美國國家半導(dǎo)體公司宣布推出業(yè)界首款專為便攜式超聲波系統(tǒng)而設(shè)計的8通道超聲波發(fā)射/接收芯片組，便攜式超聲波系統(tǒng)是醫(yī)院、診所、救護(hù)車及偏遠(yuǎn)地區(qū)救護(hù)站的常備醫(yī)療設(shè)備。這款PowerWise® 芯片組的創(chuàng)新電路架構(gòu)，讓工程師可以設(shè)計電池壽命更長、且影像分辨率可媲美大型超聲波掃描機(jī)的便攜式超聲波系統(tǒng)。

      美國國家半導(dǎo)體的這款8通道發(fā)射/接收芯片組內(nèi)置一切必要的電路，其中包括接收系統(tǒng)模擬前端電路（AFE）、發(fā)射/接收系統(tǒng)開關(guān)、發(fā)射系統(tǒng)脈沖發(fā)生器及可配置發(fā)射系統(tǒng)波束成形器。其高度集成的特性令系統(tǒng)設(shè)計師可以利用該芯片組來開發(fā)小巧輕盈、影像更清晰、更易據(jù)作出準(zhǔn)確診斷的128通道便攜式超聲波系統(tǒng)。美國國家半導(dǎo)體為這款芯片組提供全套評估套件、參考電路圖及設(shè)計工具，讓客戶可以仔細(xì)評估芯片性能，并加快產(chǎn)品的上市時間。

      西門子醫(yī)療公司（Siemens Healthcare）設(shè)備業(yè)務(wù)部首席執(zhí)行官 Norbert Gaus 博士表示：“以前，只有大型車床式的超聲波系統(tǒng)才有這樣高的影像清晰度。而美國國家半導(dǎo)體大幅提高了便攜式超聲波系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使影像更清晰，能耗更少。”

      美國國家半導(dǎo)體這款8通道芯片組由4顆芯片組成，芯片間協(xié)同工作令芯片組實現(xiàn)無與倫比的超高性能及效率。例如，只要重新配置發(fā)射系統(tǒng)波束成形器，便可校準(zhǔn)電路板走線之間的延遲誤差以及脈沖發(fā)生器的延遲誤差。這樣可大幅改善失真情況，而且還可讓系統(tǒng)進(jìn)行第二次諧波成像。發(fā)射/接收系統(tǒng)開關(guān)也讓系統(tǒng)設(shè)計師在設(shè)計上有更大的靈活性，他們可以為偏壓電流靈活地選擇不同的設(shè)置值，以便在功率與性能之間做出適當(dāng)?shù)娜∩帷?

      美國國家半導(dǎo)體的模擬前端電路采用非常獨特的架構(gòu)，不但能確保出眾的影像質(zhì)量，還可將B模式的功耗盡量降低，甚至比最接近的競爭對手還低10%。這顆模擬前端電路還內(nèi)置業(yè)界最高分辨率的數(shù)字可變增益放大器（DVGA）及低功耗的連續(xù)時間sigma-delta (CTSD) 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）。此外，數(shù)字可變增益放大器還具有多個傳統(tǒng)模擬可變增益放大器所沒有的優(yōu)點，例如，各通道之間可以更好地校準(zhǔn)并具有更好的信號頻譜性能。連續(xù)時間sigma-delta ADC本身還有磚墻式混疊信號濾除功能。相比之下，采用傳統(tǒng)流水線式ADC的模擬前端電路不但功耗較高，而且濾除混疊信號的能力也較低。

      美國國家半導(dǎo)體為便攜式超聲波系統(tǒng)提供一個全方位的信號路徑解決方案，其中包括時鐘電路及電源管理芯片。美國國家半導(dǎo)體還拍攝了一套有關(guān)LM96511模擬前端電路的視頻，片中模擬了真實世界中的超聲波系統(tǒng)，而模擬前端電路則利用輸入信號分別進(jìn)行B模式及連續(xù)波多普勒(CW Doppler)模式的仿真測試。

