DE3689143T2 - Ultraschallabbildungssystem mit einer dynamisch fokussierten phasengesteuerten linearen Wandleranordnung. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein schallabbildendes System und ist eine Verbesserung auf dem System, welches in dem U.S. Patent 4.140.022 offenbart ist, eingereicht am 20. Februar 1979 und als "schallabbildende Vorrichtung" bezeichnet, welches es dem dort offenbarten System ermöglicht, in einem linearen Abtastmodus zu arbeiten, wobei ein einfach programmierbarer Analogmultiplexer umfaßt ist.
Hintergrund der Erfindung
• Ein schallabbildendes System mit sektorschrittweiser Anordnung unter Anwendung von Phasenänderungseinrichtungen, Überlagerung, Abgriffwählern und einer Summierverzögerungsleitung ist in dem U.S. Patent 4.140.022 beschrieben, eingereicht am 20. Februar 1979, an Samuel H. Maslak und mit dem Titel "schallabbildende Vorrichtung" versehen. Die Phasenänderungseinrichtung dieses patentierten Abbildungssystems, die Überlagerung umfassend, verbindet zwischen nebeneinanderliegenden Wandlerelementpaaren und ausgewählten Abgriffen auf einer Hauptsummierverzögerungsleitung. Die Verzögerungsleitungsabgriffe sind gerade nahe genug zusammen, um eine angemessene Überlappung des Einhüllendes des Impulses der elektrischen Signale zu liefern, welche von den einzelnen Wandlerelementen empfangen werden. Eine dynamische Fokussierung wird erzielt, indem die Phasen der Signale während des Empfangs unter Anwendung von Überlagerungseinrichtungen eingestellt werden, so daß die Zyklen des Trägersignals innerhalb der überlappenden Impulse eine angemessene Phasenkohärenz aufweisen, wie in dem Patent beschrieben.
• Das patentierte System kann jedoch nicht in einem linear Abtastmodus betrieben werden, in welchem alle Abtastlinien wesentlich parallel sind, ohne den Zusatz einer Multiplexereinrichtung. Dieses System könnte in dem linearen Abtastmodus in einer bekannten Art betrieben werden, wobei ein programmierbarer Analogmultiplexer umfaßt ist, welcher M · M ist in Verbindung mit Wandlerschaltungseinrichtungen, wie in dem U.S Patent 4.244.829 beschrieben. Die Konstruktion eines M · M Analogmultiplexers ist kostenintensiv, da M typischerweise 64 oder so ist für ein Hochleistungssystem und eine komplexe Hardware aufweist, da die volle Bandbreite und der Dynamikbereich der niedrigpegligen Wandlerausgänge erhalten bleiben muß.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung, welche im Anspruch 1 definiert ist, umfaßt Einrichtungen zum wiederholten Übertragen von Impulsen von Schalldruckwellen in ein zu prüfendes Gehäuse, eine Anordnung von Wandlern zum Umwandeln von Schallimpulsechos, welche auf jeden dieser auftreffen, in entsprechende elektrische Signale, wobei die Verbesserung zum Abtasten der Anordnung in dem linearen Abbildungsmodus eine Mehrzahl von wesentlich identischen Wandlungsausgangsverarbeitungskanälen umfaßt und Steuerdemultiplexereinrichtungen, welche die Steuersignale, die an jeden Kanal angelegt sind, in einer Reihenfolge ordnen, welche genau die Ordnung der an diesen Kanal verbundenen Wandlerausgänge ausgleicht.
• Diese Erfindung verbessert das Abbildungssystem des Patents 4.140.022, um einen Betrieb des Systems in dem linear Abtastmodus zu ermöglichen, indem der M · M Analogmultiplexer mit einer Digitalsteuerschaltungsanordnung ersetzt wird, welche ein Schalten der Analogsignalbahn verhindert. Diese Schaltungsanordnung kann auch vervielfacht werden, um von den Sendesteuersignalen betrieben zu werden. Gemeinsam wird diese Digitalsteuerschaltungsanordnung als "Steuermultiplexieren" bezeichnet.
