超聲波（Ultrasound）是指頻率高于兩萬赫茲的聲波，在工業(yè),、醫(yī)療等領(lǐng)域均有具體應(yīng)用,。隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步和設(shè)備的不斷更新,，超聲已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不可或缺的應(yīng)用技術(shù),。醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備主要利用超聲波對(duì)于人體不同部位反饋產(chǎn)生的信號(hào)或能量屬性,，對(duì)于人體的異常狀態(tài)或疾病進(jìn)行診斷或治療,。

目前,，醫(yī)學(xué)超聲應(yīng)用最多的領(lǐng)域就是利用超聲技術(shù)進(jìn)行診斷,，主要通過超聲聲束掃描人體部位成像,，即通過對(duì)反射信號(hào)的接收、處理,，以獲得體內(nèi)器官的圖像,。隨著醫(yī)療超聲設(shè)備探頭的實(shí)時(shí)移動(dòng)獲得患者體內(nèi)器官的具體圖像，可提供淺表、腹部,、心臟,、婦產(chǎn)、泌尿,、肌骨等全方位掃查,，是軟組織檢查的常見診斷方法。

超聲的技術(shù)趨勢(shì)

數(shù)字化和小型化是目前醫(yī)學(xué)超聲的主要發(fā)展趨勢(shì)之一,。傳統(tǒng)的推車式,、大探頭超聲設(shè)備體積巨大且價(jià)格昂貴，而現(xiàn)在市場(chǎng)中的小型化超聲設(shè)備經(jīng)過更新發(fā)展,，在保證圖像清晰和高分辨率的同時(shí),，不僅功能更完善、探頭也更多樣化,。這些新型的小型設(shè)備能更好的滿足醫(yī)院臨床科室,、基層醫(yī)療市場(chǎng)、院外災(zāi)害急救等多種場(chǎng)景的需求,，降低醫(yī)療工作者的工作難度,。

國內(nèi)外有不少廠商都在推進(jìn)上述趨勢(shì)，其中有一些技術(shù)更是行業(yè)內(nèi)普遍有感知的,，比如可以放到設(shè)備探頭中的子波束形成器（Sub Beamformer）,，對(duì)溫度敏感且要求極低功耗的超低功耗（Ultralow Power），以及目前業(yè)內(nèi)普遍感興趣的無線連接（Wireless Connection）,。

除此之外,，醫(yī)學(xué)超聲的另一個(gè)發(fā)展方向就是高性能，這也是目前全球醫(yī)學(xué)超聲共同的努力方向,。從大范圍來說,，近些年國內(nèi)的廠商在這個(gè)方向上正在逐步和國際廠商接軌，但在心臟科等主要關(guān)鍵領(lǐng)域依然和國際頂級(jí)的應(yīng)用有差距,，比如更高的圖像質(zhì)量,、更全面的功能以及更好流程等。

從技術(shù)角度來說,，更高的圖像質(zhì)量就意味著更低的噪聲,、更高的信噪比（SNR），而更高的信噪比又對(duì)通道數(shù)提出了更高的要求,，從以前的32,、64通道到現(xiàn)在的128甚至256通道。近十年來整個(gè)接收端的模擬性能并沒有太大提升,，雖然通過線性發(fā)射和增加通道數(shù)可以帶來一定的效果,，但與此同時(shí)多波數(shù)也意味著波束形成器的數(shù)據(jù)量越來越大,，所以Software Beamformer也是追求高性能的一個(gè)趨勢(shì)。

