如何实现超声设计的灵活性 (1)

　　对于当今的超声应用市场，便携性和高性能是系统设计师要满足的两个关键指标。便携性推动超声系统向更小的尺寸演进，以满足用户对“可装进口袋”的复杂超声工具的需求，与此同时，性能要求则决定了整个系统的动态范围。更高的动态范围或更低的噪声可提供更高质量的图像，从而使医生能更好地进行诊断。为普通医生和临床医生提供高性能的便携式超声医疗仪器，对系统设计师和系统内的元器件提出了越来越高的要求。

　　本文将探讨提供便携式高性能超声产品所必须满足的一些最重要设计考虑，以及超声系统设计师如何实现为目前全球市场开发新的成像产品所需的灵活性。

系统权衡

　　尽管超声系统多年的研究和开发已经取得了重大的技术进步，但它仍然很复杂。与其它的复杂系统一样，也存在许多的系统划分方法。

　　多年来，制造商通过设计他们自己的定制ASIC 来实现这些复杂系统。这种解决方案通常由两个ASIC 组成，它们集成了时间增益压缩（TGC）和Rx/Tx 路径上的大部分元器件，如图1 所示。这一方法在多通道VGA、ADC 和DAC 广为出现之前很常见。定制电路允许设计师集成一些灵活的低成本功能特性，它们随着时间的推移可体现出成本优势，因为把信号链的大部分集成在一起可将外部元件数量减至最少。不幸的是，随着时间的推移，基于光刻技术制造出来的ASIC 在集成度和功耗两方面皆显示出它的局限性。ASIC 拥有大量的逻辑门，但这一数字技术并不是被优化用来成功地实现模拟功能特性的，如高性能ADC。此外，由于供应商数量有限，ASIC 还使得系统设计师只能在一个很小的范围内进行选择。
 

图1：ASIC方法

　　图中文字：PROBE 探头

　　T/R Switch 发送/接收开关

　　HV MUX 高电压多路复用器

　　HV AMP 高电压放大器

　　BEAMFORMER CONTROL 波束成形控制

　　AAF 抗混叠滤波器

　　High-Speed ADC 高速ADC

　　CLOCKS 时钟

　　Digital Beamformer 数字波束成形器

　　Precision ADC 高精度ADC

　　I/Q Processing I/Q 正交处理