基于MEMS技术的CMUT多阵列传感器驱动和检测技术的研究
Chenyuan Li1, Jiagen Chen1, Chengwei Liu2
1College of Electronics and Information, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China.
Micromachines
|June 27, 2025
概括
本研究介绍了一种基于MEMS的超声波系统,使用容量微加工超声波传感器 (CMUT) 阵列. 开发的系统通过集成的发送接收实验证明了高质量的超声波成像能力.
科学领域:
- 微电子机械系统 (MEMS) 是指微电子机械系统.
- 超声波传感器技术 超声波传感器技术
- 生物医学成像系统 生物医学成像系统
背景情况:
- 容量微加工超声波传感器 (CMUT) 提供了小型化和集成到超声波系统中的优势.
- 开发高效的驾驶和检测电子设备对于CMUT性能至关重要.
研究的目的:
- 为8x8 CMUT阵列设计和实施64通道超声波驱动和32通道检测系统.
- 为了验证系统的性能,用于超声波成像应用.
主要方法:
- 利用MEMS技术制造了一个8x8 CMUT阵列,每个元素有6x6个单位.
- 开发了一种具有可调频率和高精度延迟的64通道同步驱动电路.
- 设计了一个两级放大电路和一个32通道模拟到数字转换器用于回声接收.
- 对CMUT单元的崩电压和共振频率进行了有限元分析.
主要成果:
- 在油中实现了1.4995 MHz的CMUT中心频率和127.9%@-6dB的相对带宽.
- 在回声接收电路中证明了高增益 (113.72 dB) 和宽带宽 (3.89 MHz).
- 实现了模拟到数字转换,采样速率为50Mbps,数据宽度为10位.
- 在Butterworth过后获得了高质量的超声波回声信号.
结论:
- 开发的基于CMUT的超声波驱动和检测系统成功地集成了发射和接收功能.
- 实验结果证实了该系统适用于高分辨率超声波成像.
