Đề tài : Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy siêu âm doppler xuyên sọ

Bộ công thương viện nghiên cứu điện tử, tự động, tin học hóa Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ năm 2007 nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy siêu âm doppler xuyên sọ Chủ nhiệm đề tài: Ths...

Bộ công thương

viện nghiên cứu điện tử, tự động, tin học hóa

Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ năm 2007

nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy siêu âm doppler xuyên sọ

Chủ nhiệm đề tài: Ths trần văn tuấn

6932

04/8/2008

hà nội - 2007

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NCKH VÀ PTCN

CẤP BỘ NĂM 2007

Đề tài:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY SIÊU ÂM DOPPLER XUYÊN SỌ (Mã số: 143.07 RD/HĐ-KHCN)

Chủ nhiệm đề tài: Ths Trần Văn Tuấn

Hµ néi, 12.2007

-o0o -

TÓM T T TÀI

và hi n th ph v n t c dòng ch y trong các m ch máu não

các ch c n ng hi n th và x lý k t qu tr giúp các bác s Các ti n b m i ây trong

ch t l ng cao h n

n c ông Nam Á trong ó có Vi t Nam ây là m t trong nh ng nguyên nhân chính

xuyên s (Transcrania Doppler sonography - TCD) – m t ph ng pháp th m dò huy t

ng không ch y máu, nh m ánh giá tình tr ng tu n hoàn các m ch chính trong não

là vi c làm r t c n thi t

trong n c nên vi c trang b v n còn h n ch n c ta hi n nay, vi c nghiên c u và

ti n hành t i công ty AMEC Tuy nhiên vi c nghiên c u Doppler xung nói chung và

N i dung nghiên c u

máy siêu âm Doppler xuyên s

· Thi t k ch t o ph n c ng

Array), DSP (Digital Signal Processor), …

· Thi t k và ph n bi n thi t k

M C L C

CH NG 1 T NG QUAN V SIÊU ÂM DOPPLER 6

1.1 K THU T SIÊU ÂM DOPPLER 7

1.1.1 Nguyên lí chung v siêu âm Doppler 7

1.1.2 u dò siêu âm Doppler và v trí các c a s th m dò 10

1.1.3 M t s k thu t Doppler 12

1.1.4 Cách th c th hi n thông tin t siêu âm Doppler 15

1.1.5 C s xây d ng ch ng trình x lý tín hi u Doppler 16

1.1.6 M t s ng d ng trong kh o sát m ch máu 19

1.2 KH O SÁT M T S MÁY O DOPPLER XUYÊN S HI N I 21 CH NG 2 THI T K MÁY O SIÊU ÂM DOPPLER 24

2.1 CH TIÊU CH T L NG C A MÁY SIÊU ÂM DOPPLER 24

2.2 THI T K PH N C NG MÁY SIÊU ÂM DOPPLER 24

2.2.1 Thi t k t ng th máy o siêu âm Doppler 24

2.2.2 Thi t k kh i phát xung 26

2.2.3 Thi t k kh i thu 31

2.2.4 Ph n t chuy n m ch 39

2.2.5 Máy tính nhúng 41

2.2.6 Thi t k m ch cách ly 43

2.2.7 Thi t k kh i ngu n 44

2.2.8 Thi t k ghép n i ph n c ng 45

2.3 XÂY D NG PH N M M CHO MÁY SIÊU ÂM DOPPLER 47

2.3.1 Ch c n ng c a ph n m m 47

2.3.2 Nh ng nguyên t c trong thi t k ph n m m: 47

2.3.3 Xây d ng ph n m m 48

CH NG 3 TH NGHI M VÀ ÁNH GIÁ K T QU 54

3.1 PH NG PHÁP ÁNH GIÁ 54

3.2 TH NGHI M, ÁNH GIÁ PH N C NG VÀ PH N M M: 54

3.2.1 K t qu th nghi m và ánh giá ph n c ng 57

3.2.2 K t qu th nghi m và ánh giá ph n m m 59