• Die vorliegende Erfindung modifiziert das in dem Patent 4.140.022 beschriebene System, wodurch ein wirkungsvoller Betrieb in dem linearen Abtastmodus ermöglicht wird.
• Die vorliegende Erfindung liefert auch ein einfaches und allgemein verwendbares Demultiplexiersystem durch das Ordnen der Steuersignale, welche an den identischen Kanälen angelegt sind, welche die Wandlereingangssignale oder empfangenen Ausgänge in einer Art verarbeiten, welche genau dem Verwürfeln entspricht, das durch Multiplexiergruppen von nebeneinanderliegenden Wandlern stattfindet, die in einem linearen Abtastmodus arbeiten.
• Die vorliegende Erfindung führt auch zu einer Reduzierung der Kosten und verbesserten Leistung im Vergleich zu der Verwendung eines Signaldemultiplexers zum Schalten von Tiefpegelanalogsignalen.
• Weitere Vorteile diese Erfindung werden beim Betrachten der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich.
• Hier wird eine schallabbildende Vorrichtung offenbart, welche in einem linear Abtastmodus arbeitet mit einer Einrichtung zum wiederholten Übertragen von gelenkten und fokussierten Impulsen von Schalldruckwellen in ein zu prüfendes Gehäuse, welche eine Anordnung von Wandlern (X&sub1; . . . Xn) zum Umwandeln von Echos von diesen Schalldruckwellen in elektrische Signale umfaßt, einer Mehrzahl von wesentlich identischen Sendekanälen, einer Mehrzahl von wesentlich identischen Empfangskanälen, einer Wandlermultiplexereinrichtung, welche einzeln jeden Wandler in einer ausgewählten Gruppe von benachbarten Wandlern von der Anordnung mit einer der Sende- und einer der Empfangskanäle in einer wesentlich zyklischen Anordnung verbindet, einer Phasenänderungseinrichtung (28&sub1;-28m) in jedem Empfangskanal und eine Verzögerungseinrichtung, welche mit den Ausgängen der Phasenänderungseinrichtung in allen Kanälen verbunden ist und eine Verzögerung für die Signale bereitstellt, die von den verschiedenen Phasenänderungseinrichtungen erzeugt werden, wobei die Vorrichtung ferner eine Digitalsteuerschaltungsanordnung umfaßt, welche Lenk- und Fokussiersteuersignale an die Verzögerungseinrichtung und an die Phasenänderungseinrichtung jedes Empfangskanals in eine Sequenz liefert, welche die zyklische Anordnung der Wandler ausgleicht, die mit diesem Kanal durch den Wandler-Multiplexer verbunden sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein ebenes lineares Anordnungsabbildungssystem, welches einen Signalmultiplexer und Demultiplexer verwendet;
• Fig. 2 veranschaulicht im Querschnitt eine ebene, linear Anordnung (20) von N-Wandlern;
• Fig. 3 veranschaulicht eine 12 bis 4 zyklische Multiplexer auswählende Gruppe 1 zur Verbindung mit einem vierdrähtigen Wandlerkabel;
• fig. 4 veranschaulicht eine 12 bis 4 zyklische Multiplexerabbildende auswählende Gruppe 2 zur Verbindung mit dem Kabel;
• Fig. 5 veranschaulicht eine 12 bis 4 zyklische Multiplexerabbildende auswählende Gruppe 3 zur Verbindung mit dem Kabel;
• Fig. 6 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm von Teilen der Schaltungsanordnung, welche in dem U.S. Patent 4.140.022 beschrieben ist, modifiziert für den Betrieb in dem linearen Abtastmodus; und
• Fig. 7A, 7B, 7C und 7D veranschaulichen die funktionsmäßigen Arten und Einrichtungen zum Demultiplexieren von verschiedenen aufeinanderfolgenden Konfigurationen von multiplexierten Empfangssignalen.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
• Fig. 1 veranschaulicht die Funktionselemente für einen linearen Abtastmodus, wobei eine Wandlervorrichtung (1) umfaßt ist, welche eine lineare Anordnung (2) von N einzelnen Wandlern (3) umfaßt, wie in Fig. 2 dargestellt und ein digital gesteuerter Analogmultiplexer (4), wie beispielsweise in dem U.S. Patent 4.224.829 beschrieben. Der Multiplexer (4) wählt eine Gruppe von M nebeneinanderliegenden Wandlern (3) von einer wesentlich größeren Anzahl N zur Verbindung mit einem M-Drahtwandlerkabel. Das Wandlerkabel (5) verbindet daher die Wandlervorrichtung (1) mit den signalverarbeitenden Elementen (6) in dem Abbildungssystem. Diese signalverarbeitenden Elemente (6) können einen Signaldemultiplexer (7) umfassen, welcher die M-Multiplexerwandlersignale wiederherstellt und ein M-Kanal dynamisches Fokussierelement B, wie in dem U.S. Patent 4.140.022 beschrieben.
