基于CTDS轉換技術在醫療超聲系統中的應用

至今，設計人員都面對ADC選擇的折衷考慮。流水線轉換器提供高分辨率和寬動態范圍，但其功耗相當高。另一種方法，分立時間Δ∑轉換器幾乎不需要太大的功率，但嚴格受速度所限。

CTDS ADC

連續時間Δ∑(CTDS)技術可填補轉換器的空白。Xignal公司最近推出的產品可工作在40Msample/s(相當于流水線轉換器的50~60Msample/s)，具有12位或14位分辨率、高功能集成度(包含精確的片上時鐘源)，其功耗僅70mW。此產品也具有1個電阻輸入級，這很容易驅動，而不用借助緩沖放大器。

圖1示出CTDS ADC 與流水線轉換器相對性能比較，此圖是根據IEEE認可的FOM(性能因數)測量。FOM是每次轉換的能量量測。FOM也示出工藝結構未來的標度，連續時間Δ∑器件將沿給出較高性能水平的路線圖發展。

圖2標出1個完整的模/數轉換系統。左手邊的圖示出1個完整的系統對于流水線轉換器需5個外部電路元件。它們是可編程增益放大器(通過分離的DA進行增益控制)；去除噪聲的抗混淆濾波器；緩沖ADC本身容性輸入的輸入驅動器；提供精確定時基準的高性能時鐘和鎖相環。與此相反，連續時間Δ∑實現方法去除了所需的抗混淆濾波和輸入驅動器，而Xignal的實現方法把所有其他功能都集成在片上。

CTDS轉換技術的優點是：更快和更簡單的系統設計，較低的功耗，對動態范圍或速度不需折衷考慮。在多通道應用中，上述CTDC ADC的優點能增值，而且能使設計人員采用新的和有益的系統結構，而這在以前是不可能的。此技術的應用范圍是廣泛的，包括電子業的所有領域，特別是來自各種傳感器的模擬信號需要轉換為數字信號的領域。

醫療超聲應用

在醫療超聲系統中，超聲換能器發射超聲波，超聲波被目標物反射并重新被換能器接收。為了掃描1個較大的區域并在一定的距離聚集在目標上，需要在目標小，需要在一維或二維陣列中配置多發送/接收元件以便形成波束。波束的聚焦和方向可以電控。

換能器通過靈活的纜線連接到處理數據的數據處理單元。每個換能元件通過自己的數據通道或多路轉換電路連接到處理單元。高端系統配量高達512個通道，中等性能系統可達256個通道，便攜系統可達128個通道。
根據目標到傳感器頭的距離和目標性質，經纜線接收和發送的模擬信號幅度是寬范圍的。因此，纜線是由若干低損耗同軸芯組成，這是超聲系統是昂貴的元件之一。盡管如此，纜線損耗和換能器接口上的損耗是高性能和相當昂貴接收器的要求。