CH NG 4 K T LU N 60

M C L C CÁC HÌNH

Hình 1-1 S ph n x c a các t bào máu 8

Hình 1-2 - u phát và u thu 9

Hình 1-3: V trí các c a s th m dò 11

Hình 1-4: Hình nh t u dò t i c u s th m dò Transtempotal 11

Hình 1-5: Các thành ph n c b n c a m t máy siêu âm Doppler 12

Hình 1-6-Module ch c n ng chính c a thi t b siêu âm liên t c 13

Hình 1-7-S kh i c a thi t b siêu âm xung 14

Hình 1-8: K thu t l c pha 17

Hình 1-9: K thu t WRT 17

Hình 1-10: K thu t FFT ph c 18

Hình 1-11: S t ng quát c a h x lý tín hi u s 18

Hình 1-12: Basic TCD (Atys Medical - Pháp) 22

Hình 1-13: TCD-II single channel (Contec- Trung qu c) 22

Hình 1-14: TCD PMD150 (Spencer- M ) 23

Hình 2-1- S t ng th máy siêu âm Doppler 25

Hình 2-2- S kh i phát và kh i thu c a máy siêu âm Doppler 25

Hình 2-3-D ng xung phát 26

Hình 2-4-Xung phát yêu c u 27

Hình 2-5-Gi n phát xung c a CPLD 28

Hình 2-6-IC i u khi n phát xung MD1711 29

Hình 2-7-S ghép n i CPLD v i MD1711 30

Hình 2-8-S kh i c a AD8331 31

Hình 2-9- áp ng t n s c a AD8331 32

Hình 2-10: S ph ng pháp In-phase/quadranture demodulation 33

Hình 2-11-S nguyên lý MC1496 34

Hình 2-12-S tách sóng 35

Hình 2-13-LTC 1569 36

Hình 2-14-S khâu S/H s d ng LF398 37

Hình 2-15-LTC1564 38

Hình 2-17-S kh i c a HV2301 40

Hình 2-18 Ph i h p gi a các khóa c a HV 2301 40

Hình 2-19: nh ch p máy tính nhúng TS - 7300 42

Hình 2-20-ADum 3400 và 3401 44

Hình 2-21-S d ng ADum trong m ch cách ly 44

Hình 2-22: S thi t k kh i ngu n 45

Hình 2-23-S ghép n i ph n c ng 46

Hình 2-24-Thi t k m t sau máy 46

Hình 2-25- Thi t k m t tr c máy 47

Hình 2-26: S t ch c ph n m m 48

Hình 2-27-Giao ti p gi a máy tính v i các kh i ch c n ng 49

Hình 2-28-Giao ti p v i CPLD 50

Hình 2-29- i u khi n b l c 50

Hình 2-30-Siêu âm Doppler m ch máu g m m ch o, máy tính và ph n m m 52

Hình 2-31-S ch ng trình 53

Hình 3-1: nh ch p m t tr c c a máy 55

Hình 3-2: nh ch p m t sau c a máy 55

Hình 3-3: nh ch p phía trong c a máy 56

Hình 3-4 Xung siêu âm phát ra t CPLD XC95108 57

Hình 3-5 Xung t n s 8M (ho c 4M, 2M) và xung d ch pha 90 t o ra t CPLD 57

Hình 3-6 M c i n áp +Vpp1/-Vpp1 58

Hình 3-7 M c i n áp 0/+Vpp1 58

Hình 3-8 M c i n áp -Vpp2/+Vpp2 59

Hình 3-9 Mô ph ng ph tín hi u Doppler theo ph ng pháp FFT ph c 59

CH NG 1 T NG QUAN V SIÊU ÂM DOPPLER

Tai bi n m ch máu não (TBMMN) là b nh lý th ng g p, có t l t vong cao

Theo báo cáo c a T ch c Y t Th gi i, t l ng i b TBMMN m i hàng n m dao

tu i Nh ng n m g n ây m t s n c công nghi p phát tri n, t l TBMMN có

Vi t Nam Nhìn vào con s th ng kê này, chúng ta th y c n thi t ph i s m cung c p

k p th i giúp h n ch nguy c , gi m t l m c b nh, bi n ch ng, t vong M t trongcác thi t b có kh n ng cung c p các thông tin h u ích cho vi c ch n oán chính làmáy siêu âm Doppler xuyên s