• Einrichtungen zum Erzielen von geeignetem Demultiplexieren der multiplexierten Signale von der Wandlervorrichtung (1) sind für die richtige Phasenausrichtung wichtig, wie in dem Fokussierelement B ausgeführt wird. In dem Stand der Technik umfaßt diese Einrichtung eine Anordnung von M · M Schaltern, welche einer digitalen Steuerung unterliegen. Jeder Analogschalter wird, wenn freigegeben, von dem resultierendem Signal eines einzelnen Wandlersignals betrieben vor einer kohärenten Summation mit Signalen von anderen Wandlern. Daher muß der ganze Dynamikbereich und Bandbreite jedes verhältnismäßigen Tiefpegelsignals in dem analogen Schalter erhalten werden. Da auch M typischerweise 32, 64 oder 128 für ein Abbildungssystem mit hoher Leistung ist, werden typischerweise mehrere tausend von diesen Schaltern benötigt.
• Das Multiplexieren, wie beim Betrachten der Fig. 3, 4 und 5 offensichtlich wird, verwürfelt die Verbindungsordnung eines Wandlerausgangs in einem vorherbestimmten zyklischem Muster mit einem bestimmten der M-Drähte in dem Wandlerkabel (5). Fig. 3 veranschaulicht den Betrieb des Multiplexers in einem einfachen Fall einer Anordnung (2), welche zwölf Wandler (3) umfaßt, die in Vierergruppen mit einem vierdrahtigen Wandlerkabel (5) durch den Multiplexer (4) verbunden sind. Der Multiplexer (4) ist wesentlich ein Satz von programmierten Schaltern (10), welche schließen, um einen bestimmten Wandler (3) mit einen der numerierten Drähte 1 bis 4 in dem Wandlerkabel (5) zu verbinden. In Fig. 3 verbindet eine erste Gruppe von vier Wandlern 1 bis 4 durch die Multiplexerschalter (10) in den Drahtsätzen in der abgebildeten Ordnung, d. h. Wandler (1) verbindet mit Draht (19), Wandler (2) verbindet mit Draht (2) usw.
• Der Multiplexer wählt dann zum Beispiel die zweite Gruppe der vier Wandler in Fig. 4 aus, welche die Wandler 2, 3, 4 und 5 umfassen. In diesem Fall bleiben die Wandler 2, 3 und 4 mit dem gleichen numerierten Draht in dem Wandlerkabel verbunden, aber der Multiplexerschalter (10) zu dem Wandler (1) öffnet sich, um den Wandler (1) von dem Draht (1) zu trennen und der Schalter zu dem Wandler (5) schließt sich, um den Wandler (5) zu dem Draht (1) zu verbinden.
• Dann verbindet der Multiplexer in Fig. 5 die nächste Gruppe von vier Wandlern 3, 4, 5 und 6 zu den Wandlerkabeldrähten. Die Wandler 3, 4 und 5 bleiben wie vorher verbunden. Aber der Multiplexerschalter (10) zu dem Wandler (2) öffnet sich und dies zu Wandler (6) schließt, wodurch der Wandler (6) mit dem Draht (2) verbunden wird und Wandler (2) ist getrennt.
