线缆
换能器是一个有三个端口的器件 。如果将换能器比拟成一座庭院 ， 那么它的前庭大门是透镜 ， 它的后院大门是背材 。这两个都是声学端口 ， 我们希望声能量传播在前门畅通无阻 ， 而在后门尽量被截阻并且折返；部分从后门穿出的声能量 ， 则不让它返回后门再次进入 。除了前后大门 ， 这庭院其实还有个侧门 ， 那就是晶片上下金属涂层引出电信号的端口 。当声波在前后门之间震动时 ， 电能量在侧门进出（哈哈 ， 让我们继续率性地比拟下去） ， 这侧门通过一条长廊与一幢楼房连接 ， 这楼房就是超声系统 ， 这长廊就是连接换能器和系统的线缆 。
显然 ， 线缆的作用是在换能器和系统之间传输电信号 ， 所有能量的传输都会有损耗 ， 电流流经线缆 ， 由于线芯电阻 ， 会有部分信号损失；线芯越细 ， 电阻越大 ， 信号下降越多 。另一方面 ， 为保持线缆柔软度以保证临床使用体验 ， 特别是在高密度多阵元换能器情况下 ， 选择的线芯也变得更细 ， 线缆的焊接和装配工艺也要求更高 。早期使用的38 AWG 铜线芯直径约为0.1毫米 ， 电阻约为2.16欧姆/米 ， 而现在很多使用的44 AWG铜线芯直径约为0.05毫米 ， 电阻约为8.71欧姆/米 。
另外很重要影响能量有效传输的是换能器和超声系统的电阻抗匹配问题 。一般超声系统的发射和输入电阻抗在几十到100-200欧姆范围 ， 而用于超声影像的换能器阵列 ， 由很多阵元组成 ， 它们面积尺寸很小 ， 每个阵元的阻抗可在几百至上千欧姆 。声学和电学之间有很多比拟关系 ， 电信号在线缆中传播和声波在匹配层中传播相同 ， 在不同电阻抗的界面会有信号反射 ， 在线缆任一点上传播的信号是向前传播和向后反射的电波的叠加 ， 由于向前和反射波形相位上的差异 ， 叠加后的信号和换能器阵元输出信号在幅度和形状上都会有改变；和声阻抗匹配一样 ， 电阻抗匹配问题不仅影响信号的幅度 ， 还影响到信号的形状 ， 所以线缆的选择是换能器设计的一部分 ， 不是任意线缆能导通信号就可以了 。
在换能器设计时 ， 线缆长度是根据临床应用需求决定的 ， 通常为2米左右；线缆电阻抗的主要部分 ， 是沿着线缆长度的分布电容 ， 和线缆的特征阻抗成反比 ， 电容越大 ， 需要越多的电荷去驱动 。因此 ， 对于小面积阵元 ， 高阻抗（较小电容）线缆 ， 相比与低阻抗线缆 ， 可改善换能器的灵敏度 。线缆特征阻抗是主要由同轴线缆中的介电材料和它的厚度决定 ， 通常特征阻抗大于70欧姆（电容50 pF/m）称为高阻线缆 ， 而低阻线缆的特征阻抗在50欧姆（电容100 pF/m）左右 。高阻线缆的电容较小 ， 基本是通过增加介电材料厚度来实现的；因为介电材料厚度的增加 ， 高阻线缆会比低阻线缆更粗 。
另外 ， 进行电匹配的常用方法是串入电感 ， 以抵消容性的阵元和线缆阻抗 ， 使它们在系统端的有效输出阻抗尽量接近纯阻50欧姆 ， 和系统阻抗更好地匹配 。
换能器类型及其应用
上面我们谈到的是换能器内部阵元的结构和特性 ， 所有利用压电效应的超声换能器阵元基本都是这个结构 。但临床使用的换能器大小不同、形状各异 ， 我们为什么要设计不同类型的换能器呢？当然 ， 这是为满足医生临床使用的需求；临床上医生需要用超声观察人体内部的器官和组织 ， 这些被观察的区域离人体表面的深度不同 ， 能够观察这些区域的表面窗口大小也不同 ， 换能器探头类型通常分为相控阵、凸阵、和线阵 。
仅仅从形成图像的角度来讲 ， 换能器工作频率越高 ， 波长越小 ， 图像纵向和横向分辨率越高；换能器声窗越大 ， 成像孔径越大 ， 信号越强 ， 图像横向分辨率越高 ， 穿透率越强 。但实际上 ， 被观察区域的深度和表面可观察窗口大小 ， 对换能器工作频率和声窗尺寸的选择有制约作用；因为超声波在人体中传播时会衰减 ， 频率越高、传播路径越长 ， 衰减越大；在人体中超声波平均单程衰减系数为0.5dB/cm-MHz ， 一个工作频率为5MHz, 信噪比为70dB的超声波 ， 在人体中双程穿透深度大约为14厘米 。所以综合人的体型和生理结构特征 ， 扫查人体的超声换能器工作频率通常设计在2-20MHz 范围（相比人类听觉范围2-20kHz） 。
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