Siêu âm Doppler xuyên s (TCD) là thi t b không xâm nh p o v n t c máu

ch n oán chính xác các b nh v m ch máu não

Máy siêu âm Doppler xuyên s ngày càng tr nên ph bi n trong các b nh vi n

giá c a m t chi c máy siêu âm còn quá cao so v i kh n ng tài chính c a nhi u b nh

vi n c p t nh, c p huy n c a n c ta Vi c ti n hành nghiên c u, thi t k , ch t o máysiêu âm Doppler xuyên s trong n c áp ng các yêu c u k thu t c n thi t c a m t

quy t nhu c u c p thi t v trang thi t b y t cho các c s khám b nh trong n c ó

âm, cách x lý tín hi u Doppler, các thông tin huy t ng thu c và c bi t c n

hãng n i ti ng, làm c s cho thi t k c a mình Các tìm hi u này là n i dung chính

c trình bày trong ch ng I

1.1 K THU T SIÊU ÂM DOPPLER

1.1.1 Nguyên lí chung v siêu âm Doppler.

nhau (ra xa nhau).

S S

R

v c

v c

c v

/1

/1-

)1(1

)1

f »(1- )

trong ó v RS =v R-v S là t c t ng i c a u thu so v i ngu n phát Do v y t n

S

RS S

c

v f f

f - =D =-

b Nguyên lý siêu âm Doppler:

0

f fr

t o b i h ng truy n t i và ph ng chuy n ng c a v t th kh o sát, còn rlà góc

)

2cos(

2)cos.(cos

r t

S

c

v f c

v f

-=+

-=D

c

v f

D

dùng trong kh o sát v n t c dòng ch y m ch máu

cos 2

o

f

f c

ng và di n bi n r i lo n tu n hoàn não

1.1.2 u dò siêu âm Doppler và v trí các c a s th m dò

âm qua ngõ tr c tràng TRUS - Siêu âm mô m m: tuy n giáp, tuy n vú, m t - Siêu âm

m ch máu Doppler – TCD - Siêu âm kh p c

b 0

4

0 0 0.2a hf

k I fI(f )

b C a s th m dò:

Transtemporal, Transforaminal trên Hình 1-3

Hình 1-3: V trí các c a s th m dò

Thông th ng ng i ta s d ng c a s th m dò là transtempotal (th m dò qua khe

kh p thái d ng)

1.1.3 M t s k thu t Doppler

phát, kh i thu, m t máy tính và m t màn hình hi n th Kh i phát t o tín hi u có d ng

Hình 1-5: Các thành ph n c b n c a m t máy siêu âm Doppler

Các thi t b này khác nhau v cách th c t o ra sóng siêu âm, ó là siêu âm liên t c(Continuous Wave hay CW – Doppler) và siêu âm xung (Pulse Wave hay PW –Doppler) Ngoài ra còn có thi t b Doppler màu ho c Doppler n ng l ng Sau ây

nêu ra u i m, nh c i m c a t ng k thu t Doppler này

+/ Siêu âm liên t c

ch y, tín hi u ra audio, 2 kênh phân tích ph tín hi u Doppler th i gian th c, bi u

th Các kh o sát ã cho th y vi c s d ng b l c thông d i (2) cho phép gi m các yêu

c u cho các thông s cho áp ng pha - t n s c a gi i i u ch , nh ng sinh ra 1 sai s

nh n v B d ch pha (8) và b t ng (9, 10) t o ra tín hi u âm thanh u dò t o ra tín

hi u âm t p trung theo h ng tr c

8 7

G2

Hình 1-6-Module ch c n ng chính c a thi t b siêu âm liên t c

+/ Siêu âm xung

các v t ph n x di chuy n trong m ch máu

ph ng, c ng, m ch l y m u và l u m u, b l c thông d i, b d ch pha, kh i phân tích

gian tr Thi t b ch nh y v i nh ng dòng ch y trong m t th tích l y m u nh

+/ K thu t Doppler màu (siêu âm hai chi u)

ch t l ng màu l i b gi m

Trong m t vài n m g n ây, ng i ta dùng siêu âm n ng l ng (Power Doppler),

tr v u dò t các ph n t chuy n ng trong vùng kh o sát S mã hóa màu d a

môi tr ng truy n âm

1.1.4 Cách th c th hi n thông tin t siêu âm Doppler

ng Doppler, vi c l a ch n cách th hi n ph thu c Doppler mode và lo i thông tin vdòng ch y c n thi t cho nh ng ng d ng lâm sàng