• Daher verbindet der wandlermultiplexer (4), wie beschrieben wurde, für einen linearen Abtastmodus die Signale von jedem Wandler (3) mit einem bestimmten Draht im Kabel (5) mit einer zyklischen Ordnung, wobei vier nebeneinanderliegende Wandlerelemente von dem ersten zu dem letzten Wandlerelement in der Anordnung gruppiert werden. Die Multiplexertransistoren oder andere Schalter (10) sprechen auf den Ausgang eines Schieberegisters (11) an, indem "einer" in die Schieberegisterstellen geschoben wird, welcher den gewünschten Gruppen von M-Elementen entspricht und indem "Nullen" in alle anderen Schieberegisterstellen geschoben werden. Jeder "einer" schaltet den Multiplexerschalter (10) "ein" und jede "null" schaltet den Multiplexerschalter "aus".
• Es könnten auch andere Multiplexer verwendet werden, welche komplexe N · M Anordnungen von Schaltern sein könnten, die nicht bewirken würden, daß die Ordnung zyklisch ist. Die hier beschriebene Erfindung verwendet einfache Multiplexer jeder Art, bei welchen das Aufnehmen eine wesentlich zyklische, vorbestimmte Verwürfelung der Wandlersignale ist, welche dann durch Steuermultiplexieren wiederhergestellt werden, um die Verwendung eines komplexen M · M Analogmultiplexers zu verhindern.
• Der vorstehend beschriebene M · M Analogmultiplexer (7) nach dem Stand der Technik kann durch Digitalsteuersignale ersetzt werden, welche von den Analogsignalen in Systemen betrieben werden, wie zum Beispiel dieses, welches in dem U.S. Patent 4.140.022 beschrieben sind.
• Wie in Fig. 6 in Blockdiagrammform veranschaulicht ist, leitet ein digital gesteuerter Multiplexer (15) die Taktsignale C&sub1; bis CM zu den Mischern (28), um eine Phasenkohärenz zwischen den Signalen von nebeneinanderliegenden Wandlerpaaren zu erzielen. Der Oszillator (30) erzeugt eine Menge von P- eindeutigen Signalen, wobei jedes dieser die gleiche Frequenz aufweist, aber verschiedene Phasenverhältnisse mit den anderen aufweisen können. Für jeden der M-Mischer wird eines der P-Taktsignale von dem Multiplexer (15) ausgewählt und wird zu dem Mischer geleitet. Das gleiche Taktsignal kann zu mehr als nur einem Mischer zur gleichen Zeit geleitet werden. Es gibt kein Verhältnis zwischen der Anzahl von eindeutigen Taktsignalen, P, und der Anzahl von Kanälen, M. Diese Steuersignale können in einer solchen Art angelegt werden, welche genau für die zyklische Ordnung der Signale verantwortlich ist, welche von dem Wandlermultiplexer (4) empfangen werden. Die Steuersignale werden von den Digitalinformationen abgeleitet, welche von dem ROM (Festwertspeicher) und RAM (Direktzugriffsspeicher) digitalen Speicher (16) gelesen werden. Werte werden sequentiell von dem Adressenzähler (17) zugegriffen, welcher die Bildung der Taktsignale erlaubt, welche dann an den Mischer (28&sub1;) bis (28M) angelegt werden. Die Taktsignale können die stufenweise Ausgänge eines Digitaloszillators (30) sein, wie in dem U.S. Patent 4.140.022 beschrieben ist. Wenn der Adressenzähler (17) geeignet für jede Schallabtastleitung initialisiert wird, wobei das vorbestimmte zyklische Multiplexieren des Multiplexers (4) berücksichtigt wird, dann findet das Demultiplexieren in einer Art statt, welche funktionsmäßig dem tatsächlichen Schalten der M-Analogsignale entspricht, wie sonst mit einem M · M Analogdemultipexlerer ausgeführt würde. Diese
• Digitalsteuerschaltungsanordnung wird insgesamt als "Steuerdemultiplexieren" bezeichnet.
• In Fig. 6 umfaßt jeder signalverarbeitende Kanal variable Verstärker (26&sub1;-26M), welche einen Zeitverstärkungsausgleich zur Dämpfung der Ultraschallenergie als eine Abstandsfunktion in dem abgetasteten Körper aufweisen können. Die Demultiplexierausgänge der phasenverändernden Mischer (28&sub1;-18M) werden in den Addierern (34) kombiniert und dann zu den Abgriffwählern (38) auf einer Summenverzögerungsleitung geliefert. Der Ausgang der Summenverzögerungsleitung ist dann nachfolgender Verarbeitung, wie zum Beispiel Erkennung, Verstärkung usw. für die Endanzeige unterworfen.
