上個月,三家模擬芯片領先廠商相繼推出了超聲波模擬前端產品。不管是巧合還是有意安排,這個現象都說明醫療電子尤其是超聲波成像設備市場的火熱。下面分別介紹德州儀器(TI)、Maxim和美國國家半導體公司(NS)的產品。 TI:全面集成型模擬前端AFE5807/AFE5808 德州儀器(TI)上月末推出了號稱業界最高性能的全集成超聲波設備模擬前端AFE5807 與 AFE5808。兩種器件具有 0.75 nV/rtHz 的最佳噪聲性能,可充分滿足超聲波設計人員對出色性能及影像質量的需求。此外,集成型 CW 模式還可在超聲波影像中測量并顯示血流速度。上述最新器件比同類競爭解決方案小 25%,可為更高通道數量的解決方案確保緊湊的系統外形。 AFE5807 與 AFE5808 的其他特性如下: • 集成型 CW 多普勒混頻器與求和放大器的近載波相位噪聲極低,在 2.5 MHz 載波的 1 KHz 下不足 -155 dBc/Hz,可簡化 CW 波束形成設計; • AFE5807 是一款低功耗解決方案,在 1.1 nV/rtHz、40 MSPS 與 12 位采樣情況下每通道功耗為 88 mW; • AFE5808 是一款信噪比 (SNR) 為 77 dBFS 的高性能解決方案,支持 0.75 nV/rtHz 的低噪聲優化、每通道 149 mW 的功耗、65 MSPS 以及 14 位模數轉換器 (ADC); • 2 款器件都集成以下 8 通道組件: o 具有 24/18/12 dB 增益設置的低噪聲放大器 (LNA),支持 0.25/0.5/1 Vpp 線性輸入范圍。50、100、200 或 400 歐姆的有源終端支持各種輸入振幅,可充分滿足不同類型的變送器需求; o 電壓控制衰減器 (VCA) 與支持總體最大增益達54 dB的可編程增益放大器 (PGA) 可實現優異的動態范圍; o 具有 10、15、20 以及 30 MHz 可選帶寬的三階線性相位低通濾波器 (LPF); o 12 位與 14 位 ADC,具有高達 65 MSPS 的 LVDS; o 可編程模式可優化各種影像模式的功耗與性能。 ![]() NS:首款超聲芯片組 上月,美國國家半導體推出了首款超聲芯片組。該芯片組主要包括接收系統模擬前端電路LM96511、發射/接受系統開關LM96530、發射系統脈沖發生器LM96550及發射系統波束成型器LM96570。 接收系統模擬前端電路LM96511 采用低功耗連續時間Sigma-Delta模擬數字轉換器,相比較流水線模式,動態范圍更大,功耗更低。并且內置磚墻式濾波器,可無需外置濾波器或進行過采樣,內置抖動濾除電路,并可實現快速的過載恢復。 該芯片同時內置連續波多普勒波束成形器,在連續波模式中,相位噪聲為-144dBc/Hz(偏移5KHz),相位偏差率為+-0.35度,而在B模式中,每通道功耗為110mW,總RTI為0.9nV/Hz,低噪聲放大器的最大輸入值為380mW。 發射接收系統開關LM96530 該產品帶二極管橋接器的高壓發射接收系統開關,支持可編程的偏置電流,并且內置鉗位二極管,擁有確保每一通道可獨立開關的控制功能。 芯片頻譜噪聲密度是0.5nV/Hz,導通電阻為16歐,最高電壓達60V,工作頻率則為15MHz。 ![]() LM96530原理圖 發射系統脈沖發生器LM96550 該產品支持B及連續波兩種操作模式,具有高壓脈沖生成功能,內置二極管的有源鉗位電路。B模式下支持+-50V,工作頻率20MHz,連續波模式時,+-10V,第2次諧波-40dBc,上升下降延遲時間對準在2.5ns內。 ![]() 可配置發射系統波束成形器LM96570 每通道均可生成獨立編程的脈沖波形,可實現校準功能,利用SPI接口編程,只需一個觸發信號,并且保證與脈沖發生器輸入端無縫連接。 該產品最高脈沖發射率是80MHz,延遲分辨率在1/1280us,延遲范圍100us,最高脈沖波形長度至64個,而功率僅為63mW。 目前,LM96511模擬前端電路的演示系統和評估套件均已上市。 ![]() LM96511演示系統 MAXIM:超聲模擬前端MAX2079 ![]() MAXIM推出低成本、多通道、高性能超聲模擬前端MAX2079,用于便攜及手推式設備。它具有以下特性: 高集成度 MAX2079集成了8通道BiCMOS LNA、VGA、AAF、基于混頻器的CWD波束形成器以及12位CMOS ADC。尺寸為10mm x 10mm,144引腳多芯片模塊(MCM)BGA封裝(0.8 mm間距)。 低功耗 成像模式下,每通道具有115mW超低功耗,擁有較長電池壽命。 高性能 RS = RIN = 200Ω時,具有2.4dB超低通道噪聲系數。30dB增益下具有68dB寬帶SNR,提供極佳的二次諧波成像。5MHz輸入雜波、1 VP-P輸出信號、1kHz頻偏下,具有140dBc/Hz極佳的大信號SNR,能夠提供出色的低速PW和彩色流體多普勒靈敏度。200mVP-P輸入信號、1.25MHz輸入雜波、1kHz頻偏時,近載波大信號SNR為-155dBc/Hz,這對檢測流動血液產生的微弱的低速CW多普勒信號至關重要。 減少板級空間 可選的有源輸入阻抗匹配:50Ω、100Ω、200Ω和1kΩ。集成的輸入保護二極管。 ![]() |