ADI醫療超聲系統整體解決方案

醫療超聲系統原理和典型架構：

超聲系統可以通過向人體發射聲學能量，然后接收并處理回波，從而產生內部器官和結構的圖像，繪制血液流動和組織運動圖，以及提供高度精確的血流速度信息。

超聲系統包括傳感器、高壓開關、高壓發射電路、發射（Tx）/接收（Rx）開關、接收通道模擬前端（AFE）、波束形成器、波束形成后的數字信號處理電路、顯示處理電路和外設。AFE包括低噪聲放大器（LNA）、可變增益放大器（VGA）、抗混迭濾波器（AAF）和模數轉換器（ADC）。波束形成分為兩類：數字波束形成和模擬波束形成，分別用于不同應用。

醫療超聲系統設計考慮和主要挑戰：

接收AFE電路性能，如噪聲性能、信噪比（SNR）和動態范圍（DR）等。高端系統動態范圍的典型要求如下：B模式70 dB，PWD（脈沖波多普 勒）130?dB，CWD（連續波多普勒）160 dB。

發射電壓。為提高信號穿透率以及進行諧波成像，需要較高的發射電壓。聲功率隨著發射電壓增大而提高，但發射電壓不能超過美國食品和藥品管理局（FDA）等機構規定的安全要求的限制。

波束形成器的復雜度。要達到很高的圖形質量，必須有大量的波束形成通道。高復雜度進而導致高功耗，并且需要更多成像空間來實施。

散熱。隨著設備向小型化發展，尤其是以提升圖像質量為目標時，散熱問題變得很重要。

以前，實現超聲成像系統需要大量高性能發射電路和接收電路，由此產生的是龐大且昂貴的推車式系統。最近，集成技術的進步使得系統設計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式系統。持續的技術進步要求既能不斷促進這些解決方案集成，同時還提高其性能和診斷能力。

ADI公司的整體解決方案：

ADI提供種類豐富的放大器、數據轉換、信號處理和電源管理解決方案供用戶選擇，可以使推車式和便攜式超聲設備達到最佳圖像質量，并降低功耗和成本。此外，為支持客戶的設計和開發，ADI還提供評估板、Gerber檔、模擬工具和專業的應用技術支持。

注：上述信號鏈代表醫療超聲系統。在具體設計中，模塊的技術要求可能不同，但下表列出的產品代表了滿足部分要求的ADI解決方案。

集成AFE簡介：

ADI的AD927x系列和最新AD9670/1集成式模擬前端（AFE）為應對超聲系統設計挑戰提供了更多選擇?？蛻艨梢赃x擇性能、功耗和成像模式最符合RX要求的AFE，利用簡單而靈活的引腳兼容設計，在不同應用平臺中使用。

線性發射簡介：

ADI提供適用于醫療超聲系統的線性發射解決方案，SNR性能的改進在諧波成像（HI）方面具有顯著優勢。線性發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，集成片上模式內存，用于復雜波形生成，具有一個輸出直接數字頻率合成器（DDS）和SPI接口，用于配置和加載波形數據。