LM96511 PowerWise 超聲波接收系統(tǒng)模擬前端電路

      LM96511 模擬前端電路內(nèi)置8通道的低噪聲放大器、數(shù)字可變增益放大器、12位40-50MHz并可支持LVDS數(shù)據(jù)輸出的ADC以及8個解調(diào)器，以便支持連續(xù)波多普勒(CW Doppler)波束成形功能。這款模擬前端電路的B模式最低功耗為每通道110mW。此外，這款模擬前端電路的每一通道增益均可相互對準(zhǔn)，彼此相差不超過+/-0.06dB (典型值)，準(zhǔn)確性比最接近的競爭對手高4倍，因此可以確保掃描影像的質(zhì)量更加清晰。內(nèi)置的連續(xù)波多普勒(CW Doppler)系統(tǒng)的動態(tài)范圍達(dá)161dB/Hz，即使是血液流速極慢的人體器官如肝臟，也可確保準(zhǔn)確測量。性能卓越的LM96511模擬前端電路采用大小只有187平方毫米的封裝，比其他同類競爭產(chǎn)品小27%。

LM96530 PowerWise 超聲波發(fā)射/接收系統(tǒng)開關(guān)

      LM96530芯片內(nèi)置8個配備鉗位二極管的發(fā)射/接收系統(tǒng)開關(guān)，并可獨立關(guān)閉個別通道。這款芯片的輸入?yún)⒖荚肼曋挥?0.5nV/sqrt Hz，比其他發(fā)射/接收系統(tǒng)開關(guān)電路高 55%，而導(dǎo)通電阻則只有16ohm，比其他競爭產(chǎn)品低53%，因此LM96530開關(guān)電路可提高系統(tǒng)的接收靈敏度及影像分辨率。這款芯片的封裝比分立式解決方案小4倍，有助于縮小電路板，控制功能則通過菊鏈?zhǔn)絊PI接口執(zhí)行，這樣可減少設(shè)置參數(shù)所必要的FPGA輸入/輸出（I/O）引腳。

LM96550 PowerWise 超聲波發(fā)射系統(tǒng)脈沖發(fā)生器

      LM96550芯片內(nèi)置8個配備阻尼器的脈沖發(fā)生器，可以產(chǎn)生+/-50V 的雙極脈沖，峰值電流高達(dá)2A，而脈沖頻率則高達(dá)20MHz。LM96550芯片可以連續(xù)不斷監(jiān)控芯片溫度，并在必要時輸出關(guān)斷邏輯信號，為系統(tǒng)提供過熱保護(hù)。

LM96570 PowerWise 可配置超聲波發(fā)射系統(tǒng)波束成形器

      LM96570芯片內(nèi)置的波束成形器只產(chǎn)生極少信號抖動，其峰峰值抖動比FPGA芯片一向采用的波束成形器低25ps，因此可大幅提高B模式的掃描影像分辨率，同時確?？梢詼y量采用連續(xù)波多普勒(CW Doppler)模式時較慢的血液流速。LM96570芯片可以精簡電路板的線路布局，以便系統(tǒng)設(shè)計師可以將這款芯片直接放置于脈沖發(fā)生器的旁邊。相比之下，若將FPGA的輸入/輸出引腳（I/O）連接至脈沖發(fā)生器，則須解決常見的路徑選擇問題。

完善的開發(fā)工具縮短產(chǎn)品上市時間

      美國國家半導(dǎo)體提供各式各樣易于使用的評估套件、參考電路圖及設(shè)計工具，讓客戶可以快速而準(zhǔn)確的測試系統(tǒng)設(shè)計，確保產(chǎn)品可以更快地推向市場。美國國家半導(dǎo)體提供全套開發(fā)套件，其中包括內(nèi)含硬件和軟件的全套 WaveVision 5 數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，以及可以支持編程和控制功能且簡便易用的 GUI接口。