ADI 的醫(yī)療超聲解決方案

在醫(yī)療超聲整個(gè)行業(yè)中,，ADI能提供低噪聲,、低功耗模擬前端、精密放大器,、轉(zhuǎn)換器以及電源等解決方案,，在業(yè)內(nèi)擁有較高的知名度。從下面超聲整體解決方案的架構(gòu)圖中可以看到,，除去探頭（Transducer）和FPGA的波束形成器（Beamformer）等這類非芯片廠商產(chǎn)品,，ADI的產(chǎn)品幾乎涵蓋了包括發(fā)射鏈路、接收鏈路等在內(nèi)的整個(gè)超聲系統(tǒng),。下面將依次從發(fā)射鏈路,、接收鏈路、時(shí)鐘以及電源管理幾個(gè)方面來介紹一下ADI的相關(guān)代表產(chǎn)品和解決方案,。

發(fā)射部分目前市面上有兩種方法：第一種是Pulser + Beamformer的方式,，第二種就是上面提到的線性發(fā)射。兩者架構(gòu)不同,，前者主要是用于產(chǎn)生一個(gè)高壓的脈沖來驅(qū)動(dòng)探頭,，后者的架構(gòu)是在DAC + Beamforme的基礎(chǔ)上還加了一個(gè)高壓放大器。

與ADI合作了三十多年的技術(shù)型授權(quán)代理商Excelpoint世健多年來基于ADI產(chǎn)品和解決方案組合,，打造了多個(gè)貼近客戶應(yīng)用需求的解決方案并獲得了市場(chǎng)的認(rèn)可。針對(duì)發(fā)射鏈路的兩種方式,，世健結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)重點(diǎn)推薦MAX14815和AD9106,。

MAX14815是一款高度集成的八通道5級(jí)高壓超聲波發(fā)射器（脈沖發(fā)生器）。脈沖發(fā)生器生成高頻高壓的雙極脈沖用于通過兩對(duì)獨(dú)立的高壓電源驅(qū)動(dòng)超聲系統(tǒng)中的壓電式傳感器,。每個(gè)通道可以傳輸高達(dá)200Vpp,，具有高達(dá)2A電流能力，并集成2A有源鉗位（歸零）,?？删幊屉娏髂芰Φ椭?.4A。

該發(fā)射器可用于控制脈沖發(fā)生器的嵌入式數(shù)字資源（SRAM和狀態(tài)機(jī)）支持發(fā)射波束形成,，從而大幅減少互連數(shù)量和FPGA I/O數(shù)量,。嵌入式數(shù)字資源通過高速串行接口進(jìn)行編程，并支持復(fù)雜的發(fā)射技術(shù),，例如用于突發(fā)整形的PWM技術(shù)和用于波束整形的變跡技術(shù),。

MAX14815還集成了八路獨(dú)立的低噪聲、低阻抗有源T/R開關(guān),。T/R開關(guān)可以在外部配置為支持接收多路復(fù)用,，其中使用的接收通道數(shù)量少于發(fā)送通道數(shù)量。該器件也可以由外部數(shù)字源（FPGA）通過傳統(tǒng)的專用CMOS邏輯輸入來控制。除超聲醫(yī)學(xué)成像外,，該產(chǎn)品還用于高壓傳感器MEMS驅(qū)動(dòng)器,、超聲波工業(yè)應(yīng)用（NDT）等，可簡(jiǎn)化便攜式超聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)并節(jié)省功耗,。

AD9106 TxDAC?和波形發(fā)生器是高性能四通道數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）,，是一個(gè)12位輸出、最高180 MHz的主機(jī)時(shí)鐘正弦波發(fā)生器,，帶24位調(diào)諧字,，支持10.8 Hz/LSB的頻率分辨率，集成片上模式存儲(chǔ)器,，用于復(fù)雜波形生成,，具有直接數(shù)字頻率合成器（DDS）。

該波形發(fā)生器具有針對(duì)全部四個(gè)DAC的單路頻率輸出,，內(nèi)置模式控制狀態(tài)機(jī)允許用戶對(duì)全部四個(gè)DAC的模式周期以及每個(gè)DAC通道信號(hào)輸出的周期內(nèi)起始延遲進(jìn)行編程,。SRAM數(shù)據(jù)可包含直接生成的存儲(chǔ)波形、施加于DDS輸出或DDS頻率調(diào)諧字的幅度調(diào)制模式,。

