1. 彩超的結(jié)構(gòu)原理
一般彩超系統(tǒng)按照功能屬性，大致可分為：前端(超聲波的發(fā)射與接收)、計(jì)算處理、顯示、控制和電源等五大部分。
由于隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)越來越多地應(yīng)用于超聲等醫(yī)療系統(tǒng)中，現(xiàn)在越來越多的新機(jī)型中的控制部分、處理部分和顯示部分正在被PC所替代。
iU22彩超也由這五部分組成，下面做簡單介紹。
1.1前端部分
硬件由五個(gè)功能板快組成:Front End Controller ( FEC)前端控制，Channel Boards (CB)通道板，New Analog Input Module (NAIM)模擬電壓調(diào)制板，Acquisition Flat Panel Mod-ule ( AFP)前端采集板，Scanhead Select Module (SHSEL)探頭選擇板。
(1)前端板FEC
主要任務(wù)：向前端機(jī)箱內(nèi)其它電路板發(fā)送控制信號(hào)和控制數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控超聲電壓和能量強(qiáng)度，前端機(jī)箱內(nèi)溫度的監(jiān)控；從通道板實(shí)時(shí)接收射頻超聲信號(hào)，發(fā)送給后端等待處理；完成生理心電信號(hào)的處理，它是整個(gè)前端部分的主控板。
(2)前端采集AFP（相當(dāng)于前端母板）
連接所有前端電路板，并向各板分配電壓、時(shí)鐘信號(hào)，提供數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線等。
(3)模擬電壓調(diào)制板NAIM
提供前端320MHz主時(shí)鐘，提供激勵(lì)探頭的脈沖電壓，調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)高壓脈沖，還產(chǎn)生TGCI，TGC2波形，同時(shí)監(jiān)查過流、過壓、前端溫度，管理前端所有電源供應(yīng)。
(4)通道板CBS
共四塊，每塊板上有帶四個(gè)專用集成芯片，專用芯片功能是發(fā)射脈沖控制，波形發(fā)生，波形加權(quán)，波形變形；十六個(gè)DAC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，起A/D，D/A模數(shù)轉(zhuǎn)接和功率放大作用；有32個(gè)接收通道，每個(gè)都和FEC總線和TIM總線、主時(shí)鐘連接。
(5)探頭選擇板SHSEL
其為探頭和前端之間的接口板，除了能識(shí)別和選擇切換探頭外，還提供探頭和通道板以及NAIM板之間多種控制驅(qū)動(dòng)和反饋回輸信號(hào)的緩沖通道，其中NAIM給探頭的有：CW多普勒發(fā)射信號(hào)、陣列信號(hào)，控制和放大信號(hào)、探頭馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)、以及各種直流電壓，還有經(jīng)過通道板的TGC電壓等；探頭反饋給予NAIM板的有：探頭溫度傳感器信號(hào)。
CW/PW回波信號(hào)、探頭特性信號(hào)等，還有通道放大板與探頭之間的信號(hào)交換。
另外，前端每個(gè)通道板和NAIM板的頂部和底部，都有溫度傳感器，根據(jù)溫度情況可調(diào)整冷卻風(fēng)扇的速度，以降低風(fēng)扇噪聲。
1.2后端硬件
相對(duì)于前端，控制和處理部分又可叫后端，主要由主計(jì)算機(jī)HOST，圖像處理計(jì)算機(jī)SIP，音、視頻輸入輸出接口板AVID等組成（注：早期版本后端有兩個(gè)計(jì)算機(jī)HOST+SIP。
