TI便攜式超聲波系統(tǒng)設(shè)計方案

便攜式超聲波機(jī)器的方框圖 (SBD)，它使用 TI 的 TMS320 系列處理器來執(zhí)行波束生成、預(yù)處理和后端處理任務(wù)，并可連接至 TI 的模擬前端、脈沖發(fā)生器和輸出 DAC。

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借助業(yè)界首款集成發(fā)送/接收開關(guān) TX810，TI 加快了超聲波系統(tǒng)的設(shè)計速度并將電路板面積減小 50% 以上

與固定超聲波系統(tǒng)相似，便攜式超聲波系統(tǒng)采用陣列接收器，通過時間平移、縮放以及智能求和回波能量來構(gòu)建圖像。然而，開發(fā)便攜式系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)是在滿足便攜尺寸和運行時要求的同時維持可接受的圖像質(zhì)量。這通常通過減少器件中使用的通道數(shù)、權(quán)衡圖像質(zhì)量與信息，從而達(dá)到減少功耗和尺寸的目的。

時間平移的概念以及縮放（基于傳感器陣列所接收的信號）提供了對掃描區(qū)域單點“聚焦”的能力。通過一定的順序聚焦于不同的點，最終匯集成像。使用更多的集成解決方案有助于提高信號完整性和可靠性。典型的例子是，使用集成了 DAC、低通濾波器和放大器的高壓脈沖發(fā)生器，從而簡化濾波要求并減少發(fā)射信號鏈中的噪聲。同樣，使用完整的集成模擬便攜式超聲波接收前端可以減少噪聲和組件數(shù)量（它們?yōu)樵O(shè)計中使用的通道提供支持）。

由于輸出本質(zhì)上是圖形，因此將觸摸屏用作界面可以實現(xiàn)大屏幕顯示，同時最大化使用空間，從而確保更小的外形尺寸。使用多個 TI DSP（例如與 OMAP35XX 耦合的 C64XX）可實現(xiàn)完全集成的后端。除了具有用于圖形顯示視頻加速的強(qiáng)大內(nèi)核以外，Cortex A8 處理器還可以幫助管理 OS 和觸摸屏界面，以便通過將其中未工作的處理器斷電并省去其它子系統(tǒng)來降低功耗。為了補(bǔ)償通道數(shù)的減少，可通過延遲圖像顯示并收集更多需要呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)來對圖像進(jìn)行后處理。這樣做可以生成更準(zhǔn)確的圖像，同時使實時觀看圖像的能力與處理器的功耗達(dá)到良好平衡。

電源和電池管理是該系統(tǒng)中的關(guān)鍵因素，主要設(shè)計注意事項包括由延長電池壽命需求驅(qū)動的超低功耗和高效率以及高精度。其它要求可能推動對記錄圖像、用于傳輸圖像的有線或無線接口的需要。另外，為實現(xiàn)簡便易用，諸如觸摸屏控制和顯示屏背景照明等功能對于該器件的應(yīng)用至關(guān)重要。新增所有這些功能而不顯著增加功耗成為了一個巨大的挑戰(zhàn)。對于醫(yī)療設(shè)備來說，能夠監(jiān)控設(shè)備中的剩余電量至關(guān)重要。德州儀器 (TI) 的處理器、儀表和緩沖放大器、電源和電池管理（例如 Impedance Track 電量監(jiān)測計）、音頻編解碼器，以及有線和無線接口設(shè)備系列為該系統(tǒng)提供了理想的工具箱。