• Die Technik, welche in Fig. 6 veranschaulicht ist, ist allgemein und kann auch für viele verschiedene Systemarten verwendet werden. Das darin enthaltene Prinzip ist das Bereitstellen einer Mehrzahl von wesentlich identischen signalverarbeitenden Kanälen und die Bereitstellung von Steuersignalen an jeden Kanal und welche geordnet sind, um für die bestimmte Ordnung genau auszugleichen, welche in dem Wandlermultiplexer (4) stattfindet.
• Obwohl Fig. 6 das Steuerdemultiplexieren veranschaulicht, welches in dem System des U.S. Patents 4.140.022 angewendet wird, wobei die Kanäle in stufenweisen Paaren angeordnet sind, kann die Erfindung genauso in k-Tupel verwendet werden, wobei k 1, 2, 3, 4 oder mehr sein kann. Jeder Kanal umfaßt einen Vorverstärker mit einer Schutzschaltung (24), einen variablen Verstärker (26) gefolgt von dem Mischer (28), wobei die Ausgänge von diesen in einem Addierer (34) kombiniert werden. Der Zwischenfrequenzausgang jedes Addierers (34) versorgt eine Matrixschaltung oder den Abgriffwähler (38), welcher in dem U.S. Patent 4.140.022 beschrieben ist. Der digital gesteuerte Multiplexer (15) wählt aus und leitet einen der Mehrzahl von einzelnen Taktsignalen von dem Oszillator (30) zur Verbindung mit den Mischern (28). Der Multiplexer (15) liefert auch die entsprechenden Steuersignale zu den Abgriffwählern (38&sub1;-38M/2) für jedes stufenweise Paar, um seinen Ausgang mit dem Abgriffssatz in der Hauptverzögerungsleitung (40) zu verbinden, welche den Verzögerungsbereich mit ausreichendend feiner Quantisierung für jede ausgewählte Wandlergruppe bedeckt, um eine Signalüberlappung an der Vergleichsstelle (S) zu liefern.
• Die Plazierung der Abgriffswähler (38) nach den Mischern (28) in der Signalflußbahn kombiniert mit der hierbeschriebenen Ordnung des verarbeitenden Kanals und Abgriffswählersteuerungen ermöglichen es dem im U.S. Patent 4.140.022 aufgezeigten System in einem linearen Abtastmodus betrieben zu werden, wie hier beschrieben sowie in dem Sektor schrittweisen Anordnungsabbildungsmodus, welcher in diesem Patent beschrieben ist.
• Um zu sehen wie der Steuerdemultiplexieren in einem funktionalem Sinn arbeitet, werden die Fig. 7A bis 7D betrachtet, welche das Ergebnis des Steuerdemultiplexierens für verschiedene aufeinanderfolgende Konfigurationen zeigen. Fig. A zeigt die Verbindung zwischen den ersten M-Wandlern (3) mit den entsprechenden M-Verbindungen auf dem Multiplexer (4). Das Signal, welches von jedem Wandler empfangen wurde, wird gemischt und mit den Steuersignalen (C&sub1;-CM) phasenverschoben. Die Steuersignale (C&sub1;-CM) sind nicht notwendigerweise alle verschieden, aber sind ausgewählte der verfügbaren stufenweisen Ausgänge des Digitaloszillators (30). Es können nur P eindeutige Steuersignale vorhanden sein, welche den P-Phasen des Oszillators entsprechen, wobei p(M ist. Die resultierenden Analogsignale werden als stufenweise Paare an den Addierern (34&sub1;-34M/2 kombiniert, um stufenweise Zwischenfrequenzsignale (P&sub1;-PM/2) zu erzeugen. Jeder dieser wird die geeignete Verzögerung verliehen durch die Abgriffswähleinrichtung (38), welche von den Signalen (D&sub1;-DM/2) vom Speicher (16) und Adressenzähler (17) gesteuert wird.
