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电8,方位扫描,发生
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全电子型的方位扫描发生器
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本文介绍了用于雪达的方位担描和B型扇扫超声诊断仪等仪器中所需用的
种扬弃了传统机电哪件缺点的、全电子型的方位担描发生器。论述了它的エ作原
理,讨论了新型方業的实现方法,并给出逻图和电路图。
前言
在雷达对搜索目标进行方位扫描的显示器中,在B型扇扫超声诊断仪中,以及在其它
有关需要方位扫描和房形拓描约显示仪器中,方位扫描发生器是不可缺少的部件。在传统的
方法中,该部件采用机电部件旋转变压器和相应的电子电路配合构成。传统的机电部件
加工工艺复杂,重量较重,体积教大,造价较高。随着电子器件的发展,完全可以用单一的
电子器件代替原来的机电部件。用单一电子器件组成的这一部件克服了传统机电部件所固有
的蛱点,具有制作工艺简单、重量轻。体积小、造价低等优点。
方位扫描的工作原理
平面显示器的偏转系统由偏转线圈和γ偏转线圈以及相应的驱动部件所组成。当x偏
转线罔加上行扫描锯齿波电流而y偏转线圀加上帧扫描锯齿波电流时[如图1(a)所示了,
显示器上呈矩形显示域。当x偏转线圏加一被余弦函数所调制的锯齿波电流,y偏转线圏
加一被正弦函数所调铏的锯齿波电流时[如图1(b)所示],显示器上呈扇形显示域(或方
位显示域)。
F=kt
H_=kitos
VMM
(a)魈形域的电流波
(b)扇形域的电流波
图1不同扫描城的驱动电流波
因2磁场分解与合成
扇形显示域是怎么产生的呢?方位扫描是靠线罔产生的旋转式径向扫描磁场来实现的。
又怎样才能使偏转线周产生旋转式的径向扫描磁场呢?这可用图2来说明
执笔逴
1992年第3期
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任意方向线性变化的磁场H,使电子東在与该磁场的垂直方向进行扫描,从而形成了
扫描线。这个任意方向的磁场,可以分解成水平和垂直两个分量:
H-=Tcos
y=Kt sin 6
反过来,我们令x和y偏转线圈分别产生方程组(1)所示的磁场,那么这两个磁场的
合成便是θ方向的磁场,方位扫描线便出现在的方向上。当方程组(1)中的6随传感
器(雷达中为雷达天线,B超中为超声探头)转角变化时,扫描线也就随传感器同步转动
为了产生方程组(1)所示磁场,在x和y偏转线聞上应加入如下形式的电流
Kit cost
2)
「y=K'tsin6
也就是说,扫描电流「和「的振幅要受传感器轴角θ的余弦和正弦函数的谓制,其扫
描电流波形如图1(b)所示。该扫描电流需由相同波形的扫描电压来产生,下面我们重点讨
论方位扫描电压波的产生。
方位拍描发生器的逻辑结构
方位扫描发生器的逻辑结构如图3所示,它由正、余弦函数发生器,锯齿波发生器和
间控制电路三部份组成。正、余弦函数发生器的输出信号作为锯齿波发生器运算放大器的输
入信号。时间控制电路在行扫描同步信号的触发下,根据自己所决定的时间延迟参数控制锯
齿波发生器的充放电时间,使得锯齿波发生器揄出揄入信學的波形变化而变化的一系列锯
齿波。
片同步号
叶座电
行「多
叶数器
EPROMI-D/A
正选生?
盟生
余选生
边佐生
电
向E
图3方位扫摘发生器的逻辑崔图
图4正、余弦函数发生器的逻辑框图
正、余弦函数发生器
据前所述,正、余弦函数发生器是方位扫描发生器不可快少的部件,它的逻辑结构如图
所示。它由 EPROM1、 EPROM2、 EPROM的地址计数器,D/A变换器和相应的运
算放大器以及简单的控制电路所组成。这是一个完全由电子器件所组成的完整部件。这里,
首先娶把方位扫描画面的角度和组成该扫描画面的线数确定下来。根据该线数把角度等分成
相应的份数,再根椐份数确定毎一份所对应的角度,计算出每一个角度所对应的正,余弦函
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《电エ电能新抗术》
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数值,随之再把正弦函数值和余弦函数值按规定的地址写入并固化到 EPROM1和 IPROM2
内。图5(a)的阴影部份是把用来扫描270度的画面的正、余弦波形图等分成若干等份的示
意图。以它作为输入信号的方位扫描发1
生器在显示器上扫描270度的显示画
面。图5(b)的阴影部分是把用来打描
T
45-135度的画面的正、余弦被形图等
分成若干等份的示意图。以它作为输入
信号的方位扫描发生器在显示器上扫描
90度的显示画面。地址计数器的输出同
时连接到两片 EPROM的地址线上,
地址计数器在控倒电路的控制下由前级
a)270度的扫描波形(b)90度的扫描波形
电路所送来的行同步信号做为它的计数
图5扫描不何角度扇形的正、余弦函数波
脉冲。 EPROM的输出连接到D/A
变换器的数据输入端。这样当前级电路不断送来行同步信号时,地址计数器在控制电路的控
制下顺序加1, HPROM内所固化的正、余弦值也就顺序读出,经D/A变换器和运算放
大器形成应角度的正、余弦函数被形。
四、正、余弦波调制鋸齿波的产生
在上面所叙述的正、余弦函数发生器产生的正、余弦波形,我们取其中一路具体介绍
正(余)弦波讽制锯齿波一一方位扫描波的产生。产生该扫描波的电路如图6所示。时间控
制电路一般是由单稳延时电路组成,它把行同步信号变成根据线数及频率所计算出来的具有
一定时间宽度的方波信号,该信号控制与积分电容并联的模拟开关K的接通与关断。当行
同步信号没出现时,输入的正弦波(余弦
h可电島
波)电压信号根据R1C的时间常数向电容
c充电,使得b点呈现与输入具有相同变
化规律而极性相反的电压信号。当行同步信
?令改
号出现时,控制电路送出的方波信号使K
通,此时电容C放电、使b点电位降到
0。当方波消失后,开关K关断,又开始充
电过。待下一个行同步信琴到来时,K再
图6正、余弦波调制铐齿波电路
次通,C又开始放电使b点电位再次降
到0。这样周而复始,使b点输出一系列
幅值随输入正弦波余弦波)而变化的锯齿波,也就是被正弦波(余弦波)所调制的锯齿
被,再经后一级运算放大器赴行极性变换和幅值放大,就形成我们所需要的方位扫描波。
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1992年第3期