解析美國國家半導體推出首款超聲芯片組
“在醫(yī)療電子系統(tǒng)中,一個運放或者一個ADC已經(jīng)很難滿足市場需求了,因此美國國家半導體此次開發(fā)的是一整套便攜式超聲波系統(tǒng)的8通道發(fā)射/接收芯片組。”美國國家半導體亞太區(qū)市場總監(jiān)吳渭強表示,該系統(tǒng)適用于便攜式超聲儀,并且可以實現(xiàn)彩超功能。
該芯片組主要包括接收系統(tǒng)模擬前端電路LM96511(http://www.national.com/mpf/LM/LM96511.html)、發(fā)射/接受系統(tǒng)開關LM96530(http://www.national.com/pf/LM/LM96530.html#Overview)、發(fā)射系統(tǒng)脈沖發(fā)生器LM96550(http://www.national.com/pf/LM/LM96550.html#Overview)及發(fā)射系統(tǒng)波束成型器LM96570(http://www.national.com/pf/LM/LM96570.html#Overview)。
吳渭強說:“目前,美國國家半導體是唯一能夠提供全信號通路產(chǎn)品的供應商,每個芯片連接都已經(jīng)做了優(yōu)化,因此可以更好的降低系統(tǒng)功耗和成本,并且加快了產(chǎn)品的上市周期?!?/P>
值得注意的是,該芯片組每個芯片也可選擇與其他產(chǎn)品搭配,增加了用戶的自由度。
產(chǎn)品詳解
接收系統(tǒng)模擬前端電路LM96511
采用數(shù)字可變增益放大技術,不同增益只相差+-0.06。吳渭強解釋:“如果采用模擬可變增益放大器的話,會出現(xiàn)交流電紋波,各通道的增益很難相互對準,并且需要另外添加數(shù)字/模擬轉換器、運算放大器及濾波器等元件?!?/P>
采用低功耗連續(xù)時間Sigma-Delta模擬數(shù)字轉換器,相比較流水線模式,動態(tài)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(xiàn)快速的過載恢復。
模擬與數(shù)字相比,輸出差距很明顯。
該芯片同時內置連續(xù)波多普勒波束成形器,在連續(xù)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(fā)射接收系統(tǒng)開關LM96530
該產(chǎn)品帶二極管橋接器的高壓發(fā)射接收系統(tǒng)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(fā)射系統(tǒng)脈沖發(fā)生器LM96550
該產(chǎn)品支持B及連續(xù)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(xù)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(fā)射系統(tǒng)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(xiàn)校準功能,利用SPI接口編程,只需一個觸發(fā)信號,并且保證與脈沖發(fā)生器輸入端無縫連接。
該產(chǎn)品最高脈沖發(fā)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(tǒng)和評估套件均已上市。
LM96511演示系統(tǒng)
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