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(1)主計(jì)算機(jī)HOST
主計(jì)算機(jī)主要功能是響應(yīng)用戶操作指令，管控整個(gè)超聲系統(tǒng)，同時(shí)與前端和SIP保持通訊并參與全部超聲處理任務(wù)。它由雙數(shù)據(jù)分配板DSC、視頻加速卡AGP、圖像輸出處理板IEP、音視頻輸人輸出板、PCI橋式連接電路組成。其中DSC板主要是從FEC板接收RF數(shù)據(jù)資料，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，采用雙數(shù)據(jù)流分道方式送到計(jì)算機(jī)PCI總線進(jìn)、行處理，同時(shí)完成一系列如動(dòng)態(tài)范圍控制、對(duì)比度增強(qiáng)、回波探測(cè)、自動(dòng)增益控制、時(shí)間增益補(bǔ)償?shù)忍幚砉δ?；圖像輸出板IEP對(duì)靜態(tài)圖像做JPFG壓縮后輸出，同時(shí)完成幀頻優(yōu)化RGB轉(zhuǎn)換等功能；音視頻輸人輸出板AVIO完成音視頻輸入輸出外，還向觸摸屏提供視頻VGA信號(hào)，對(duì)前端電壓溫度進(jìn)行檢測(cè)和分析，對(duì)冷卻風(fēng)扇速度進(jìn)行調(diào)控等；圖形加速卡AGP進(jìn)行實(shí)時(shí)二維、三維顯示；DVI接口板提供數(shù)字視頻輸出(1680 x 1050)。
(2)圖像處理計(jì)算機(jī)
主要功能是，處理HOST送來的所有超聲數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成本機(jī)數(shù)據(jù)；將多普勒頻移信號(hào)處理成可以顯示的頻譜圖像數(shù)據(jù)、數(shù)字多普勒聲音數(shù)據(jù)和彩色血流圖像數(shù)據(jù)；處理M型圖像數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)電影回放功能，圖像存儲(chǔ)、圖像回顧等與圖像有關(guān)的功能。后端的溫度傳感器位于計(jì)算機(jī)主板的CPU上。
1.3電源系統(tǒng)部分
(1)前端電源(APS)
主要給予前端采集部分硬件供、電；
(2)后端電源(PPS)
主要給控制與處理部分硬件供電；
(3)前端電源分配板(APDB)(B、C、D Carts)
主要對(duì)前端電源電壓進(jìn)行分配供給前端各板，同時(shí)也參與開關(guān)機(jī)過程。
(4)電池溫度管理板(BTM) (E Carts)
主要是監(jiān)控系統(tǒng)溫度和調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
(5)信號(hào)電源分配板SPD
位于后端部分，功能較多，除了連接前端和控制面板的信號(hào)線和電源線到計(jì)算機(jī)母板上，還參與系統(tǒng)開關(guān)機(jī)控制，提供+5.01VDC、參考電壓，產(chǎn)生+5VDC和+3.3VDC電壓并用于監(jiān)控+12VDC，還提供過壓關(guān)機(jī)保護(hù)，提供-12VDC跟隨+12VDC等。
(6)交流電源盒
除了交流濾波、交流電壓變壓匹配作用外，還產(chǎn)生一個(gè)+12VSB(50A)送給SPD板，接收APD板上的+5VSB點(diǎn)亮一個(gè)LED顯示電源狀態(tài)等。
(7)高壓開關(guān)電路
主要是把APS送來±15VDC和+48VDC轉(zhuǎn)變?yōu)?/-30VDC和+/-120VDC供前端采集電路用。
(8)電源和電池控制板PSBC(E版本)
功能相當(dāng)于SPD加BTM加高壓開關(guān)及電源故障診斷和控制功能。
