模擬前端(AFE)超聲影像系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　自從去年推出了超聲應(yīng)用模擬前端(AFE)的參考設(shè)計(jì)以來(lái)，信飛系統(tǒng)公司一直致力于面向醫(yī)療成像等領(lǐng)域的新嘗試。

　　作為一套完整開發(fā)套件中的一部分，信飛公司的自動(dòng)聚焦波束合成技術(shù)已經(jīng)投放市場(chǎng)。這些產(chǎn)品和技術(shù)在幫助設(shè)備制造商更簡(jiǎn)單地使設(shè)計(jì)產(chǎn)品化的同時(shí)，也縮短了其產(chǎn)品的上市時(shí)間。該自動(dòng)聚焦波束合成技術(shù)是整個(gè)套件的基礎(chǔ)，可以使一個(gè)探頭接插口到PCI Express連接器的完整方案成為可能。

　　信飛系統(tǒng)公司主管市場(chǎng)的副總裁Allan Evans表示：“隨著很多公司進(jìn)入該細(xì)分領(lǐng)域，超聲市場(chǎng)現(xiàn)在已經(jīng)被迅速分成許多專業(yè)的應(yīng)用。但是，此類公司的產(chǎn)品特點(diǎn)并非模擬前端，而是在圖像、信號(hào)處理，或者是像外科手術(shù)、軍事、救護(hù)應(yīng)用等非常專業(yè)的市場(chǎng)。”

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　　“信飛的波束合成技術(shù)的獨(dú)到之處，在于它為這類生產(chǎn)商提供了完整的信號(hào)鏈方案，使我們可以用提供開發(fā)套件的方式提供一套完整的方案給我們的客戶。否則，他們必須從傳統(tǒng)的半導(dǎo)體供應(yīng)商那里買‘一大袋子的器件’，然后自己回去慢慢進(jìn)行整合?！彼a(bǔ)充道。

　　“借助信飛公司的開發(fā)平臺(tái)，一臺(tái)新的超聲機(jī)器的上市時(shí)間，可以比傳統(tǒng)的方法提早一年。即使他們一年只賣一千臺(tái)機(jī)器，那么一年的額外產(chǎn)值對(duì)這些生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)也意味著百萬(wàn)美元的收入?！盓vans說(shuō)道。

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　　四波束

　　自動(dòng)聚焦使用稱為四波束(QuadBeam)的相陣列處理技術(shù)，合成了從每個(gè)通道接收到的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生每次發(fā)射的四根掃描線輸出。自動(dòng)聚焦(AutoFocus)的名字，來(lái)自一個(gè)板上的計(jì)算引擎，它可以自動(dòng)計(jì)算相陣處理的權(quán)重系數(shù)，從而避免使用外部DSP芯片或者存儲(chǔ)權(quán)重系數(shù)的存儲(chǔ)器。信飛公司使用這種方法來(lái)減少計(jì)算權(quán)重系數(shù)的額外開銷，同時(shí)使幀速率達(dá)到最大。

　　波束合成開發(fā)套件充分發(fā)揮了該公司超聲AFE參考設(shè)計(jì)的高性能和低功耗優(yōu)勢(shì)。信飛公司把一個(gè)32通道的參考設(shè)計(jì)“濃縮”在一個(gè)超小型的204引腳小外形雙列內(nèi)存模組(SO-DIMM)中，現(xiàn)在已經(jīng)可以作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品上市(圖1)。

　　這個(gè)模塊可以有兩種不同的外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝：一種是46X67.6mm的平面安裝方式，可以用于便攜式機(jī)器;還有一種是10X67.6mm的垂直安裝方式，可以用于通道密度較高的機(jī)器。它們有兩種版本規(guī)格，用來(lái)支持機(jī)器所要求的可選連續(xù)波多普勒(CWD)模式，如圖2所示。

　　基本版本具有接收鏈特性，包括收/發(fā)開關(guān)、低噪放、可變?cè)鲆娣糯笃?/u>、防失真濾波以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。 CWD版本增加了內(nèi)置混頻器和本振分配的第二個(gè)模擬波束合成數(shù)據(jù)通道，以及一個(gè)相加的I/Q電流輸出。這個(gè)模塊在提供了每個(gè)接收通道100mW最低功耗的同時(shí)，比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的AFE解決方案的動(dòng)態(tài)范圍提高了6dB。