• Fig. 7B zeigt Wandler (2) bis (M + 1), welche über die Multiplexer (4) mit den geeigneten numerierten Drähten verbunden sind, wie vorher erwähnt. In diesem Fall werden die Steuersignale (C'&sub1;-C'M), welche sich im allgemeinen von den Signalen (C&sub1;-CM) unterscheiden, von dem ROM und RAM Speicher (16) gelesen, um eine Kohärenz zwischen geeigneten Elementenpaaren aufrechtzuerhalten. Im besonderen, sind die Signale, welche von den Wandlern (2) und (M + 1) erzeugt werden, phasenkohärent, wenn die Abtastleitungen normal oder fast normal zu der Wandlerfläche einer planar linearen Anordnung von Wandlern sind. Diese Signale werden dann bei dem Addierer (34&sub1;) kombiniert, um das stufenweise Zwischenfrequenzsignal (P&sub1;) zu erzeugen, welches mit der Summierverzögerungsleitung (40) von Fig. 6 durch den Abgriffswähler (38) verbunden ist.
• Fig. 7C zeigt den Wandler (M), welcher mit dem vorgehendem Wandler gekoppelt ist und die Wandler (M + 1) und (M + 2), welche jeweils in stufenweisen Paaren von den Addierern (34M/2) und (341') gekoppelt sind. Schließlich zeigt Fig. 7 D Wandler (4), welcher mit dem Wandler (M + 3) beim Addierer (34&sub2;) gekoppelt ist. Die Sequenz fährt fort, bis die ganze Anordnung abgetastet ist.
• Der lineare Abtastmodus ist nicht auf den in Fig. 2 abgebildeten Fall beschränkt, wobei sich die Abtastleitungen (9-9') parallel und bei rechten Winkeln zu einer Leitung sind, welche die Fläche jedes Wandlers verbindet, aber parallele oder nahezu parallele Abtastleitungen können an einem anderen vorbestimmten Winkel zu der normalen Anordnung sein. Paralleles Abtasten bei einem vorbestimmten Winkel wesentlich unterschiedlich von der normalen Anordnung kann eine übermäßige Verzögerung zwischen den äußeren Wandlerelementen für bestimmte Wandlergruppen einführen (zum Beispiel Wandlerelement 2 und M + 1 in Fig. B und Wandlerelemente 4 und M + 3 in Fig. 7D). Für diese bestimmten Wandlergruppen kann einer der äußeren Wandlerelemente (zum Beispiel Wandlerelement M + 1 in Fig. 7B und Element M + 3 in Fig. 7D) "abgeschaltet werden" unter Anwendung von Apodisationseinrichtungen oder indem die geeignete Wandlermultiplexerschaltung geöffnet wird.
• In dem linearen Abtastmodus von Fig. 7A mit Abtastleitungen normal zu der Wandlerfläche sind die von den Wandlern (1) und (M) erzeugten Wandlersignale wesentlich nebeneinanderliegend, so daß diese Signale nicht von der wesentlichen Zeitverzögerung getrennt werden. Ferner wird der gleiche Satz von Steuersignalen, nämlich (C&sub1;-CM) in der in den Fig. 7A und 7C abgebildeten Konfiguration verwendet. Ähnlich wird der gleiche Satz von Steuersignalen, nämlich (C'1-C'M), in den Konfigurationen von den Fig. 7B und 7D verwendet. Es ist die Funktion des Adressenzählers (17) zu entscheiden, wenn jeder vorbestimmte Satz von Steuersignalen erfordert wird. Ein ähnlicher Steuersignalsatz, wie zum Beispiel (D&sub1;-DM/2) oder (D'2-D'M/2) wird ebenso benötigt, um die Abgriffswahl zur Verbindung mit der Summierverzögerungsleitung (40) zu spezifizieren. Die vorstehenden Beispielen spezifizierten die Steuersignalsätze in dem Fall von stufenweisen Paaren. In dem Fall von Tripel oder k-Tupel wären zusätzliche Sätze erforderlich.