a Th hi n b ng âm thanh

qua tín hi u âm t n có th rút ra các thông tin c n thi t, b i v y trong h u h t các thi t

b Th hi n b ng ph t n s

Trong vi c kh o sát dòng ch y d a trên hi u ng Doppler, tín hi u Doppler thu

c khá ph c t p do có s hi n di n c a nhi u thành ph n v n t c trong m t dòng

ch y Trong m ch máu các t bào ch y v i các v n t c khác nhau, do ó t n s sóng

âm b tán x ng c t các t bào s khác nhau Nh v y ph tín hi u Doppler t l v i

v n t c c a các t bào máu

kh o sát và ánh giá phân b v n t c ng i ta th ng s d ng ph ng phápphân tích ph tín hi u ph c t p trên Ph t n s theo th i gian g i là ph Doppler, biên

th c, trên ph t n s có th bi u th c ph v n t c theo tính toán b ng công th cDoppler Ph t n s cho ta bi t có bao nhiêu h t v t ch t t o nên m t t n s nh t nh

t i m i th i i m

c Th hi n theo t ng lo i v n t c

T ph t n s hay ph v n t c t ng h p t toàn b các tín hi u nêu trên t i m i

i i mean

i

V A V

A

=å å

+ K thu t l c pha:

ng xung khá lý t ng

Hình 1-8: K thu t l c pha

+ K thu t WRT (weaver receiver technique)

Hình 1-9: K thu t WRT

H u h t các h th ng siêu âm Doppler th ng dùng ph ng pháp dò vuông pha,

t ng t ho c k thu t x lý s K t qu x lý t k thu t s cho k t qu t t h n k

s

H g m m t board x lý tín hi u, hai b chuy n i A/D và hai b chuy n iD/A và m t b nh trên m ch M t yêu c u chung c a các h x lý tín hi u s v

M t thành ph n m u ch t c a t t c các thu t toán DSP là m t s l ng l n các

logic-s h c ph ng pháp này cho phép s d ng các h DSP trong các ng d ng yêu

c u x lý theo th i gian th c

S phân b t n s (v n t c) trong dòng ch y v trí l y m u: cho phép nh n

d ng b nh qua phân b v n t c Th ng g p hai d ng:

gi m i, l i ra âm thanh ta th y âm tr m di, còn trên máy phân tích ph ta th y phân

dòng máu qua ch h p ó t ng lên và l i ra âm thanh ta th y âm s c cao h n hay ph

t n s phân b ch y u trên vùng t n s cao

phân tích ph cho th y các thành ph n v n t c phân b dàn tr i và h ng c a dòng

tr ng (D)

Phân tích ph c ng cho phép xác nh t n s trung bình (M) c a tín hi u Doppler

T mean 0

ch y càng l n Trái l i, n u t n s trung bình t ng t i m t i m nào ó thì ti t di n c a

m ch t i vùng ó b h p l i

nh th các giá tr S s nh h n bình th ng, k t qu d ng sóng b kìm hãm làm chohình có d ng tròn

Ch s tr kháng Pourcelot RI (Resistance Index)

S D RI

S

-=

Ch s tr kháng tu n hoàn RI t o nên b i y u t chèn ép ho c do thành m ch

và ng c l i

H s m r ng ph SBI (Spectral Broadening Index) là t s gi a v n t c c c

i t i k tâm thu và t n s trung bình t i th i i m ó Vì t n s trung bình trong

m ch có b nh gi m, t s này t ng làm m r ng ph

MEAN

S SBI V

=

Ngu n g c c a tín hi u: t hình d ng c a ph sóng cho phép ta xác nh m ch

nghiên c u và nâng cao ch t l ng và cung c p thêm nhi u ti n ích, ngày càng kh ng

nh kh n ng, vai trò c a nó trong ch n oán các b nh v m ch máu não Xu h ng

o g n nh , ít nhi u h n và ch t l ng cao h n

i, chúng tôi ã ti n hành kh o sát máy siêu âm xuyên s c a m t s hãng nh DWL

Các máy siêu âm Doppler xuyên s c a các hãng có nhi u hình d ng, kích

vi c v i u dò 2M Vi c l a ch n lo i u dò tùy thu c vào v trí m ch máu c n kh o

bàn, ho c máy tính xách tay, các thi t b tiên ti n h n th ng dùng máy tính nhúng,

kh i thu và kh i phát vào cùng m t kh i

Sau ây là m t s máy o siêu âm Doppler mà chúng tôi tham kh o:

