Hình 2.4. Sơ đồ khối máy quét chế độ A.
* Khối đồng hồ nhịp và phát xung.
Đồng hồ nhịp đảm bảo sự hoạt động của các bộ phận của thiết bị ngời ta thờng gọi khối này là khối phát PRF (tần số lặp lại xung) hay khối đồng hồ chủ.
Dạng tín hiệu ra là một dãy xung đều đặn (hình 2.5). Dãy xung này cũng khởi động khối định thời của ống tia điện tử (CRT).
Hình 2.5. Đầu ra khối tạo tín hiệu PRF. * Bộ thu nhận tín hiệu.
Tín hiệu siêu âm phản xạ từ môi trờng nhờ cảm biến đợc chuyển thành tín hiệu điện đi qua khối giới hạn biên độ đến khối khuếch đại tín hiệu tần số vô tuyến (radio frequency). Tín hiệu nhận đợc thờng rất yếu so với tín hiệu phát đi, bộ khuếch đại có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu này đến mức đủ lớn. Bộ giới hạn biên độ đợc sử dụng nhằm bảo vệ bộ khuếch đại RF trong trờng hợp xung phát có biên độ lớn.
* Bộ giải điều chế.
Bộ giải điều chế làm nhiệm vụ chuyển tín hiệu tần số radio xuất hiện trong khoảng thời gian ngắn ứng với mỗi mặt của phản xạ thành một tín hiệu xung. Nếu nhiều mặt phân cách đợc hiển thị, sự đan xen hiển thị các tín hiệu thu đợc trở nên rắc rối. Để quan sát dễ dàng phải xử lý tín hiệu trớc khi hiển thị. Quá trình xử lý thông tin thờng liên quan tới chỉnh lu (đảo phần âm tín hiệu RF thành dơng) sau khi tín hiệu đã đợc khuếch đại và đã qua khuếch đại TGC. Có thể các thành phần âm của sóng RF bị loại bỏ thay vì đảo thành dơng. Các đỉnh của sóng RF tạo nên đờng bao tín hiệu, tạo cho tín hiệu xử lý có thể khuếch đại hơn nữa cho hiển thị. Quá trình bao gọi là dải điều chế và đợc hoàn thành bằng đa tín hiệu qua mạch đáp ứng thời gian chậm. Ngời ta sử dụng bộ lọc ở đầu ra nhằm loại bỏ
các thành phần tần số cao, giữ lại tín hiệu đờng bao. Ta có thể sử dụng chỉnh lu cả sóng hoặc nửa sóng.
* Hiển thị.
Tín hiệu sau khi giải điều chế đợc đa tới bộ khuếch đại tín hiệu video và đi tới hai bản cực Y (trục tung) của ống tia catôt CRT. Tín hiệu xử lý đợc đặt lên phiến làm lệch trong CRT để dịch chuyển chùm điện tử theo chiều dọc trong khi quét. Độ cao làm lệch biểu thị độ lớn của tín hiệu dội thu đợc; vị trí theo trục ngang biểu thị chiều sâu của mặt phân cách.
* Bù khuếch đại thời gian (TGC-Time Gain Compensation).
Do sự suy giảm trên cả hai hớng đi và về của tia siêu âm nên biên độ tín hiệu siêu âm từ các mặt phản hồi giống nhau, ở độ sâu khác nhau sẽ giảm đi dần theo chiều sâu (hình 2.3). Do vậy cần có mạch hỗ trợ sao cho tín hiệu phản hồi từ các mặt phản xạ khác ở độ sâu khác nhau khi hiển thị sẽ có biên độ giống nhau, chính vì thế trong thiết bị quét hình chế độ A ngời ta sử dụng tín hiệu bù suy giảm bằng cách tăng hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại RF theo thời gian. Theo mỗi xung truyền đi, hệ số khuếch đại đợc tăng lên để bù suy giảm đối với từng độ sâu tơng ứng.
Hình 2.6 mô tả sơ đồ khối nguyên lý làm việc bù suy giảm theo thời gian, bộ khuếch đại RF có hệ số khuếch đại điều khiển theo điện áp. Bộ tạo điện áp điều khiển TGC (đợc đồng bộ cùng khối đồng hồ chủ). Mỗi xung đợc phát đi thì bộ phát tín hiệu điều khiển TGC cũng đa tới một xung tăng dần điều khiển điện áp đầu vào bộ khuếch đại RF vì vậy tăng dần hệ số khuếch đại của bộ này theo thời gian truyền xung, tức là hệ số khuếch đại của các mặt phản hồi sâu hơn cũng tăng lên. Kết quả là tín hiệu của các mặt phản hồi giống nhau với độ sâu khác nhau khi hiển thị trên màn hình sẽ giống nhau (hình 2.7).
Hình 2.6. Nguyên lý làm việc bù suy giảm theo thời gian.
Hình 2.7. Hển thị chế độ A khi TGC tắt (a) và khi TGC mở (b).