换一批摘要目的:为避免超声换能器引入高频干扰分量、提高相控阵超声的电子聚焦性能,设计一种基于正弦信号激励的相控阵超声聚焦控制系统.方法:基于正弦激励的相控阵超声聚焦控制系统主要采用高速的现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)芯片结合高速数字模拟转换器(digital to analog converter,DAC)实现多通道正弦信号的同步输出及控制.系统硬件由8个基于FPGA与DAC的正弦超声激励发射模块和1个基于ZYNQ MPSoC的正弦超声激励控制模块组成,其中正弦超声激励发射模块负责多通道的正弦激励产生与模块内正弦信号时序控制,正弦超声激励控制模块负责控制各正弦激励发射模块间的触发时序.系统控制软件基于MATLAB App Designer设计,以提高系统的人机交互体验.为验证该系统的性能,对该系统的各通道输出波形、通道间延时误差及聚焦声场进行测试.结果:该系统能够实现64通道的正弦信号激励发生和时序控制,输出通道主频均为0.5 MHz,幅值为0～±12.5 V,各通道间延时误差最大不超过26.0 ns;使用该系统驱动64阵元相控阵换能器,能够在50 mm深的焦点处获得焦斑直径为4.2 mm(-3 dB)的聚焦声场.结论:该系统能够在正弦激励下实现良好的超声波电子聚焦,有助于提高经颅磁声刺激、经颅超声刺激等依赖超声聚焦精度的无创精准脑深部刺激技术的聚焦分辨率.
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关键词
超声聚焦控制相控阵技术正弦激励经颅磁声刺激ultrasonic focusing controlphased array techniquesinusoidal excitationtranscranial magneto-acoustic stimulation
分类号
R318（医用一般科学）
栏目名称
DOI
10.19745/j.1003-8868.2025081
发布时间
2025-06-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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