Hình 1-12: Basic TCD (Atys Medical - Pháp)

Hình 1-13: TCD-II single channel (Contec- Trung qu c)

Hình 1-14: TCD PMD150 (Spencer- M )

kh i thu, m t màn hình hi n th các k t qu x lý, phân tích t máy tính Các thành

1-6 và Hình 1-7

· Xu t tín hi u âm thanh và hình nh phân tích ph

D a vào các k t qu kh o sát này, chúng tôi ti n hành thi t k , ch t o máy siêu

âm Doppler hi n nay trên th tr ng, và h a h n có giá thành phù h p h n v i i u

ki n trong n c

CH NG 2 THI T K MÁY O SIÊU ÂM DOPPLER

D a vào các k t qu tìm hi u, nghiên c u v siêu âm Doppler xuyên s , và k t

nh p, chúng tôi thi t k m t máy o siêu âm xung Doppler v i nh ng thông s chính

nh sau:

· Âm thanh stereo

· Hi n th hình nh phân tích ph trên máy tính

2.2 THI T K PH N C NG MÁY SIÊU ÂM DOPPLER

2.2.1 Thi t k t ng th máy o siêu âm Doppler

phép phát xung và thu xung ph n x , kh i phát, kh i thu, m t máy tính i u khi n ho t

hi n th các k t qu x lý, phân tích t máy tính

Kh i phát phát ra xung có t n s tùy thu c vào v trí m ch máu c n kh o sát,

gi i i u ch tín hi u thông qua khâu tách sóng và l y m u, sau ó tín hi u s c

cho kh i thu và kh i phát trên Hình 2-2.

2Sin(Ot)

2Cos(Ot )

ADC ADC

DA

Q MC1496

XC95108 Pulse clock generator

Range gate control HV2301

AD8331

MD1711 Pulser

LF398

OP282

VGC MCP4922

TS-7400 board

Tr c h t, t b chia t n ta ph i t o ra m t chùm xung v i m t t n s nh t nh

dò c s d ng Thông th ng, ng i ta hay s d ng t n s 8MHz, 4MHz và 2MHz.

Mu n kh o sát các m ch máu càng sâu thì ta ph i s d ng t n s xung càng

Tín hi u thu v s ch a c t n s phát và t n s Doppler t c là t n s mang

l i t n s Doppler mang thông tin v m ch máu

sâu c a m ch máu c n kh o sát Khâu S/H chính là 2 khâu có ch c n ng i u ch nh

D a vào thi t k t ng quát này, chúng tôi l n l t ti n hành thi t k kh i phát,

t ng linh ki n, t ng kh i ch c n ng

2.2.2 Thi t k kh i phát xung

a Kh i phát xung siêu âm

Chùm xung phát ra t c m bi n siêu âm có d ng nh trên Hình 2-3

V1 và V2 l n l t là biên d ng và biên âm c a chùm xung Vi c thay

2-4 Trong ó các kho ng th i gian T1, T2, T3 là các kho ng th i gian có th l p trìnhc

Hình 2-4-Xung phát yêu c u

T2: Kho ng th i gian phát ra m t xung l p l i

chíp vi i u khi n khi phát xung t n s cao th ng không chính xác, h n n a l i ph

V i yêu c u phát xung chính xác và i u khi n 3 thông s nh trên chúng tôi

l a ch n IC xc95108 c a hãng XILINX

· Th i gian tr logic pin-to-pin là 7.2ns

T1, T2, T3 c ng nh là t n s xung phát vào XC95108 Sau ó IC này s g i ra các

- T1: 1 33-26 6us

- T2: 33us-2ms (kho ng th i gian phát xung l p l i PRF)

b Thi t k kh i i u khi n công su t phát siêu âm

hi u và xem xét, chúng tôi quy t nh s d ng IC MD1711 c a hãng Supertex làm IC

i u khi n xung phát cho m ch siêu âm

Hình 2-6-IC i u khi n phát xung MD1711

ây là m t trong nh ng IC chuyên d ng r t hay s d ng trong i u khi n tín

hi u siêu âm Nó là m t IC v i 2 kênh i u khi n: kênh A và kênh B, có th th c hi n

ngu n nuôi ó cho phép thay i m c i n áp c a tín hi u siêu âm Hình 2-7 là sthi t k m ch ghép n i CPLD v i MD1711.

