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，這些挑戰已經可以用商業元件來克服，它們允許設計師在IC 內調整性能與功率的比值，從而縮短產品上市時間。

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型，系統設計師可以適當地對設計進行實時系統級調整，從而可以最低的功耗提供最高的性能。

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

如果系統的性能超過了預期，又能使每通道能節省50mW 的話，那么系統設計師可能決定將系統輸入動態范圍減少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，來驗證這是否可行，但改變所有這些參數來了解系統的權衡可能很困難。

配置工具（如ADI 公司為其AD927x 系列器件開發的配置工具）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IC 中。這使得設計師無需改變實際硬件和進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，配置工具將把優化配置參數轉換成數字化設置，并生成一個文件，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新的水平。新的創新產品和配置工具毫無疑問已使得系統設計師的工作更加輕松。這提供了一個開發多元化超聲系統產品的新方法，使得超聲產品的性能與功耗權衡可根據成像方式進行配置和調整。

更多醫療電子信息請關注：21ic醫療電子頻道