便攜式超聲波系統的設計方案

隨著(zhù)世界人口的不斷飆升，老齡化問(wèn)題日益嚴重，全球范圍內醫療診斷及護理設備的需求持續上升，尤其是對計算機斷層掃描儀、磁共振儀、高檔超聲波診斷儀器等高端醫療電子產(chǎn)品需求的快速增長(cháng)，有力帶動(dòng)了全球醫療電子市場(chǎng)規模的擴大。然而目前的醫療設備大多較為笨重，且價(jià)格昂貴，能耗巨大，不能很好地滿(mǎn)足醫護人員的需求。因此，醫療電子市場(chǎng)對外形小巧、能源效率較高以及極具成本效益的醫療診斷設備的需求顯得尤為迫切。

　　超聲波系統的設計挑戰

　　便攜式超聲波系統是醫院、診所、救護車(chē)及偏遠地區救護站的常備醫療設備。作為便攜醫療設備應用廣泛的一個(gè)市場(chǎng)，便攜式超聲波系統的同樣面臨著(zhù)小型化、低功耗的設計挑戰，使用者期望在滿(mǎn)足便攜尺寸和運行時(shí)間要求的同時(shí)維持可接受的圖像質(zhì)量。這就要求設計者盡量降低能耗，但同時(shí)必須確保設備運行時(shí)電池自始至終都能提供充足的供電，以確保影像分辨率，保證設備在現場(chǎng)操作時(shí)也能發(fā)揮卓越性能。

　　“美國國家半導體的高能效模擬技術(shù)使上述期望成為可能。”美國國家半導體亞太區市場(chǎng)總監吳渭強先生表示，“創(chuàng )新的PowerWise設計可以確保電池能夠支持設備長(cháng)時(shí)間運行;同時(shí)，連續時(shí)間Sigma-delta模擬/數字轉換器技術(shù)及數字可變增益放大技術(shù)可以提高影像分辨率。此外，美國國家半導體先進(jìn)的芯片封裝工藝使得芯片具有更低噪聲、更小的體積。”采用了美國國家半導體模擬子系統方案的便攜式超聲波系統可以實(shí)現高分辨率影像，發(fā)揮媲美大型儀器的性能，確保醫生作出準確診斷，更有助于減小方案體積，降低功耗和系統成本，極具競爭優(yōu)勢。

　　完美超聲波系統解決方案

　　美國國家半導體推出業(yè)界首款專(zhuān)為便攜式超聲波系統而設計的8通道超聲波發(fā)射/接收芯片組。這款PowerWise芯片組的創(chuàng )新電路架構可以幫助工程師設計電池壽命更長(cháng)、且影像分辨率可媲美大型超聲波掃描機的便攜式超聲波系統。

　　該款8通道發(fā)射/接收芯片組由4顆芯片組成，芯片間協(xié)同工作令芯片組實(shí)現無(wú)與倫比的超高性能及效率。它內置一切超聲波系統必要的電路，其中包括接收系統模擬前端電路(AFE)、發(fā)射/接收系統開(kāi)關(guān)、發(fā)射系統脈沖發(fā)生器及可配置發(fā)射系統波束成形器。其高度集成的特性令系統設計師可以利用該芯片組來(lái)開(kāi)發(fā)小巧輕盈、影像更清晰、更易據此作出準確診斷的128通道便攜式超聲波系統。

　　芯片組的模擬前端電路采用非常獨特的架構，不但能確保出眾的影像質(zhì)量，還可將B模式的功耗盡量降低，甚至比最接近的競爭對手還低10%。這顆模擬前端電路還內置業(yè)界最高分辨率的數字可變增益放大器(DVGA)及低功耗的連續時(shí)間Sigma-delta (CTSD) 模擬/數字轉換器(ADC)。此外，數字可變增益放大器還具有多個(gè)傳統模擬可變增益放大器所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，例如，各通道之間可以更好地校準并具有更好的信號頻譜性能。連續時(shí)間Sigma-deltaADC本身還有磚墻式混疊信號濾除功能。美國國家半導體為該模擬前端電路提供功能齊全的演示系統和評估套件，幫助系統開(kāi)發(fā)商縮短開(kāi)發(fā)周期，節省開(kāi)發(fā)成本。

　　吳先生表示，這款凝聚了美國國家半導體公司高能效模擬技術(shù)和創(chuàng )新PowerWise設計的8通道超聲波發(fā)射/接收芯片組的面世，必將改善傳統的便攜超聲診斷設備成像效果劣于大型診斷設備的局面，為廣大涉足醫療電子設備的系統開(kāi)發(fā)商開(kāi)拓展新的領(lǐng)域。

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