1.4操作控制部分
(1)控制面板組件CPM
支持使用輸人設(shè)備，包括USB鍵盤，軌跡球，雙觸模屏圖形板，TGC/LGC滑動(dòng)電阻旋轉(zhuǎn)編碼器按鍵，備用USB連接口等；輸出設(shè)備如觸模屏圖形板，LED指示燈、鍵盤燈、峰嗚器等，此外還完成系統(tǒng)CPU與USB部件、顯示部分之間通訊、TGC信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換、24MHz時(shí)鐘等。
(2)控制面板連接板接口
作為控制面板組件和外設(shè)之間的接口板。
(3)控制面板用戶接口板
連接旋轉(zhuǎn)編碼器和按鍵開關(guān)到CPM板。
(4)背景燈電壓變換器
提供600V,供觸摸屏用。
(5)觸摸屏
(用一層薄薄抗壓透明薄膜覆蓋在800 x 600 LCD顯示器上)供使用者選擇成像參數(shù)和控制參數(shù)。
(6)藍(lán)牙收發(fā)器
用作聲音無線遙控超聲系統(tǒng)。還有硬盤和DVD驅(qū)動(dòng)器等。
1.5顯示部分
由三部分電路板及顯示器組成，主要形成供顯示用的超聲信息，送給予顯示器和其它外設(shè)。
(1) UAVIO板（D版本及更高的版本）
主要完成將多普勒信號(hào)轉(zhuǎn)換或模擬格式并與其它聲音信號(hào)混合后發(fā)送；接收來自母板線路輸出、系統(tǒng)麥克風(fēng)、藍(lán)牙裝置或USB麥克風(fēng)等發(fā)來的聲音信號(hào)；將聲音信號(hào)送給母板的線路輸人口和本機(jī)喇叭；調(diào)整聲音放大增益，進(jìn)行低頻放大、音量控制、靜音控制；還將各種復(fù)合視頻信號(hào)分配到各輸出端；將PCI總線視頻卡提供的DVI-D數(shù)據(jù)供給內(nèi)外監(jiān)示器等?？傊?，起到聲音信號(hào)的緩沖、混合、放大，視頻信號(hào)的緩沖、分配、路由以及USB信號(hào)路由功能。另一個(gè)更主要的功能是，除了前端的超聲RF信號(hào)，所有的對(duì)前端的控制信號(hào)、控制參數(shù)和前端反饋到后端主機(jī)的實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)全都由UAVIO負(fù)責(zé)發(fā)送、接收和編譯。它是前端與后端之間通訊、控制的橋梁。
(2)雙PCI總線圖形視頻卡
采用雙NX7600顯卡。其中一塊要完成圖像輸出處理器全部功能，包括對(duì)JPEG圖像的壓縮和輸出；對(duì)圖像的幀頻和大小最佳化；壓縮圖像數(shù)據(jù)高速傳給主機(jī)內(nèi)存，提供獨(dú)立的系統(tǒng)顯示通道等。另一塊用來對(duì)顯示器提供視頻信號(hào)，提供RGB調(diào)整表供匹配多譜勒光譜數(shù)值成為RGB值，形成適合顯示尺寸的光譜數(shù)據(jù)，監(jiān)控顯示溫度等。
2．彩超常見故障測(cè)試及排除
2.1常見故障類型
(1)從故障表現(xiàn)的形式來看，主要有如下幾種情況：
第一種情況是機(jī)器開機(jī)后不啟動(dòng)，或啟動(dòng)不完全，或啟動(dòng)完成后不能正常工作；第二種情況是在開機(jī)或使用過程中出錯(cuò)、并報(bào)錯(cuò)；通常給出故障提示或故障代碼；第三種情況機(jī)器能用，不報(bào)錯(cuò)，但部分功能失效，如：圖像不能傳輸，探頭不正常等，還有圖像質(zhì)量不好，有干擾、噪聲等。
(2)從故障產(chǎn)生的部位來看，主要集中在硬件的電源前端、后端和外設(shè)上，也有軟件故障。上述三種故障現(xiàn)象中，即有硬件故障，也有軟件故障。
2.2常見故障測(cè)試判斷方法
在機(jī)器能開機(jī)、引導(dǎo)或具備一些基本功能前提下，針對(duì)不同的故障類型，有不同的測(cè)試判斷方法。