• Obwohl die Anwendung des "Steuerdemultiplexierens" für die Empfangkanäle aufgezeigt wurde, kann sie ebenso für Sendekanäle verwendet werden unter Anwendung eines verschiedenen Satzes von Steuersignalen in einem verschiedenen Steuerspeicher. Die Lenk- und Fokussierdaten, welche den einzelnen Sendekanälen für die Wandler (3) zugeführt werden, werden von einem anderen digital gesteuerten Multiplexer in einer Form verwürfelt, welche durch den Multiplexer (4), welcher vorstehend beschrieben wurde, wiederhergestellt wird.
• Es werden mehrere Modifikationen der Erfindung offensichtlich. Beispielsweise werden noch weniger Abgriffswähler benötigt, wenn die identischen Verarbeitungskanäle in Phasentripel oder k-Tupel angeordnet sind. Ähnlich werden verschiedene Wandler einer Gruppe "aus" apodisiert, indem verschiedene Zeitverstärkungsausgleichssignale (TGC) für variable Verstärker (26) bereitgestellt werden oder indem die Mischertakte mit Frequenzen betrieben werden, welche Signale außerhalb des Durchlaßbereiches des Kanals erzeugen.
• Darüberhinaus kann die beschriebene "Steuerdemultiplexier"-Einrichtung für andere Systemarchitekturen verwendet werden, als diejenigen, welche von den beschriebenen Abgriffsselektoren benötigt werden. Beispielsweise kann das "Steuermultiplexieren" mit der Architektur verwendet werden, welche in der gleichzeitig anhängenden U.S. Anmeldung mit der Seriennr. 670.670 beschrieben ist, eingereicht am 7. Mai 1984 und mit dem Titel "Schallabbildungssystem mit stufenweiser Anordnung", jetzt Patent, ausgegeben am 5. November 1985.

Claims (8)

1. Eine schallabbildende Vorrichtung, welche in einem linearen Abtastmodus arbeitet, mit einer Einrichtung zum wiederholten Übertragen von gelenkten und fokussierten Impulsen von Schalldruckwellen in ein zu prüfendes Gehäuse, welche eine Anordnung von Wandlern (X&sub1; . . . Xn) zum Umwandeln von Echos von den Schalldruckwellen in elektrische Signale umfaßt, einer Mehrzahl von wesentlich identischen Sendekanälen, einer Mehrzahl von wesentlich identischen Empfangskanälen (8), einer Wandlermultiplexereinrichtung (4), welche einzeln jeden Wandler in einer ausgewählten Gruppe von benachbarten Wandlern von der Anordnung mit einer der Sende- und einer der Empfangskanäle in einer wesentlich zyklischen Anordnung verbindet, einer Phasenänderungseinrichtung (28&sub1;-28M) in jedem Empfangskanal und eine Verzögerungseinrichtung (40), welche mit den Ausgängen der Phasenänderungseinrichtung in allen Kanälen verbunden ist und eine Verzögerung für die Signale bereitstellt, die von den jeweiligen Phasenänderungseinrichtungen erzeugt werden, wobei die Vorrichtung ferner eine Digitalsteuerungsschaltungsanordnung (15, 16, 17, 30) umfaßt, welche Lenk- und Fokussiersteuersignale an die Verzögerungseinrichtung und an die Phasenänderungseinrichtung jedes Empfangskanals (8) in einer Sequenz liefert, welche die zyklische Anordnung der Wandler ausgleicht, die mit diesem Kanal durch den Wandler-Multiplexer (4) verbunden sind.

2. Die schallabbildende Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer zweiten Digitalsteuerungsschaltungsanordnung, welche Lenk- und Fokussiersteuersignale an jeden Sendekanal in einer Sequenz liefert, welche die zyklische Anordnung der Wandler ausgleicht, die mit diesem Kanal durch den Wandler-Multiplexer (4) verbunden sind.

