醫學(xué)成像：不斷縮小外形尺寸、提高性能

由于 CMOS 技術(shù)的進(jìn)步，ADC 的功耗特性與外形尺寸已大大降低，但是其噪聲未受影響且性能大大提高，如 ADS5281。與以前的八通道設計相比，ADS5281 的功耗降低了近 50% 且外形尺寸也降低了幾乎 60%，與此同時(shí)信噪比 （SNR） 保持在 70dB。

基于 CMOS 的 ADC 簡(jiǎn)化了可提供更多功率節省并隨著(zhù)采樣速率動(dòng)態(tài)調節其功耗的設計。由于采樣速率降低了，因此 ADC 內核和數據輸出時(shí)鐘需要的功耗也就少了。更新型的低功耗 ADC 充分利用了這一優(yōu)勢根據 IC 采樣時(shí)鐘輸入調節其功耗。圖 3 顯示了 ADS5281/82 隨采樣速率而對其功耗進(jìn)行調節的情況。在高采樣速率 （65 MSPS） 下，ADC 的每通道功耗為 77 mW，但是在低采樣速率 （20 MSPS） 下，其只消耗 43 mW 的功耗，即功耗降低了 45%。ADC 可進(jìn)入低功耗模式，但仍可轉換一定的模擬信號并將其傳輸到數字處理引擎。

ADC 在輸入頻率 （IF） 方面的性能提高已實(shí)現了 MRI 的全新系統架構。MRI 機器主磁體會(huì )產(chǎn)生一個(gè)頻率范圍介于 30～140 MHz 窄帶 IF 頻率，具體取決于主磁體磁場(chǎng)強度。傳統架構將 IF 向下混合接近 DC，在此可以使用一個(gè)高精度 Δ-Σ ADC對其進(jìn)行采樣?，F在，新一代 14 和 16 位 ADC 可以在保持高性能的同時(shí)在此范圍對 IF 進(jìn)行輕松采樣。憑借數字抽取和向下轉換技術(shù)，這些 ADC 可實(shí)現與使用傳統架構所實(shí)現的相似的信噪比 （SNR），從而在提高成像性能的同時(shí)節省了板級空間并節約了模擬混頻元件成本。

結論

由于諸如上述方面的不斷改進(jìn)，超聲波、MRI 以及 PET 成像質(zhì)量將不斷提高。憑借這些新型醫學(xué)成像信號鏈的改進(jìn)，我們將系統做的更小巧、更高效，或在不增加功耗的同時(shí)提高成像質(zhì)量?？傆幸惶旄哔|(zhì)量成像機器設備可以用來(lái)在家庭中檢查患者病情，而不再是患者必須要到醫院或診所等待醫生診斷。

作者簡(jiǎn)介

Chuck Sanna 現任德州儀器 （TI） 高速模數轉換器 （ADC）及數模轉換器 （DAC） 產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)工程師。他畢業(yè)于美國西北大學(xué) （Northwestern University），獲電子工程理學(xué)士學(xué)位，后又畢業(yè)于得克薩斯大學(xué)-達拉斯分校 （The University of Texas at Dallas），獲電子工程碩士學(xué)位。

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