(1)系統(tǒng)可靠性測(cè)試法
一般是在系統(tǒng)輕微出錯(cuò)，局部有問題時(shí)采用。它主要包括了許多系統(tǒng)輔助功性測(cè)試，如功能測(cè)試、元件更換后的性能測(cè)試、各個(gè)接口測(cè)試等，特點(diǎn)是即使其中某一個(gè)測(cè)試失敗，仍能完成其它測(cè)試，并顯示測(cè)試結(jié)果，同時(shí)存人機(jī)器日記中。測(cè)試步驟如下：開機(jī)后，取下探頭(如有)；壓下Setup鍵，隨后分別用鼠標(biāo)點(diǎn)擊Config/Test、System Test、RUN，程序開始進(jìn)行，全部測(cè)試約巧分鐘，測(cè)試結(jié)果會(huì)顯示在屏幕上。
(2)最小環(huán)境測(cè)試法MTE
用來排除機(jī)器在開機(jī)引導(dǎo)過程中，操作系統(tǒng)正確初使化，但還不能正確進(jìn)人應(yīng)用程序的故障，一般只能由專職工程師來完成，它對(duì)硬件的基本要求是主控計(jì)算機(jī)和UAVIO板都正常，鍵盤、軌跡球硬盤、顯示器也都正常；對(duì)軟件要求是：硬件上系統(tǒng)軟件無故障，WINDOWS XP系統(tǒng)完整，內(nèi)部文件管理和技術(shù)支持應(yīng)用軟件完整等。因需要密碼才能進(jìn)人維修測(cè)試步驟，故對(duì)具體步驟不做詳細(xì)介紹。
(3) FE'- Debug輸出口測(cè)試法
用專用手提電腦接人，可測(cè)FM前端部分是否有硬件配置不當(dāng)或出錯(cuò)。步驟：關(guān)機(jī)，接人手提電腦，設(shè)置好程序，開機(jī)，可讀出前端配置狀態(tài)。
(4)電路板指示燈提示法（只限D(zhuǎn)版本及更高版本的機(jī)器）
如計(jì)算機(jī)主板上有2個(gè)7段數(shù)碼管，啟動(dòng)正常時(shí)提示為AA，如果提示為85、86、87，表明BIOS有問題，如提示FF，表示主板壞。
(5)還有一些方法，如通道測(cè)試法，需用專門的水模，可以測(cè)量噪聲干擾和圖像質(zhì)量下降是否由通道板引起，還是由于探頭本身或系統(tǒng)本身引起，步驟很簡單，但需要用專用水模，通過評(píng)價(jià)各元件圖像是否一致來判定故障所在。
2.3常見故障的隔離排除
(1)開機(jī)后不能引導(dǎo)，熒光屏上無顯示，是最常見的故障，造成故障的原因有很多，排除步驟如下：
為了說明如何排除開機(jī)不能引導(dǎo)的故障過程，先簡介開機(jī)引導(dǎo)過程；壓下電源開關(guān)后，前端電源先開啟，UAVIO板開始檢測(cè)FEC板狀態(tài)；在IO0ms-200m，后后端電源開啟，提供復(fù)位信號(hào)給主控計(jì)算機(jī)母板。母板復(fù)位成功后，BIOS工作并配置各種參數(shù)，并檢測(cè)各個(gè)硬件狀態(tài)，同時(shí)做一系列地址分配，在此過程中熒光屏上出現(xiàn)硬件初始化提示。如BIOS發(fā)現(xiàn)主機(jī)沒有響應(yīng)或有故障還會(huì)重新啟動(dòng)引導(dǎo)程序；如計(jì)算機(jī)硬件正常，則開始初始化軟件，屏幕上會(huì)指示裝入操作程序和一系列外設(shè)應(yīng)用軟件，再進(jìn)一步進(jìn)人后臺(tái)監(jiān)控程序。此時(shí)如有出錯(cuò)會(huì)報(bào)錯(cuò)，這時(shí)可以進(jìn)入最小環(huán)境測(cè)試程序，查找故障；如正常，再下一步則裝入飛利浦應(yīng)用超聲軟件，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)彩色畫面，直到最后引導(dǎo)完成。
