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CTDS ADC在醫(yī)療超聲系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2009-03-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
至今,設(shè)計(jì)人員都面對(duì)選擇的折衷考慮。流水線轉(zhuǎn)換器提供高分辨率和寬動(dòng)態(tài)范圍,但其功耗相當(dāng)高。另一種方法,分立時(shí)間Δ∑轉(zhuǎn)換器幾乎不需要太大的功率,但嚴(yán)格受速度所限。

  

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/189025.htm

  連續(xù)時(shí)間Δ∑()技術(shù)可填補(bǔ)轉(zhuǎn)換器的空白。Xignal公司最近推出的產(chǎn)品可工作在40Msample/s(相當(dāng)于流水線轉(zhuǎn)換器的50~60Msample/s),具有12位或14位分辨率、高功能集成度(包含精確的片上時(shí)鐘源),其功耗僅70mW。此產(chǎn)品也具有1個(gè)電阻輸入級(jí),這很容易驅(qū)動(dòng),而不用借助緩沖放大器。

  圖1示出 與流水線轉(zhuǎn)換器相對(duì)性能比較,此圖是根據(jù)IEEE認(rèn)可的FOM(性能因數(shù))測(cè)量。FOM是每次轉(zhuǎn)換的能量量測(cè)。FOM也示出工藝結(jié)構(gòu)未來的標(biāo)度,連續(xù)時(shí)間Δ∑器件將沿給出較高性能水平的路線圖發(fā)展。

CTDS ADC 與流水線轉(zhuǎn)換器相對(duì)性能比較

  圖2標(biāo)出1個(gè)完整的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。左手邊的圖示出1個(gè)完整的對(duì)于流水線轉(zhuǎn)換器需5個(gè)外部電路元件。它們是可編程增益放大器(通過分離的DA進(jìn)行增益控制);去除噪聲的抗混淆濾波器;緩沖ADC本身容性輸入的輸入驅(qū)動(dòng)器;提供精確定時(shí)基準(zhǔn)的高性能時(shí)鐘和鎖相環(huán)。與此相反,連續(xù)時(shí)間Δ∑實(shí)現(xiàn)方法去除了所需的抗混淆濾波和輸入驅(qū)動(dòng)器,而Xignal的實(shí)現(xiàn)方法把所有其他功能都集成在片上。

1個(gè)完整的模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

  CTDS轉(zhuǎn)換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:更快和更簡單的設(shè)計(jì),較低的功耗,對(duì)動(dòng)態(tài)范圍或速度不需折衷考慮。在多通道應(yīng)用中,上述CTDC ADC的優(yōu)點(diǎn)能增值,而且能使設(shè)計(jì)人員采用新的和有益的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),而這在以前是不可能的。此技術(shù)的應(yīng)用范圍是廣泛的,包括電子業(yè)的所有領(lǐng)域,特別是來自各種傳感器的模擬信號(hào)需要轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的領(lǐng)域。

  應(yīng)用

  在系統(tǒng)中,超聲換能器發(fā)射超聲波,超聲波被目標(biāo)物反射并重新被換能器接收。為了掃描1個(gè)較大的區(qū)域并在一定的距離聚集在目標(biāo)上,需要在目標(biāo)小,需要在一維或二維陣列中配置多發(fā)送/接收元件以便形成波束。波束的聚焦和方向可以電控。

  換能器通過靈活的纜線連接到處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元。每個(gè)換能元件通過自己的數(shù)據(jù)通道或多路轉(zhuǎn)換電路連接到處理單元。高端系統(tǒng)配量高達(dá)512個(gè)通道,中等性能系統(tǒng)可達(dá)256個(gè)通道,便攜系統(tǒng)可達(dá)128個(gè)通道。


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