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NS全新超声芯片组令便携设备完美成像(图)

吴渭强是美国国家半导体亚太区市场总监，负责推动亚太区市场业务发展

医疗设备的小型化趋势众所周知，如何保证小体积与高清晰的图像质量的兼容是一直以来厂商面对的主要技术挑战，日前，针对这一现状，美国国家半导体推出全新产品——适用于便携式超声波系统的8通道超声波发射/接收芯片组，美国国家半导体亚太区市场总监吴渭强表示，该系统适用于便携式超声仪，并且可以实现彩超功能。


 
其中，模拟前端电路LM96511采用非常独特的架构，不但能确保出众的影像质量，还可将B模式的功耗尽量降低。这颗模拟前端电路还内置业界最高分辨率的数字可变增益放大器（DVGA）及低功耗的连续时间Sigma-delta (CTSD) 模拟/数字转换器（ADC）。此外，数字可变增益放大器还具有多个传统模拟可变增益放大器所没有的优点，例如，各通道之间可以更好地校准并具有更好的信号频谱性能。连续时间Sigma-delta ADC本身还有砖墙式混叠信号滤除功能。相比之下，采用传统流水线式ADC的模拟前端电路不但功耗较高，而且滤除混叠信号的能力也较低。

超声波发射/接收系统开关芯片LM96530则内置8个配备钳位二极管的发射/接收系统开关，并可独立关闭个别通道。这款芯片的输入参考噪声只有 0.5nV/sqrt Hz，比其他发射/接收系统开关电路高 55%，而导通电阻则只有16Ω，比其他竞争产品低53%，因此LM96530开关电路可提高系统的接收灵敏度及影像分辨率。这款芯片的封装比分立式解决方案小4倍，有助于缩小电路板体积，控制功能则通过菊链式SPI接口执行，这样可减少设置参数所必要的FPGA输入/输出（I/O）引脚。

超声波发射系统脉冲发生器LM96550可以产生+/-50V 的双极脉冲，峰值电流高达2A，而脉冲频率则高达20MHz。LM96550芯片可以连续不断监控芯片温度，并在必要时输出关断逻辑信号，为系统提供过热保护。

可配置超声波发射系统波束成形器LM96570芯片内置的波束成形器则只产生极少信号抖动，其峰峰值抖动比FPGA芯片一向采用的波束成形器低25ps，因此可大幅提高B模式的扫描影像分辨率，同时确保可以测量采用连续波多普勒(CW Doppler) 模式时较慢的血液流速。LM96570 芯片可以精简电路板的线路布局，以便系统设计师可以将这款芯片直接放置于脉冲发生器的旁边。相比之下，若将FPGA的输入/输出引脚（I/O）连接至脉冲发生器，则须解决常见的路径选择问题。

吴渭强表示：“目前，美国国家半导体是唯一能够提供全信号通路产品的供应商，每个芯片连接都已经做了优化，因此可以更好的降低系统功耗和成本，并且加快了产品的上市周期。” 他还透露了美国国家半导体与西门子的合作计划，“两家公司已宣布其将形成多方面的战略联盟以推动超声波技术的发展，借助西门子先进的超声波技术及美国国家半导体的优秀电源管理、信号路径和换能器等技术”，相信这样强强联手的组合会设计出价格低廉、性能优越的便携式超声波设备，消费者可以拭目以待。