前端IC决定超声系统整体性能

技术分类: 医疗电子  | 2008-02-22
来源:半导体应用网 | 作者:美国模拟器件公司高级设计工程师 Eberhard Brunner

  CW多普勒信号具有超声系统中所有信号最大的动态范围。在CW信号处理期间,一半传感器阵列连续发送正弦波,而另一半传感器阵列接收该信号。Tx信号很可能泄漏到Rx端。因为多普勒信号非常弱,所以在解调之前不容易对大的泄漏信号进行滤波,因此处理CW信号的任何IC都需要具有非常大的动态范围。

  根据当前的技术发展水平,不能处理来自DBF系统中主要的B模式和F模式通道的CW多普勒信号。由于这个原因,为了处理如图所示的CW多普勒信号需要一个ABF。当然,DBF超声系统中的“圣杯”(Holy Grail)可以通过DBF链路以现实的成本和功耗处理所有模式。

  功耗考量

  因为超声系统需要许多通道,所以所有IC低功耗是至关重要的。为了最终实现把所有超声模式都集成到一个波束形成器,人们总是追求增大前端的动态范围;满足使超声系统减小体积和便携式的相应需求导致与功耗需求的矛盾。数字电路的功耗通常随着电源电压降低而减小,但对于模拟信号或混合信号电路而言则未必。减小模拟电路的“电压余量”会减小动态范围,所以对于一个期望动态范围,电源电压能够达到多低是有限度的。

  本文结论

  本文试图给出决定超声系统前端IC所需要的关键技术指标的技术背景。最重要的是:大动态范围、优良的过载恢复能力、低互调失真(LNA)和平坦的群延时(优良的大信号带宽),另外或许最最重要的是非常低的功耗。实际应用结果表明,超声系统对IC的要求非常接近于通信或雷达系统对高性能接收机应用的要求。

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