超小型ADC提升低功耗醫(yī)療應(yīng)用

　　數(shù)字X射線一般需要至少12位分辨率和1Msps或更高采樣率的ADC。這種ADC必須有高于或等于刷新率乘以陣列大小所得數(shù)值的采樣率。這種應(yīng)用一般需要多個ADC以分辨來自閃爍體的所有光電二極管或CMOS成像電流。一組光電二極管、放大器和ADC用來對整個陣列采樣，如圖3所示。當(dāng)多個ADC放置在一個空間受限的區(qū)域內(nèi)時，有一個具有快速串行數(shù)據(jù)通信功能的低功率SAR ADC至關(guān)重要。基于73dB信噪比和零數(shù)據(jù)延遲的LTC2366(3Msps)和LTC2365(1Msps)就非常適合數(shù)字 X 射線成像使用。

圖3：X 射線成像設(shè)備原理示意圖。

　　LTC2366的低功率(3Msps時為7.8mW)意味著，設(shè)計師可以使用多個緊密相鄰的 ADC，而不會使系統(tǒng)變熱或者干擾讀數(shù)或病人。管線型 ADC 在相同采樣率時可能消耗 10倍的功率。

數(shù)字體溫計

　　數(shù)字體溫計是另一個可在家庭或醫(yī)院用于病人護(hù)理的小型且價格不貴的設(shè)備。它們允許通過測量耳膜或放在腋下快速檢查病人體溫。檢測溫度并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字讀數(shù)的模擬電路可以相當(dāng)簡單。這種應(yīng)用常常會用到熱敏電阻，即一個隨溫度變化而改變的電阻，因為它對人體溫度具有最高的靈敏度。

　　LTC2450-1是一個有點兒像SAR ADC的16位delta sigma型ADC，其功率也隨采樣率變化而變化。這種類型的delta sigma ADC非常適合某些醫(yī)療應(yīng)用。例如，LTC2450-1可直接連接到一個熱敏電阻上(如圖4所示)，提供精確的數(shù)字溫度讀數(shù)。在這個例子中，一個固定的10kΩ電阻與一個取決于溫度并在1kΩ和10kΩ之間變化的熱敏電阻串聯(lián)，允許該ADC測量寬模擬輸入范圍。LTC2450-1的輸入架構(gòu)允許它測量高阻抗傳感器，因此可以旁路掉一個放大器。電阻網(wǎng)絡(luò)與去耦電容器可直接連接到模擬輸入端。

圖4：低休眠電流的LTC2450-1 ADC非常適用于由電池供電的數(shù)字體溫計。

　　LTC2450-1提供極低的電源電流(隨溫度變化保證最大值為 0.5μA)，使它非常適合用單節(jié)電池工作的數(shù)字體溫計。大多數(shù)家用數(shù)字體溫計都會放在抽屜里，以休眠電流工作，僅偶爾需要加電一次。

　　LTC2450-1提供每秒60個采樣的輸出速率，這對數(shù)字體溫計測量而言足夠用了。它采用2mmx2mm封裝，通過SPI協(xié)議通信。小封裝尺寸和直接與熱敏電阻連接的能力使得總的模擬解決方案尺寸極小。對那些希望使用2線協(xié)議的設(shè)計師而言，也有單端和差分I2C 版本可用。

本文小結(jié)

　　全球人口在持續(xù)增加。美國的“嬰兒潮”一代已經(jīng)接近退休年齡。隨著醫(yī)療設(shè)備在精確度、成本和簡單性方面的不斷改善，家庭醫(yī)療護(hù)理正在變得更加容易和更加便捷。正是從傳感器到放大器和ADC的模擬信號鏈路在幫助推動這種轉(zhuǎn)變。而更快速和更低功率的串行ADC將使醫(yī)療設(shè)備的精確度、速度和易用性得到進(jìn)一步提高。