便携式超声波系统的设计方案

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随着世界人口的不断飙升，老龄化问题日益严重，全球范围内医疗诊断及护理设备的需求持续上升，尤其是对计算机断层扫描仪、磁共振仪、高档超声波诊断仪器等高端医疗电子产品需求的快速增长，有力带动了全球医疗电子市场规模的扩大。然而目前的医疗设备大多较为笨重，且价格昂贵，能耗巨大，不能很好地满足医护人员的需求。因此，医疗电子市场对外形小巧、能源效率较高以及极具成本效益的医疗诊断设备的需求显得尤为迫切。
　　超声波系统的设计挑战
　　便携式超声波系统是医院、诊所、救护车及偏远地区救护站的常备医疗设备。作为便携医疗设备应用广泛的一个市场，便携式超声波系统的同样面临着小型化、低功耗的设计挑战，使用者期望在满足便携尺寸和运行时间要求的同时维持可接受的图像质量。这就要求设计者尽量降低能耗，但同时必须确保设备运行时电池自始至终都能提供充足的供电，以确保影像分辨率，保证设备在现场操作时也能发挥卓越性能。
　　“美国国家半导体的高能效模拟技术使上述期望成为可能。”美国国家半导体亚太区市场总监吴渭强先生表示，“创新的PowerWise设计可以确保电池能够支持设备长时间运行;同时，连续时间Sigma-delta模拟/数字转换器技术及数字可变增益放大技术可以提高影像分辨率。此外，美国国家半导体先进的芯片封装工艺使得芯片具有更低噪声、更小的体积。”采用了美国国家半导体模拟子系统方案的便携式超声波系统可以实现高分辨率影像，发挥媲美大型仪器的性能，确保医生作出准确诊断，更有助于减小方案体积，降低功耗和系统成本，极具竞争优势。
　　完美超声波系统解决方案
　　美国国家半导体推出业界首款专为便携式超声波系统而设计的8通道超声波发射/接收芯片组。这款PowerWise芯片组的创新电路架构可以帮助工程师设计电池寿命更长、且影像分辨率可媲美大型超声波扫描机的便携式超声波系统。
　　该款8通道发射/接收芯片组由4颗芯片组成，芯片间协同工作令芯片组实现无与伦比的超高性能及效率。它内置一切超声波系统必要的电路，其中包括接收系统模拟前端电路(AFE)、发射/接收系统开关、发射系统脉冲发生器及可配置发射系统波束成形器。其高度集成的特性令系统设计师可以利用该芯片组来开发小巧轻盈、影像更清晰、更易据此作出准确诊断的128通道便携式超声波系统。
　　芯片组的模拟前端电路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，甚至比最接近的竞争对手还低10%。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-deltaADC本身还有砖墙式混叠信号滤除功能。美国国家半导体为该模拟前端电路提供功能齐全的演示系统和评估套件，帮助系统开发商缩短开发周期，节省开发成本。
　　吴先生表示，这款凝聚了美国国家半导体公司高能效模拟技术和创新PowerWise设计的8通道超声波发射/接收芯片组的面世，必将改善传统的便携超声诊断设备成像效果劣于大型诊断设备的局面，为广大涉足医疗电子设备的系统开发商开拓展新的领域。
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