便攜式超聲波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

　　隨著世界人口的不斷飆升，老齡化問題日益嚴(yán)重，全球范圍內(nèi)醫(yī)療診斷及護(hù)理設(shè)備的需求持續(xù)上升，尤其是對(duì)計(jì)算機(jī)斷層掃描儀、磁共振儀、高檔超聲波診斷儀器等高端醫(yī)療電子產(chǎn)品需求的快速增長，有力帶動(dòng)了全球醫(yī)療電子市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大。然而目前的醫(yī)療設(shè)備大多較為笨重，且價(jià)格昂貴，能耗巨大，不能很好地滿足醫(yī)護(hù)人員的需求。因此，醫(yī)療電子市場(chǎng)對(duì)外形小巧、能源效率較高以及極具成本效益的醫(yī)療診斷設(shè)備的需求顯得尤為迫切。

　　超聲波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

　　便攜式超聲波系統(tǒng)是醫(yī)院、診所、救護(hù)車及偏遠(yuǎn)地區(qū)救護(hù)站的常備醫(yī)療設(shè)備。作為便攜醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用廣泛的一個(gè)市場(chǎng)，便攜式超聲波系統(tǒng)的同樣面臨著小型化、低功耗的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，使用者期望在滿足便攜尺寸和運(yùn)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(shè)計(jì)者盡量降低能耗，但同時(shí)必須確保設(shè)備運(yùn)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(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)也能發(fā)揮卓越性能。

　　“美國國家半導(dǎo)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(dǎo)體亞太區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)吳渭強(qiáng)先生表示，“創(chuàng)新的PowerWise設(shè)計(jì)可以確保電池能夠支持設(shè)備長時(shí)間運(yùn)行;同時(shí)，連續(xù)時(shí)間Sigma-delta模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)及數(shù)字可變?cè)鲆娣糯蠹夹g(shù)可以提高影像分辨率。此外，美國國家半導(dǎo)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(dǎo)體模擬子系統(tǒng)方案的便攜式超聲波系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高分辨率影像，發(fā)揮媲美大型儀器的性能，確保醫(yī)生作出準(zhǔn)確診斷，更有助于減小方案體積，降低功耗和系統(tǒng)成本，極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

　　完美超聲波系統(tǒng)解決方案

　　美國國家半導(dǎo)體推出業(yè)界首款專為便攜式超聲波系統(tǒng)而設(shè)計(jì)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(gòu)可以幫助工程師設(shè)計(jì)電池壽命更長、且影像分辨率可媲美大型超聲波掃描機(jī)的便攜式超聲波系統(tǒng)。

　　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(xiàn)無與倫比的超高性能及效率。它內(nèi)置一切超聲波系統(tǒng)必要的電路，其中包括接收系統(tǒng)模擬前端電路（AFE）、發(fā)射/接收系統(tǒng)開關(guān)、發(fā)射系統(tǒng)脈沖發(fā)生器及可配置發(fā)射系統(tǒng)波束成形器。其高度集成的特性令系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以利用該芯片組來開發(fā)小巧輕盈、影像更清晰、更易據(jù)此作出準(zhǔn)確診斷的128通道便攜式超聲波系統(tǒng)。

　　芯片組的模擬前端電路采用非常獨(dú)特的架構(gòu)，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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還低10%。這顆模擬前端電路還內(nèi)置業(yè)界最高分辨率的數(shù)字可變?cè)鲆娣糯笃鳎―VGA）及低功耗的連續(xù)時(shí)間Sigma-delta （CTSD） 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）。此外，數(shù)字可變?cè)鲆娣糯笃鬟€具有多個(gè)傳統(tǒng)模擬可變?cè)鲆娣糯笃魉鶝]有的優(yōu)點(diǎn)，例如，各通道之間可以更好地校準(zhǔn)并具有更好的信號(hào)頻譜性能。連續(xù)時(shí)間Sigma-deltaADC本身還有磚墻式混疊信號(hào)濾除功能。美國國家半導(dǎo)體為該模擬前端電路提供功能齊全的演示系統(tǒng)和評(píng)估套件，幫助系統(tǒng)開發(fā)商縮短開發(fā)周期，節(jié)省開發(fā)成本。

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