?、匍_機(jī)后是否有蜂嗚器“嘀聲”，如無，最大可能電源故障，需打開后蓋觀察電源APDB和SPPD板上對(duì)應(yīng)的指示燈情況，同時(shí)測(cè)量有無±5V、±12V、3.3V電壓來判定故障所在，E版本的PSBC板上每個(gè)LED指示燈的紅綠狀況都代表一種電源是否正常，能很好地判定電源故障情況。
?、谌鐭o蜂嗚聲，還有可能是FEC板不能正確配置UAVIO板，可用繞過FEC板的方法；先關(guān)掉電源斷路器幾秒鐘，然后打開，用牙簽壓下AVID RIP或UAVIO板中右邊的小孔內(nèi)的開關(guān)，小孔內(nèi)的白色LED燈亮。這時(shí)再按DVD旁邊的ON/Stand-By開關(guān)，這時(shí)如果能聽到嘀的聲音，或程序可進(jìn)一步往下引導(dǎo)，說明FEC或前端（包括前端供電電源）有故障，可作進(jìn)二步排除查找。
?、廴缬蟹鋯杪?，但不能進(jìn)人引導(dǎo)畫面（出現(xiàn)黑屏），則有可能是視頻故障，在顯示器VUA輸入端另接一個(gè)視頻信號(hào)，如果還是黑屏，則顯示器壞；如果有圖像，則可懷疑主控計(jì)算機(jī)UAVIO音視頻輸人輸出板有問題，做進(jìn)一步排除。
?、苋缬蟹鋯杪暎霈F(xiàn)引導(dǎo)畫面，在硬件初始化過程(Ini-tializing Hardware)中死機(jī)，則先做一個(gè)繞過FEC板的嘗試，如有變化，則進(jìn)一步排除FEC或前端(包括前端供電電源)故障可能，如用專用手提電腦接人FMC Debug輸出口測(cè)試F EC部分故障所在。
?、菰谟布跏蓟^程序中死機(jī)，始終出不來彩色畫面，還有一種可能是HOST母板或UMB上的BIOS出錯(cuò)。這時(shí)可以重新設(shè)置BIOS后重啟，在無法判定的情況下，也可用專用硬盤應(yīng)用程序中的硬盤初始化軟件重啟，同時(shí)查看是否有三個(gè)硬盤正常信息，如有，則硬盤驅(qū)動(dòng)器正常，則下一步考慮重裝軟件;如見不到三個(gè)，則有可能其中壞掉一個(gè)，必須更換后再查。同理，硬件初始化過程死機(jī)，還有一個(gè)辦法，斷開(取下)UAVIO板，將DVI視頻線直接接到在AGP板上，重啟后重新設(shè)置BIOS配置參數(shù)，觀察配置每次重啟是否有變化，如有變化，很有可能是主板上電池失效。
⑥當(dāng)程序引導(dǎo)進(jìn)人軟件初始化過程時(shí)死機(jī)，首先用硬盤引導(dǎo)程序檢查主控計(jì)算機(jī)硬盤工作是否正常，如果不正常，更換硬盤，并重裝軟件:重裝軟件后如能正常運(yùn)行，則故障排除，如不行，則要懷疑UAVIO和DSC板，或者要更換計(jì)算機(jī)母板UMB。
?、咦詈螅?dāng)程序進(jìn)入飛利浦彩色畫面時(shí)死機(jī)，表明超聲應(yīng)用軟件在初始化過程中出錯(cuò)，一般會(huì)報(bào)錯(cuò)。軟硬件的可能性都有，只有根據(jù)錯(cuò)誤提示來進(jìn)一步排除故障。
(2)電源故隔離判定方法
機(jī)器啟動(dòng)不起來，或2秒后自動(dòng)關(guān)機(jī)，可采用如下隔離方法判定：首先隔離前端元件，取下前端電源組件蓋板，斷開里面兩個(gè)多芯白色塑料扁平插頭和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)連接電纜頭，然后在開關(guān)2的測(cè)試點(diǎn)上連接一個(gè)跳線，使PSBC板上保護(hù)電路邏輯失效（注意，如重新裝回電纜接頭時(shí)一定要取掉這根線，否則可能損壞電源），重新開啟電源，看看是否能穩(wěn)定，如不能穩(wěn)定，則嘗試隔離后端元件：將前端電源恢復(fù)，打開后蓋和后端電源蓋，在PS-ON和GND之間連接一根跳線，取下SPD板上的5、6、7多芯電纜插頭和幾傳感器插頭，重新開啟電源斷路器，觀察電源是否穩(wěn)定，如能穩(wěn)定，則建議換UMB聯(lián)合母板元件；如不能穩(wěn)定，則隔離SPD板供電的各路元件：首先斷開電源，取下SPD板上多個(gè)電纜供電連接頭中的一個(gè)，但前面所提PS-ON跳線仍保留，重新開機(jī)查看電源是否能正常工作，如果能夠正常，則說明斷開插頭的那一路元件有短路故障，予以更換即可排除；如果不能正常開機(jī)，則將剛才斷開的插頭插回，再斷開另一個(gè)插頭再開機(jī)；如果全部插頭都試過，則表明是后臺(tái)電源本身故障，更換即可排除。
