超声图像的起始端，通常称为前端，使用脉冲回波技术。图#描述了这一功能模块的主要组件。发射波束形成器负责触发有序脉冲激励换能器元件，换能器能使声波发射到感兴趣的区域。之后，在前端的发射/接受(T/R)开关被选为接收模式。换能器将反射或回声转换成相应的电信号。模拟前端(AFE)组件适当地放大这些信号并把它们转换成用于进一步处理的数字数据流。通过对这些数据流的动态延时，接收波束形成器将它们组合形成一条扫描线，代表一条沿固定射线得到的感兴趣区域。重复该过程依次或同时形成多条扫描线，以覆盖整个感兴趣的区域。前端控制器负责控制发射和接收波束的时间和顺序。采样使用前端的模拟-数字转换器(A/D)，采样频率可以从几兆到百兆赫兹之间不等，这取决于系统的要求。
图1 前端处理模块
AFE是超声系统前端的重要模块，其内部包括低噪声放大器(LNA)、时间增益控制(TGA)放大器、压控放大器(VCA)、可变增益放大器(VGA)、可编程增益放大器(PGA)、低通滤波器以及模数转换器(ADC)等。在任何情况下，AFE的性能都会极大地影响整个系统的性能。目前已有不少芯片厂商可以提供功能全面的AFE，例如德州仪器(TI)的AFE58xx系列，以及亚德诺半导体(ADI)的ADI的AD927x系列等。
参考文献
[1] 牛金海. 超声原理及生物医学工程应用 [M]. 上海交通大学出版社, 2020.
