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传统聚焦超声换能器焦点固定,形成单焦点,治疗时需通过移动机械装置实现焦点位置的改变,该方式焦点移动速度慢,影响治疗效率;对有骨骼遮挡的部位,超声无法绕开骨骼实施治疗。相控聚焦可实现单、多焦点聚焦,且焦域、焦距可控、可变,适应多种模式治疗。1-3型压电复合材料相较于传统PZT压电陶瓷材料的优势在于可以抑制多模振动耦合并且具有更宽的频率响应范围,以及更高的电声转换效率。 为进一步提高和优化相控超声聚焦系统的性能,针对换能器转换效率低的缺点,本课题采用了1-3型压电复合材料制作换能器。经实验测试1-3型压电复合材料比传统PZT材料的带宽提高了3.13倍,转换效率提高到63.44%。针对相控电路结构复杂的缺陷,将信号发生器、RS-232串口通信、高精度移相功能集合在了一片FPGA内,大大提高了系统的集成度,增强了系统的可移植性。针对相控阵换能器的阻抗特性,设计了E类谐振功率放大器输出驱动信号。 实验测试证明,该系统实现了超声信号的高精度相控,为将来高效率聚焦、动态聚焦相控系统的研发提供了理论和实践基础。