(3)隔離(繞過UAVIO)板判定黑屏故障方法
取下后蓋，把UMB板延長出來，把UAVIO板上視頻DVI接頭和其它所有供給UAVIO板的電源斷開，將監(jiān)視器直接接到AGP板上，然后開機(jī)。如果有圖像，則更換UAVIO板；如果無圖像，用另一塊AGP板交換，交換后如無圖像，則是顯示器壞，如有圖像，則說明有一塊AGP板故障，更換即可排除。
2.4彩超常見故障錯(cuò)誤代碼分析排除
iU22/iU33彩超故障代碼有三百多條，一般有一定的含義和出錯(cuò)條件，通過分析可以以幫助我們查找排除故障，簡要介紹幾個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤代碼。
代碼EHA001：溫度過高報(bào)警，提示某處傳感器溫度太高，如不處理，30分鐘后會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。檢查步驟，查看工作日志中溫度傳感器讀數(shù)記錄，檢查環(huán)境溫度是否太高，風(fēng)扇是否不工作，過濾器是否堵塞等，造成本故障的硬件原因可能有傳感器失效，風(fēng)扇不工作，某些電路故障等，軟件出錯(cuò)也有可能。
EHA200/207/211，一個(gè)不可預(yù)料無法恢復(fù)護(hù)出錯(cuò)，一般要求重啟，但實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)半數(shù)以上出錯(cuò)與控制面板有關(guān)，有時(shí)與刻錄機(jī)、軌跡球、USB硬件有關(guān)等，本代碼出現(xiàn)多次往往需要更換控制面板，或者更換面板連接主機(jī)的電纜。
EHA607：提示USB設(shè)備出錯(cuò)，首先要檢查所有USB設(shè)備的連線和元件，如軌跡球、鍵盤、CPM板、CDVD、藍(lán)牙等，最終可能要換掉其連接線，該故障常在早上開機(jī)時(shí)出現(xiàn)。
EHA200/211：提示一個(gè)不可預(yù)料的出錯(cuò)，如果一直報(bào)錯(cuò)，常是SIP圖像處理器兩個(gè)硬盤之一有所損壞，或者系統(tǒng)崩潰，有時(shí)也與SIP的電纜有關(guān)。
EHA033：提示DSC低級(jí)故障，表明DSC檢測(cè)到一個(gè)錯(cuò)誤，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)如是在開機(jī)啟動(dòng)過程中報(bào)錯(cuò)。很有可能是前端的FEC板和NAIM板中某一塊不好；如果在使用中報(bào)錯(cuò)則可能是DSC板故障。
EHA201：提示前端出錯(cuò)，掃描停止，表明前端控制板發(fā)現(xiàn)一個(gè)無法恢復(fù)的故障，多半可能是通道板、FEC板、SRC板、NAIM板損壞，也有可能是AFP板、高壓開關(guān)損壞。
EHA005：提示前端電源故障，系統(tǒng)檢測(cè)到前端電源功耗太大，探頭等有可能損壞，或高壓開關(guān)可能損壞。AFP板、APS/PSA電源、電纜線、探頭選擇板、NAIM板等故障排除比效困難。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，高壓開關(guān)和AFP板引起故障較多。建議更換探頭、高壓開關(guān)、AFP、NAIM、CB、通道選擇板。
