现代超声医学成像体系选用编码鼓励脉冲序列来代替单一脉冲作为发射信号[3]，这降低了发射脉冲的峰值。在接纳信号时通过相关解码电路探测到人体深部的弱小回波信号，挑选一组二值自相关性好的编码序列(如GOLAY互补序列对)，将其作为超声编码鼓励成像体系的发射编码，来到达进步图画的信噪比和穿透力，完结动态超声图画的实时处理。
本文以GOLAY码互补序列对为例研讨了根据DSP的超声编码鼓励发射。试验数据标明信号信杂比SCR≈31dB，现已满意医学超声成像的要求。
1 GOLAY码互补序列对
1.1 选用GOLAY互补序列对模型
GOLAY互补序列对界说[4]：一对由两种元素构成的等长有限序列，且在任何给定间隔下，一个序列中的相同元素对的个数等于另一个序列中的相异元素对的个数。数学言语描绘如下：设有一对长度相同的有限二相序列A={an}，an∈(+1，-1)，n∈0，1，2，…，N-1和B= {bn}，bn∈(+1，-1)，n∈0，1，2，…，N-1。其非周期自相关函数分别为：
则称序列A和序列B互补，或称A、B为互补序列。二相互补序列长度为N有必要是偶数，且为两个彻底平方数之和。
1.2 GOLAY互补序列对自相关
要发射的是128位GOLAY码互补序列对，设探头的中心频率为5MHz，则GOLAY码脉宽为100ns，128位需求128×100ns=12.8μs。这儿结构GOLAY互补对分别为A、B(各自长度为128bit)，其自相关后数据图如图1所示。
由图1能够看出，选用GOLAY码互补序列对作为发射鼓励码，自相关之后求和，旁瓣现已彻底消失。其各自的回波自相关也具有这样的特性。所以，选用GOLAY码互补序列对，其信号穿透力强，图画信噪比高。
2 体系全体规划
2.1 选用DSP理论模型
TMS320F2812是TI公司推出的功用强大的32位定点DSP芯片。该芯片处理能力强、运算速度高，具有丰厚的片内外设，如内部看门狗、CAN、MCBSP、SCI、ADC、集成Flash等。该处理器芯片首要用于家电产品、工业操控等高功用的使用领域。
本文运用TMS320F2812[5]作为发射编码的主控芯片，运用多通道缓冲串口(McBSP[6])完结接连128位编码的发射，而且发射速率能够随时修正，以习惯不同频率的超声探头(一般探头有3.5MHz、5MHz等)。编码通过DSP的MDXA口发送到超声脉冲电压扩大板进行电压扩大。扩大的电压送入探头换能器进行电声转化，超声在安排内的回波被超声探头换能器接纳进行声电转化，之后信号进行扩大并验证波形。
2.2 体系硬件规划
体系时钟为30MHz，由于TMS320F2812能够作业在150MHz，所以要想全频率作业，PLL需求5倍频率，即 30MHz×5=150MHz；JP3为McBSP多引脚，其间用到了MDXA口，其他引脚在该发射编码程序中暂时不必。引脚SP%&&&&&%LKA、 SCITXDA、SPISTEA、MDXA还具有跳线设置功用，只有当SCITXDA设置为高电平，体系从FLASH开端履行程序。该芯片内部集成了看门狗，便利调试、节约资源。XMP/MC一般拉地，则该芯片就可认为是微核算机器状况，无须外扩FLASH和RAM。
接连128位的编码鼓励信号通过DSP的MDXA口宣布之后，送入SN75372非门进行电压提高。提高的电压能够驱动IRFU420 NMOS管，在MOS管源极下拉电阻并在源极处取电压送入探头。当开端发生回波信号时，NMOS截止，回波信号送入运算扩大器AD8048同向扩大，扩大倍数为。为了改进扩大部分的波形，在运放输出端加小%&&&&&%滤波，去除尖利沿，如图2。
2.3 软件体系规划
2.3.1 程序规划流程描绘
DSP编码发射程序是在CCS2.0环境下完结的。整个体系进程包含程序代码的编写、程序调试以及在线将程序下载到片内Flash中。
CCS（Code Composer Studio）是TI开发的一个完好的DSP集成开发环境。由于TI 的DSP运用十分广泛，使得CCS成为现在运用最为广泛的DSP开发软件之一。程序规划流程图如图3。
2.3.2 回波剖析与收集
在超声成像体系中，若不考虑超声在介质中的衰减，则信号通道的框图如图4所示。其间e（t）是鼓励信号，p1（t）是发射换能器的传递函数，u（t）是声场中的反射函数，p2（t）是接纳换能器的传递函数，n（t）是接纳电路的电子噪声。E（f）、P1（f）、U（f）、P2（f）和N（f）分别是它们的傅立叶改换。
超声回波r（t）能够表明为：
r（t）=e（t）×p1（t）×u（t）×p2（t）+n（t） （1）
医学超声成像体系的研讨中，通常将发射换能器和接纳换能器的传递函数视为共同，即：p1（t）=p２（t）=p（t）。为了简化剖析，只研讨声场中单一散射子的反射，不考虑接纳电路电子噪声的影响，即：u（t）=δ（t），n（t）=0。因而，式（1）可简化为：r（t）=e（t）×p（t）×δ（t）。
图5为分贝表明的紧缩脉冲包络。从图5能够看出，选用编码鼓励超声脉冲发射方法，其信噪现已满意了医学超声成像的要求。
本文选用GOLAY码互补序列对作为发射编码鼓励脉冲，运用DSP2812完结编码的发射，运用MOS进行电压扩大。由于回波信号很小，所以进行增益补偿扩大。整个进程包含DSP板和发射电压扩大及回波信号扩大，在CCS2.0软件下编制和调试，详细的时序调试需匹配好，以便正确发射。在工程使用中要注意每次编码发射之后的闲暇循环时刻与帧频、每帧线数调配。收集的回波信号在MATLAB中打开，并在MATLAB中进行编码紧缩和求和。
