再塑超聲波成像系統設計

　　超聲波放大器飽和帶來(lái)的另一個(gè)影響是諧波失真增加。由于使用了普及的造影劑，越來(lái)越多的系統(甚至是便攜式系統)都要求整個(gè)系統的低二次諧波失真，以保證順利的諧波成像。一般而言，變送器接收到的諧波信號會(huì )高達 40dB(低于基礎信號)，具體情況取決于造影劑聲學(xué)屬性、發(fā)送器電壓和組織特性的綜合因素。因此，放大器的 HD2 應低于 40dBc，這使系統能夠獲得理想的諧波圖像。另外，高 HD2 可能會(huì )引起人為的多普勒移頻。在一些臨床情況中，這種人為因素可能會(huì )影響診斷的準確性。在最終多普勒圖像中，人為多普勒移頻會(huì )造成多普勒系統的方向隔離。一些文獻 [2;3] 表明， 對一些 CW 和 PW 多普勒系統而言，45~50dB 的方向隔離可能就足夠了。由上述因素，當 HD2 低于 40dBc 時(shí)，應規定 AFE 的線(xiàn)性輸入范圍。

　　影響圖像準確性的串擾是超聲波系統需要考慮的另一個(gè)參數。超聲波系統的主要串擾是由一些以 -30 ~-35dBc 排列的變送器陣列引起的，具體情況取決于變送器元件的間距、頻率、設計、材料等等。一般來(lái)說(shuō)，IC 或 PCB 的串擾大大低于 -35dBc。因此，電路串擾就不會(huì )降低系統性能。

　　超聲波模擬前端

　　為了滿(mǎn)足上述標準，超聲波 AFE(例如：TI 的 AFE5805)是理想的選擇。一流的 BiCMOS 和 CMOS 技術(shù)用于優(yōu)化功耗和噪聲性能。BiCMOS 工藝是 AFE5805 VCA 部分的最佳選擇，因為其具有低功耗、小芯片尺寸以及低閃爍噪聲的特點(diǎn)。CMOS 工藝非常適用于模數轉換器。相比同類(lèi)解決方案，這些創(chuàng )新組合可縮小 50% 的尺寸，降低 20% 的功耗并降低 40% 的噪聲。圖 2 所示恒定噪聲性能涵蓋了整個(gè)工作頻率范圍。這樣，便攜式超聲波系統的設計便可以最低功耗獲得更高的圖像質(zhì)量。

　　圖 2 卓越的噪聲性能

　　總結

　　未來(lái)幾年，全球各地區對于便攜式、低成本超聲波設備的需求有望快速增長(cháng)。對于超聲波設備廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，機遇和挑戰并存。新型超聲波模擬前端的先進(jìn)技術(shù)，允許超聲波設備廠(chǎng)商對性能進(jìn)行調整，以適用于各種系統尺寸?；趩蝹€(gè)設計，廠(chǎng)商便可發(fā)布多款產(chǎn)品，極大地節省了便攜式設備和高通道密度中端超聲波系統的開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。