醫(yī)療超聲系統(tǒng)原理和典型架構(gòu)：
超聲系統(tǒng)可以通過(guò)向人體發(fā)射聲學(xué)能量，然后接收并處理回波，從而產(chǎn)生內(nèi)部器官和結(jié)構(gòu)的圖像，繪制血液流動(dòng)和組織運(yùn)動(dòng)圖，以及提供高度精確的血流速度信息。
超聲系統(tǒng)包括傳感器、高壓開(kāi)關(guān)、高壓發(fā)射電路、發(fā)射(Tx)/接收(Rx)開(kāi)關(guān)、接收通道模擬前端(AFE)、波束形成器、波束形成后的數(shù)字信號(hào)處理電路、顯示處理電路和外設(shè)。AFE包括低噪聲放大器(LNA)、可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)、抗混迭濾波器(AAF)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。波束形成分為兩類(lèi)：數(shù)字波束形成和模擬波束形成，分別用于不同應(yīng)用。
醫(yī)療超聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮和主要挑戰(zhàn)：
接收AFE電路性能，如噪聲性能、信噪比(SNR)和動(dòng)態(tài)范圍(DR)等。高端系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的典型要求如下：B模式70 dB，PWD(脈沖波多普 勒)130 dB，CWD(連續(xù)波多普勒)160 dB。
發(fā)射電壓。為提高信號(hào)穿透率以及進(jìn)行諧波成像，需要較高的發(fā)射電壓。聲功率隨著發(fā)射電壓增大而提高，但發(fā)射電壓不能超過(guò)美國(guó)食品和藥品管理局(FDA)等機(jī)構(gòu)規(guī)定的安全要求的限制。
波束形成器的復(fù)雜度。要達(dá)到很高的圖形質(zhì)量，必須有大量的波束形成通道。高復(fù)雜度進(jìn)而導(dǎo)致高功耗，并且需要更多成像空間來(lái)實(shí)施。
散熱。隨著設(shè)備向小型化發(fā)展，尤其是以提升圖像質(zhì)量為目標(biāo)時(shí)，散熱問(wèn)題變得很重要。
以前，實(shí)現(xiàn)超聲成像系統(tǒng)需要大量高性能發(fā)射電路和接收電路，由此產(chǎn)生的是龐大且昂貴的推車(chē)式系統(tǒng)。最近，集成技術(shù)的進(jìn)步使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠采用尺寸更小、成本更低、更便攜的成像解決方案，而其性能則接近推車(chē)式系統(tǒng)。持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步要求既能不斷促進(jìn)這些解決方案集成，同時(shí)還提高其性能和診斷能力。
ADI公司的整體解決方案：
ADI提供種類(lèi)豐富的放大器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理和電源管理解決方案供用戶選擇，可以使推車(chē)式和便攜式超聲設(shè)備達(dá)到最佳圖像質(zhì)量，并降低功耗和成本。此外，為支持客戶的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，ADI還提供評(píng)估板、Gerber檔、模擬工具和專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用技術(shù)支持。
注：上述信號(hào)鏈代表醫(yī)療超聲系統(tǒng)。在具體設(shè)計(jì)中，模塊的技術(shù)要求可能不同，但下表列出的產(chǎn)品代表了滿足部分要求的ADI解決方案。
ADI的AD927x系列和最新AD9670/1集成式模擬前端(AFE)為應(yīng)對(duì)超聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)提供了更多選擇。客戶可以選擇性能、功耗和成像模式最符合RX要求的AFE，利用簡(jiǎn)單而靈活的引腳兼容設(shè)計(jì)，在不同應(yīng)用平臺(tái)中使用。
ADI提供適用于醫(yī)療超聲系統(tǒng)的線性發(fā)射解決方案，SNR性能的改進(jìn)在諧波成像(HI)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。線性發(fā)射解決方案使用高速TxDAC。ADI的AD9106是一種高性能12位、180Msps四通道TxDAC，集成片上模式內(nèi)存，用于復(fù)雜波形生成，具有一個(gè)輸出直接數(shù)字頻率合成器(DDS)和SPI接口，用于配置和加載波形數(shù)據(jù)。
