便攜和高性能醫療設備的超聲系統設計方案

超聲覆蓋了廣泛的各種應用，因此系統設計師必須做出的權衡之處已經(jīng)有所增加。每種超聲應用都存在通常定義為性能對功耗的局限性。如今，這些挑戰已經(jīng)可以用商業(yè)元件來(lái)克服，它們允許設計師在IC 內調整性能與功率的比值，從而縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

ADI 公司的AD927x 提供了多種可配置性，設計師可調整輸入電壓范圍、偏置電流、采樣率和增益。取決于需要的成像方式或探頭類(lèi)型，系統設計師可以適當地對設計進(jìn)行實(shí)時(shí)系統級調整，從而可以最低的功耗提供最高的性能。

在一個(gè)典型的應用中，來(lái)自一個(gè)產(chǎn)生0.5Vpp 信號的5MHz 探頭的圖像將被采集。如果整個(gè)通道上只有0.86nV/rt-Hz 或1.4nV/rt-Hz 噪聲的LNA（低噪聲放大器）是采用50 歐姆電阻進(jìn)行源端匹配，那么該系統的輸入動(dòng)態(tài)范圍將是92dB，并產(chǎn)生3.8dB 的噪聲指數（NF）。這可轉化為66.3dB 的輸出動(dòng)態(tài)范圍，它允許系統設計師實(shí)現每通道僅消耗191mW（在40MSPS 的采樣率下）的同時(shí)，保持最優(yōu)的性能。

如果系統的性能超過(guò)了預期，又能使每通道能節省50mW 的話(huà)，那么系統設計師可能決定將系統輸入動(dòng)態(tài)范圍減少2dB。系統設計師可以嘗試調整增益、偏置、端接匹配和其它參數，來(lái)驗證這是否可行，但改變所有這些參數來(lái)了解系統的權衡可能很困難。

配置工具（如ADI 公司為其AD927x 系列器件開(kāi)發(fā)的配置工具）使得系統設計師可以很方便地評估性能，如圖4 所示。在這里，所有的功能特性都已經(jīng)到位，它們使得系統設計師能夠快速地做出這些權衡，以及調整系統以直接集成到一個(gè)IC 中。這使得設計師無(wú)需改變實(shí)際硬件和進(jìn)行繁瑣的圖像處理測試，就可以驗證這些權衡。

圖4：AD9272/9273 配置工具

此外，配置工具將把優(yōu)化配置參數轉換成數字化設置，并生成一個(gè)文件，它可以復制成部分系統的最終配置。

5 結論

今天，最新的集成式多通道元件正在將系統靈活性推向一個(gè)新的水平。新的創(chuàng )新產(chǎn)品和配置工具毫無(wú)疑問(wèn)已使得系統設計師的工作更加輕松。這提供了一個(gè)開(kāi)發(fā)多元化超聲系統產(chǎn)品的新方法，使得超聲產(chǎn)品的性能與功耗權衡可根據成像方式進(jìn)行配置和調整。

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