk の方向に大きくなると、トランジスタロ3の′コレクタ
電流α210が、トランジスタQ4のコレクタ電流(1
−α)2IOよりも小さくなるように動作する。
そして、制御電圧VcがVc > Vkの方向に最大値
を示した時、常用数一対数変換部DAIのエミッタに対
する供給電流が最大値の2IOとなり、常用数一対数変
換部DA2のエミッタに対する供給電流は。
0゛となって、第2図の(3)に対応した動作となる。
即ち、入力Eiが低レベルの時は、常用数一対数変換部
0八1のトランジスタ011口2において、それぞれ■
0のコレクタ電流が流れ、Eiが大きくなると、入力E
 iの対数に対してリニアにトランジスタ旧のコレクタ
電流が増加する。
実際的には、トランジスタQ1の電圧電流特性により、
入力Eiがあるレベル迄増加しないと、上記対数変換は
行われない。そして、トランジスタ01が飽和する状態
になると、コレクタ電流は2IOとなり一定となる。こ
の状態が、前記α−1のケースである。
次に、制御電圧VcがνC〈νにの方向に最大値を示し
た時、常用数一対数変換部DA2のエミッタに対する供
給電流が最大値の210となり、常用数一対数変換部D
AIのエミッタに対する供給電流は“0”となって、第
2図の(2)に対応した動作となる。
即ち、入力Eiが低レベルの時は、常用数一対数変換部
DA2のトランジスタロ11口2において、それぞれ1
0のコレクタ電流が流れ、Eiが大きくなると、入力E
iの対数に対してリニアにトランジスタ旧のコレクタ電
流が増加する。
そして、トランジスタ01が飽和する状態になると、コ
レクタ電流は210となり一定となる。この状態が、前
記α−0のケースである。
但し、この場合には、常用数一対数変換部DA2の入力
端子には、入力EiをリニアアンプLへによって、15
dB増幅した信号が入力されているので、対数変換特性
がリニアとなる入力レベルの絶対値が15dBだけ低く
なり、第2図の(2)に対応した変換特性を示すことに
なる。
以上の動作を、入力電圧EiをX軸に、コレクク抵抗R
1を流れる電流IをY軸として示したものが(ロ)で示
したグラフであって、制御電圧VCを電流分流回路DA
3の閾値電圧Vkに対して、Vc<Vk (α−0) 
4Vc=Vk (α=0.5)#Vc>Vk (α=1
) と変化させるに従って、図のような連続した対数変換特
性が得られることが分かる。
ここで、0≦α≦1を与える制御電圧Vcに対して、 常用数一対数変換部DAIにおいて、対数変換特性がリ
ニアとなる入力電圧Eiの最大レベルを+15dB、最
小レベルをOdBとし、 常用数一対数変換部D^2において、対数変換特性がリ
ニアとなる入力電圧Eiの最小レベルを一15dB、最
大レベルをOdBとすると、 α−00時は、Ei=−15dB〜OdB迄の間におい
て対数変換特性がリニアとなり、 α−1の時は、Ei=OdB〜+15dB迄の間におい
て対数変換特性がリニアとなる。
従って、0くαく1の間においては、制御電圧Vcを閾
値電圧Vkより小さい値から、大きい値迄変化させるこ
とにより、 一15dB≦Ei≦OdB、では、常用数一対数変換部
DA2の対数変換特性に従い、 OdB≦Ei≦+15dBでは、常用数一対数変換部D
AIの対数変換特性に従うように動作する。
上記のように、α・0.5からはずれると1.完全な対
数特性からはずれ出すが、超音波診断装置等ではあまり
問題とならない。
次に、本発明の対数変換回路を、信号1fM、続時間の
短い、例えば超音波診断装置に適用した例について、第
3図で説明する。
従来から、対数変換回路を使用すると、広いグイナミソ
クレンジを有する信号を漏れなく拾って表示できるので
、上記超音波診断装置では、特に多く用いられてきた。
然し、超音波トランスデユーサで受信した信号の波形は
、該超音波トランスデユーサ内のハソキング層内での超
音波信号の多重反射の為に尾を引きやすく、対数変換回
路によって、尾が強調され画質を劣化させている面も少
なくなかった。
そこで、第3図(イ)に示した例のように、対数変換回
路の出力信号を、第1図で説明した制御信号Vcとする
ように構成することにより、人力信号Eiに対して、リ
ングダウン時間の短い出力信号Eoを得ることができ、
超音波診断装置における超音波断層像の画質を向上させ
るこたとができる。
第3図(イ)において、1は第1図で説明した本発明の
対数変換回路で、Ei+ Vcは第1図で説明したもの
と同しものであり、Vcを対数変換回路1の出力信号E
oとしている所に特徴がある。
本発明の対数変換回路1をこのように適用した場合、超
音波受信信号Eiの波形に対して、制御電圧Vc、対数
変換回路1の出力信号EOの波形がどのようになるかを