3. Die schallabbildende Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Einrichtungen (38&sub1;-38m/2) zum Koppeln des Ausgangs jeder Phasenänderungseinrichtung an jeden ausgewählten Eingang der Verzögerungseinrichtung (40), dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalsteuerungsschaltungsanordnung (1) jede Phasenänderungseinrichtung (28&sub1;-28m) in einer Sequenz einstellt, welche eine wesentliche Phasenkohärenz in den elektrischen Signalen von allen Empfangskanälen an einer Vergleichsstelle (S) erzielt; und (2) veranlaßt die Einrichtungen (38&sub1;-38m/2) den Ausgang jeder Phasenänderungseinrichtung an einen Eingang der Verzögerungseinrichtung zu koppeln, welche eine Überlappung der elektrischen Signale von allen Empfangskanälen an der Vergleichsstelle (S) während eines vorgegebenen Zeitintervalls erzielt.

4. Die schallabbildende Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Wandler eine planarlineare Anordnung ist.

5. Die schallabbildende Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenänderungseinrichtungen (28&sub1;-28m) Mischer sind, welche je das elektrische Signal von einem Wandler empfangen und ein auswählbares einer Mehrzahl von einzeln eingephasten Taktsignalen (C&sub1;-Cm) und ein digital gesteuerter Multiplexer (15) in der Digitalsteuerschaltungsanordnung verbindet dieses eingephaste Taktsignal mit jeden Mischer (28&sub1;-28m), welches eine wesentliche Phasenkohärenz aller elektrischer Signale, welche die Vergleichsstelle (S) erreichen, erzielt.

6. Die schallabbildende Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (40) eine Summierverzögerungsleitung mit Abgriff ist und die Digitalsteuerungsschaltungsanordnung koppelt den Ausgang jedes Mischers (28&sub1;-28m) an einen der Abgriffsätze (38), welche den Verzögerungsbereich für alle Wandler mit ausreichend feiner Quantisierung abdecken, um die Zeitüberlappung aller elektrischer Signale, welche die Vergleichsstelle (S) erreichen, zu erzielen.

7. Die schallabbildende Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalsteuerungsschaltungsanordnung einen Speicher (16) umfaßt und digital gesteuert wird, um wesentlich die gleichen Daten von den gleichen Speicherstellen an wenigstens zwei verschiedene Empfangskanäle auf verschiedenen Abtastleitungen (9) zu liefern, wobei das erneute Anordnen der gleichen Daten an verschiedene Empfangskanäle das zyklische Anordnen der Empfangssignale ausgleicht, das durch die genannte Wandlermultiplexereinrichtung (4) verursacht wird.

8. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (40) das Empfangssignal jedes Wandlers dazu veranlaßt, an einer Vergleichsstelle (S) in einem zeitüberlappenden Verhältnis anzukommen und umfaßt eine Mehrzahl von Verzögerungszellen, welche eine Summierverzögerungsleitung in Selektivsequenz bilden, wobei jede Verzögerungszelle folgendes umfaßt

(a) eine Verzögerungszelleneingangssummiereinrichtung für wenigstens (1) ein Signal, das von dem Empfangssignal wenigstens eines Wandler abgeleitet wurde, (2) ein Eingangsausgewähltes Signal, (3) den Ausgang einer ersten benachbarten Verzögerungszelle oder (4) den Ausgang einer zweiten benachbarten Verzögerungszelle zur Erzeugung eines summierten Eingangssignals der Verzögerungszelle,

(b) eine Verzögerungszellenausgangsschalteinrichtung und

(c) wenigstens ein diskretes Verzögerungselement, welches das summierten Eingangssignals der Verzögerungszelle mit dem Verzögerungszellenausgangsschalter verbindet, um einen Verzögerungszellenausgang zu bilden, wobei die Verzögerungszellenausgangsschaltereinrichtung den Verzögerungszellenausgang mit einer der (1) Eingangssummiereinrichtungen einer ersten benachbarten Verzögerungszelle selektiv verbindet oder (2) die Eingangssummiereinrichtung einer zweiten benachbarten Verzögerungszelle oder (3) einen Ausgangs-Auswahlweg; und

(d) eine Digitalsteuereinrichtung zum Koordinieren der Stellung der Verzögerungszellenausgangsschaltereinrichtung für jede Verzögerungszelle, um die Verzögerungseinrichtung (40) in einer vorgewählten Weise für jede einzelne Abtastzeile (9) der genannten Wandleranordnung (X&sub1; . . . Xn) einzustellen.