AD9106提供出色的交流和直流性能,，并支持高達(dá)180 MSPS的DAC采樣率。其SPI接口用于配置數(shù)字波形發(fā)生器,，并將模式載入SRAM,，在數(shù)字信號(hào)傳送至四個(gè)DAC的過程中對(duì)信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)和失調(diào)調(diào)節(jié)。該器件具有靈活的工作電源范圍（1.8 V至3.3 V）和低功耗,，非常適合便攜式和低功耗應(yīng)用,。

對(duì)于ADI接收鏈路的產(chǎn)品，世健結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)重點(diǎn)推薦專用于支持醫(yī)療超聲應(yīng)用的AD9671,，針對(duì)低成本,、低功耗、小尺寸及易用性而設(shè)計(jì),。它內(nèi)置8通道的可變?cè)鲆娣糯笃?VGA),、低噪聲前置放大器(LNA)、具有可編程相位旋轉(zhuǎn)功能的CW諧波抑制I/Q解調(diào)器,、抗混疊濾波器（AAF）,、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）以及用于處理數(shù)據(jù)和降低帶寬的數(shù)字解調(diào)器和抽取器。

該集成數(shù)字解調(diào)器的每個(gè)通道均具有最大52 dB的增益,、完全差分信號(hào)路徑以及有源輸入前置放大器終端,，通道專門針對(duì)高動(dòng)態(tài)范圍與低功耗而優(yōu)化設(shè)計(jì)，適合要求小尺寸封裝的應(yīng)用,。此外LNA具有單端轉(zhuǎn)差分增益,，可以通過SPI進(jìn)行選擇,。CW多普勒模式下，各LNA輸出端驅(qū)動(dòng)一個(gè)I/Q解調(diào)器,，各解調(diào)器具有獨(dú)立可編程的相位旋轉(zhuǎn)和16種相位設(shè)置,。

AD9671各通道可單獨(dú)進(jìn)入省電模式，從而延長(zhǎng)便攜式應(yīng)用的電池使用時(shí)間,，利用待機(jī)模式可以快速上電以便開機(jī)重啟,。以CW多普勒模式工作時(shí)，VGA,、AAF和ADC均進(jìn)入省電模式,。ADC內(nèi)置多種功能特性，例如可編程時(shí)鐘,、數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn),、生成可編程數(shù)字測(cè)試碼等，可使器件的靈活性達(dá)到較佳,、系統(tǒng)成本降至較低,。

AD9528是世健結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)重點(diǎn)推薦的ADI時(shí)鐘產(chǎn)品。它是一款雙級(jí)PLL,、集成JESD204B/JESD204C的SYSREF發(fā)生器,，可用于多器件同步。第一級(jí)鎖相環(huán)（PLL） （PLL1）通過減少系統(tǒng)時(shí)鐘的抖動(dòng),，從而實(shí)現(xiàn)輸入基準(zhǔn)電壓調(diào)理,。第二級(jí)PLL（PLL2）提供高頻時(shí)鐘，可實(shí)現(xiàn)來自時(shí)鐘輸出驅(qū)動(dòng)器的較低積分抖動(dòng)以及較低寬帶噪聲,。

外部VCXO提供PLL2所需的低噪聲基準(zhǔn)電壓,，以滿足苛刻的相位噪聲和抖動(dòng)要求，實(shí)現(xiàn)可以接受的性能,。片內(nèi)VCO的調(diào)諧頻率范圍為3.450 GHz至4.025 GHz。集成的SYSREF發(fā)生器輸出單次,、N次或連續(xù)信號(hào),，并與PLL1和PLL2輸出同步，以便對(duì)齊多個(gè)器件的時(shí)間,。