、(ロ)のグラフを用0て、以下に説明する。
(ロ)図において、■はIEiの波形を示し、纏よ第1
図で説明した対数変換回路1における対数変換特性を示
しく但し、Vc > Vkの場合)、■はVc。
Eoの波形を示している。
例えば、■において、時刻L3の時の入力電圧をEi3
とすると、■から同し時刻t3の時の制御電圧VcはV
c3であるので、対数変換特性のグラフ■においては、
パラメータ(t3. t5)で示した変換特性を示して
いる。
従って、超音波受信信号Ei3に対する対数変換回路l
の出力信号EOは、■のグラフにおけるEoの波形の中
のEO3で示した値をとることになる。
以下同じ手順で、例えば時刻tO〜t7迄のEiに対す
るEoの波形を求めると、それぞれの時刻におりるVc
に対応して対数変換特性が決まるので、■で示したEO
の波形となり、人力信号Ei (■の図では、点線で示
している)に対して、リングダウン時間の短い出力波形
EOが得られることが分かる。
fg)  発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明の対数変換回路は
、エミッタ結合型の常用数一対数変換部を複数個有する
対数変換回路において、該結合されたエミッタの各電流
値が可変であり、且つ各電流値の総和が略一定であるよ
うに構成するのに、差動増幅器で構成された電流分流回
路のコレクタ側を上記対数変換回路のエミッタに接続し
、該差動増幅器の一方の入力である闇値電圧Vkに対す
る他方の人力である制御電圧Vcを変化させて可変とす
るようにしたものであるので、該制御電圧Vcを変える
だけで、該対数変換特性を連続的に変更できる効果があ
る。
又、該対数変換回路の出力信号を第1図で説明した制御
信号Vcとするように構成する手段を、例えば超音波診
断装置に適用した場合、超音波入力信号Biに対して、
リングダウン時間の短い出力信号Eoを得ることができ
、超音波診断装置における超音波断層像の画質を向上さ
せることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例と、その対数変換特性を示し
た図。 第2図は従来方式による対数変換回路と、その対数変換
特性を示した図。 第3図は本発明の対数変換回路を超音波診断装置に適用
して、超音波受信信号のリングダウン時間を短くできる
効果を説明する図、である。 図面において、 DAI、DA2は常用数一対数変換部。 DA3は電流分流回路、  LAは15dBのリニアア
ンプ。 Ql、口2.及びQ3.Q4はトランジスタ。 Sl 、 S2はスイッチ。 R1,R2はコレクタ抵抗、Eiは入力信号。 EOは出力信号、     10は定電流源の電流値。 νには闇値電圧、     Vcは制御電圧。 αは分流比。 をそれぞれ示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エミッタ結合型の常用数−対数変換部を複数個有
    する対数変換回路であって、該結合されたエミッタ端子
    に接続される各電流源の電流値が可変であり、且つ該各
    電流値の総和が概略一定であるように構成したことを特
    徴とする対数変換回路。
  2. (2)上記各電流源の電流値を対数変換回路の出力信号
    で制御するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の対数変換回路。
JP12861184A 1984-06-22 1984-06-22 対数変換回路 Granted JPS617984A (ja)

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JP12861184A JPS617984A (ja) 1984-06-22 1984-06-22 対数変換回路

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JPS617984A true JPS617984A (ja) 1986-01-14
JPH0451875B2 JPH0451875B2 (ja) 1992-08-20

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0321060U (ja) * 1989-07-07 1991-03-01

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JPH0321060U (ja) * 1989-07-07 1991-03-01

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