G ND 8

I/O /G CK1/MC 1-12 9 I/O /G CK2/MC 1-14

10 I/O /M C1-15

11 I/O /G CK3/MC 1-16

12 I/O /M C1-1713

I/O/M C3 -2 14 I/O/M C3 -3 15

G ND 16

I/O/M C3 -5 17 I/O/M C3 -6 18 I/O/M C3 -8 19I/O/M C3 -9 20 I/O/MC 3- 11 21 I/O/MC 3- 12 23

G ND 27

TD I N

28 TM S

29 T C K30

G ND 42

G ND 49I/O/M C4 -2 57 I/O/M C4 -3 58

TD O 59

G ND 60

I/O/M C4 -5 61 I/O/M C4 -6 62I/O/M C4 -8 63 I/O/M C4 -9 65 I/O/MC 4- 11 66 I/O/MC 4- 12 67 I/O/MC 4- 14 68 I/O/MC 4- 15 69 I/O/MC 4- 17 70

U3

X C95108-10P C84C I/O /M C 1-2

G ND 16

I/O/MC 3-5 17 I/O/MC 3-6 18 I/O/MC 3-8 19I/O/MC 3-9 20 I/O/MC 3- 11 21 I/O/MC 3- 12 23

TD O

59

G ND 60

I/O/MC 4-5 61 I/O/MC 4-6 62I/O/MC 4-8 63 I/O/MC 4-9 65 I/O/MC 4- 11 66 I/O/MC 4- 12 67 I/O/MC 4- 14 68 I/O/MC 4- 15 69 I/O/MC 4- 17 70