AD9528產(chǎn)生最高頻率分別為1.25 GHz和1 GHz的六路和八路輸出,，每一路輸出均可配置為直接從PLL1、PLL2或內(nèi)部SYSREF發(fā)生器輸出,，14路輸出通道的每一路都包含一個(gè)帶數(shù)字相位粗調(diào)功能的分頻器,，以及一個(gè)模擬微調(diào)相位延遲模塊，允許全部14路輸出具有時(shí)序?qū)R的高度靈活性,。還可用作靈活的雙通道輸入緩沖器,，以便實(shí)現(xiàn)14路器件時(shí)鐘和SYSREF信號(hào)的分配,。

最后，關(guān)于電源管理,，世健推薦一款四通道40VIN,、3A降壓型Silent Switcher μModule?穩(wěn)壓器LTM8060。Silent Switcher架構(gòu)可將EMI降至最低,，同時(shí)在高達(dá)3MHz的頻率下實(shí)現(xiàn)高效率運(yùn)行,。封裝中內(nèi)置控制器、功率開關(guān),、電感和其他相關(guān)元件,。

LTM8060支持寬輸入電壓范圍，0.8V至8V的輸出電壓范圍,，以及200kHz至3MHz的開關(guān)頻率范圍,，各范圍分別通過單個(gè)電阻進(jìn)行設(shè)置。只需使用輸入和輸出濾波器體電容就可以完成設(shè)計(jì),；還可配置輸出陣列,，可以通過陣列并聯(lián)輸出實(shí)現(xiàn)高達(dá)12A的電流能力。

綜上所述,，世健認(rèn)為,，ADI公司的創(chuàng)新技術(shù)和系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)正在幫助塑造醫(yī)療健康行業(yè)的未來，其產(chǎn)品和解決方案在醫(yī)療超聲領(lǐng)域把握小型化,、數(shù)字化以及高性能發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí),，也為市場(chǎng)未來的技術(shù)創(chuàng)新提供了基礎(chǔ)，能幫助市場(chǎng)更好地迎接各類挑戰(zhàn),。

關(guān)于世健——亞太區(qū)領(lǐng)先的元器件授權(quán)代理商

世健是完整解決方案的供應(yīng)商,，為亞洲電子廠商包括原設(shè)備生產(chǎn)商（OEM）、原設(shè)計(jì)生產(chǎn)商（ODM）和電子制造服務(wù)提供商（EMS）提供優(yōu)質(zhì)的元器件,、工程設(shè)計(jì)及供應(yīng)鏈管理服務(wù),。多次被權(quán)威雜志和行業(yè)機(jī)構(gòu)列入全球領(lǐng)先分銷商榜單。

世健與供應(yīng)商及電子廠商緊密協(xié)作,，為新的科技與趨勢(shì)作出定位,，并幫助客戶把這些最先進(jìn)的科技揉合于他們的產(chǎn)品當(dāng)中。世健分別在新加坡,、中國及越南設(shè)有研發(fā)中心,，專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不斷創(chuàng)造新的解決方案，幫助客戶提高成本效益并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,。世健研發(fā)的完整解決方案及參考設(shè)計(jì)可應(yīng)用于工業(yè),、無線通信及消費(fèi)電子等領(lǐng)域。

世健擁有超過35年歷史,、逾700名員工,，業(yè)務(wù)擴(kuò)展至亞太區(qū)的49個(gè)城市和地區(qū),，遍及新加坡、馬來西亞,、泰國,、越南、中國,、印度,、印度尼西亞、菲律賓及澳大利亞等十多個(gè)國家,。1993年,，世健在香港設(shè)立區(qū)域總部——世健系統(tǒng)（香港）有限公司，正式開始發(fā)展中國業(yè)務(wù),。目前,，世健在中國擁有十多家分公司和辦事處，遍及中國主要大中型城市,。憑借專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì),、頂尖的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用支持以及豐富的市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，世健在中國業(yè)內(nèi)享有領(lǐng)先地位,。