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测试测量与医学成像领域的模拟技术趋势
号随后转换为数字形式，在数字域进行进一步处理。在超声中形成的波束使用多个通道来构成图像。高性能系统中使用的通道超过 128个。新一代系统的通道数量还将继续增加，达到 1024 个。超声的未来趋势为了降低超声设备的成本并提高性能，我们应当对其功能进行集成。通常集成的第一步就是将多种部件集成在一个封装中，并借助先进的架构进行性能提升。因此，多通道系统不是用单个部件就可以实现的，而是通过多种部件的集成来实现，它们可使尺寸更小、功耗及成本更低、可靠性更高。以ti的vca2611/6(图2)与ads5271(图3)为例，将多个放大器与 adc 封装在一起。这些元件可用于实施以上所示大多数模拟信号的调节工作。 vca2611／6 包含两个低噪声前置放大器 (lnp) 以及低噪声可变增益放大器 (vga)。vca2611 是 vca2616 的升级版本，其输入处可处理－2.0v 负向输入峰值，在低噪声前置放大器之前实现较慢的廉价输入钳位二极管 (vca2616 只能处理 -0.3v 的峰值)。在某些设计中，我们甚至不需要输入钳位。 vca2611／6 集成了有源终端 (at) 作为其架构的一
高速ADC：防止前端冲突
后，流水线转换器设计就使用各种校准方法来消除初期的非线性。在各公司竞相制造速度更快、分辨率更大、功耗并不相应增加的转换器时，这种做法尤其常见。在流水线转换器方面，最值得注意的趋势包括提高取样速率、增加每个取样速率节点的 enob、提供更多的多通道器件。多通道转换器尤其适合于成像和通信领域，在成像领域，大型阵列很常见，而在通信领域，i/q 通道需要匹配良好的信号链。 texas instruments 公司率先把多条通道包含进产品中，每个封装中有 8 条通道，这些产品是 ads5270、ads5271 和 ads5272，它们分别是 40mms/s、50mms/s 和 65ms/s的 12 比特转换器。如果说该公司宣布各项最低值时，典型值为 11.3 比特的 enob 没有引起太大震动，那么对于便携式超声波设备等成像应用，这样的通道密度和低功耗（每封装不到 1w）应该很有吸引力。每条通道的转换器都连接到一个串行器和一个 lvds 驱动器。一个外部取样时钟同步驱动 8 个采样/保持放大器和一个 pll，该 pll 生成了输出比特时钟。取样时钟和比特时钟在 lvds 输出端上都可用。 an
基于高速信号链提高医学成像质量的设计
dc 虽然大幅降低了功耗，但是不会影响它们在典型医学成像应用中运行包络的性能。由于医学成像应用的噪声和线性度的约束，放大级通常为诸如锗-硅之类的内置工艺。这些工艺使典型响应频率（从 dc 至 20 mhz）达到了最佳平衡--低噪声、低功耗以及高线性度。相反，高速 adc 通常使用 cmos 工艺进行构建，因为该技术针对 10-14 位精度转换器在功耗与性能方面做了很好的权衡。由于 cmos 技术的进步，adc 的功耗特性与外形尺寸已大大降低，但是其性能却大大提高。与以前的 adc 相比，ads5271 的 adc 通道增加了四倍，信噪比（snr）提高了5.5db.通过进一步提高通道密度，新一代 adc 将每个通道的功耗和板级空间降低了66%.另外，输入频率（if）的 adc 性能提高已实现了 mri 的全新系统架构。mri 机器主磁体的窄带 if 范围为 30 至 140 mhz.传统架构将 if 向下混合接近 dc,在此可以使用一个高精度adc 对输入频率进行采样。现在，新一代 14 和 16 位 adc 可在此范围内对 if 进行轻松采样。凭借数字抽取技术，这些 adc 可实现与

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最大采样率：50MSPS；12位分辨率；无失码；功耗：957mW；CMOS技术；同步采样和保持；70.5dBSNR在10MHz中频；内部和外部参考；3.3V数字模拟电源；连载LVDS输出；集成框架和同步模式；MSB和LSB第一模式；选择双LVDS时钟输出电流；引脚和格式兼容系列；TQFP-80封装

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式，在数字域进行进一步处理。在超声中形成的波束使用多个通道来构成图像。高性能系统中使用的通道超过 128个。新一代系统的通道数量还将继续增加，达到 1024 个。超声的未来趋势为了降低超声设备的成本并提高性能，我们应当对其功能进行集成。通常集成的第一步就是将多种部件集成在一个封装中，并借助先进的架构进行性能提升。因此，多通道系统不是用单个部件就可以实现的，而是通过多种部件的集成来实现，它们可使尺寸更小、功耗及成本更低、可靠性更高。下列结构图以 ti 的 vca2611／6 与 ads5271 为例，将多个放大器与 adc 封装在一起。这些元件可用于实施以上所示大多数模拟信号的调节工作。 vca2611／6 包含两个低噪声前置放大器 (lnp) 以及低噪声可变增益放大器 (vga)。下面给出了功能结构图。vca2611 是 vca2616 的升级版本，其输入处可处理－2.0v 负向输入峰值 (negative going input spike)，在低噪声前置放大器之前实现较慢的廉价输入钳位二极管 (vca2616 只能处理 -0.3v 的峰值)

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