C 11

0 1uF

C 12 0.1uF C13

D GN D DG ND DG ND DGND 0.1 uF

C 4

D GN D

0.1u F C9

DG ND

-5V

13 1 2 U1F

SN 7414 N

3 4 U5 B SN7414 N

XUNGDI CH

3 4 U1 B SN7414N

1 2 U1A SN741 4N

5 6 U1C

SN 7414 N

§ alªn Processing board LÊy tõ jack c¾m nguån

W1 Jumpe r

CS -23S1 7

S CK-S PI

MO SI MIS O CNV-A DC 2

+ 5 V + 12V -12V -5V

AG ND 1 7 10

11 12

P 1

He ad er 8X 2 0.1uF

C 14 0.1u F

C 15

D GND DG ND

+5V + 5V

SN 7414N

11 10 U1E SN 7414N

11 10 U5E SN741 4N CLK16

TC6320 4

2

3 5 8 U14

TC6320 4

2

3 5 8 U15

TC6320

DGND DGND DGND

DGND DGND DGND DGND DGND DGND

DGND 0.22 C52

POSA 1 NEGA 2 EN1A 3 EN2A 4 CLMPA 5

AVDD 6 AGND 7

SEL 13

OPB3 17 ONB3 29 ONB2 27 OPB2 20 ONB1 24OPB1 22 ONA3 32 OPA3 44 ONA2 34 OPA2 41 ONA1 37 POA1 39 EN

47

U16 MD1711

DGND 0.22 C58

+5V -12V

0.22 DGND 0.22 0.22 0.22

10n 200V C48

10n 200V C49

1u100VC47

1u100V C50

1u100VC5410n 200V

C53

10n 200V C59

+12V

DGND

-12V DGND

1u 100V C60 -24V

DGND

1

4 5 6 D1

MMBD3004BRM +24V

DGND

1

4 5 6 D2

MMBD3004BRM 4

2

3 5 8 U17

TC6320 4

2

3 5 8 U18

TC6320 4

2

3 5 8 U19

MMBD3004BRM +24V

1u 100V C70 DGND

1u 100V C73 -24V DGND

10n 200V C66

10n 200V C68

10n 200V C71

10n 200V C72

0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 C61

-12V +12V +12V FB1

EN SEL

EN1A CLMPA

POSB EN2B POSA

CLMPB

VPP 10 RGND 11 VNN 12

GND 13 VDD 14

NC 15 DIN16CLK 17

LE 18 CLR 19 DOUT 20 NC 9 SW1 5 SW1 6 SW0 7 SW0 8 U200

HV2301 DGND -24V +24V TX RX SIGNAL

CLK16 LATCH DULIEU +5V AGND

0.1uF C76 DGND 0.1uF

C74 0.01uF C75 DGND DGND

2.2.3 Thi t k kh i thu

Doppler

l n, tuy nhiên, h s này b gi i h n do n u t ng cao quá, tín hi u v i t n s sóng

ch t l ng ph thu c nhi u vào b trí m ch Vài n m g n ây m t s hãng ã cho ra

AD8331 là IC khu ch i cao t n nhi u c c th p c s d ng r t nhi u trong

· Công su t tiêu th th p: 125mW/kênh

b B tách sóng

Theo nguyên t c x lý tín hi u Doppler, ta v a ph i có thông tin v ph tín

hi u, bên c nh ó ph i xác nh chi u c a dòng máu Trong m ch thi t k này ta dùng

In-phase/quadranture demodulation

tuy n (transistor l ng c c, diode tách sóng, th ng dùng là diode Schottky), s d ngFET hai c c c a, dùng các IC tr n ho c các b tr n cân b ng xây d ng t các bi n th

th c nào còn ph thu c nhi u vào lo i tín hi u, giá thành và nên s d ng theo kinhnghi m c a nh ng ng i i tr c Theo tìm hi u, hi n nay trong khâu tách sóng tín

hi u AM và FM, ng i ta th ng dùng IC MC1496, MC1495, SL640 ho c AD630

Trong thi t k m ch tách sóng, chúng tôi s d ng IC chuyên dùng trong vi c

Hình 2-11-S nguyên lý MC1496

Tín hi u thu v bao g m c t n s sóng mang và t n s ch a thông tin v m ch

ch a t n s sóng mang và m t ph n ch a t n s mang thông tin v tín hi u

OUT- 12SIG+

1

CAR_IN+

8 CAR_IN- 10

4

SIG-OUT+ 6

U8

LM1496

1K R21

AGND AGND

AGND

+12V

Carrier shift Modulation IN

REF1

REF1

0.1uF C44

0.1uF C46

6.8K R31

51

R25 AGND

1K R28 1K R29

1K R30 1K R33

AGND AGND

1nF C45

47nF C53 47u C54

51 R20 AGND

220pF C43

10 R18

3.9K R22 3.9K R23 47uFC37

3.3nF C50 3.3nF C51 AGND

OUT- 12SIG+

1

CAR_IN+

8 CAR_IN- 10

4

SIG-OUT+ 6

U3

LM1496

1K R5

AGND AGND

AGND -12V

+12V

Carrier Modulation IN

0.1uF C24

0.1uF C26

6.8K

R16 10

R15

51 R9 AGND

1K R12 1K R13

1K R14 1K R17

AGND AGND

1nF C25

47n C33 47uC34

51 R4 AGND

220pF C23

10R2

3.9K R6 3.9K R7 47uFC17

3.3nFC30 3.3nFC31AGND

AGND

-12V 10 R32

47n C16 AGND

47n C36 AGND

c B l c nhi u cao t n

Tín hi u sau khi qua IC MC1496 s g m có hai thành ph n: m t thành ph n cao

s cao ta s dùng m t b l c cao t n Trên th c t hoàn toàn có th s d ng các b l c

ã l a ch n IC l c chuyên d ng LTC1569 c a hãng Linear Technologies

d Khâu trích và gi m u

c u Khi ó, tín hi u Doppler tr v s là m t quá trình ng u nhiên, ngh a là có nhi u

cao, th i gian thu th p gi li u nh

li u d i 10ns, ây là m t l a ch n khá lý t ng cho khâu trích và gi m u

5 8

3

U4 LF398 +5V -5V

Sample hold

0.01uF

AGND

0.1uF 10uF AGND

0.1uF 10uF AGND Signal

e B l c nhi u sau khâu trích và gi m u

t n s nhanh Theo ó, chúng tôi ã kh o sát các IC l c c a m t s hãng và l a ch n