Beamformer de transmissão multicanal de forma de onda arbitrária para atividades de pesquisa experimental do ultrassom

• Published in: Controle & automação : revista da Sociedade Brasileira de Automática 2012-12, Vol.23 (6), p.667-678
• Main Authors: Assef, Amauri A., Maia, Joaquim M., Schneider, Fábio K., Costa, Eduardo T., Button, Vera L. da S. N.
• Format: Article
• Language: Portuguese
• Subjects: AUTOMATION & CONTROL SYSTEMS
• ISSN: 0103-1759
• DOI: 10.1590/S0103-17592012000600002

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema digital beamformer de transmissão para geração de formas de onda arbitrárias de ultrassom, projetado especificamente para fins de pesquisa. A arquitetura proposta possui 8 canais de excitação independentes e utiliza um dispositivo FPGA (Field Programmable Gated Array) para controle eletrônico dos canais de geração do feixe acústico ultrassônico de transmissão. O sistema permite operação no modo pulso-eco, com taxa de repetição dos pulsos de excitação entre 62,5 Hz e 8 kHz, ou pulso único, frequência central entre 500 kHz e 20 MHz, tensão de excitação entre -100 V e +100 V, e controle individual da amplitude de apodização, ângulo de fase e atraso temporal de disparo. O método matemático para determinação dos sinais digitais de excitação é apresentado e validado através dos resultados práticos para geração de forma de onda com perfil Gaussiano e frequência central de 20 MHz, em uma carga equivalente formada por um capacitor de 220 pF em paralelo com um resistor de 1 k Ω. Os resultados demonstram que a arquitetura flexível e totalmente programável proposta, pode apoiar o desenvolvimento de novos algoritmos e técnicas sofisticadas de processamento do beamformer de transmissão.