結(jié)構(gòu)緊湊的超聲成像系統(tǒng)連續(xù)波多普勒(CWD)設(shè)計(jì)

基于混頻器的CWD波束成型方案

過(guò)去，由于缺乏適當(dāng)?shù)募晒に?，很難實(shí)現(xiàn)高性能的CWD波束成型架構(gòu)。但目前這一問(wèn)題已經(jīng)得到解決，對(duì)于功耗不敏感的應(yīng)用無(wú)需降低CWD和成像質(zhì)量，可以使用帶有可編程CWD混頻器/波束成型器的集成雙極型八通道VGA。圖3給出了接收鏈路的MAX2038 VGA原理圖。


圖3. 由MAX2038和MAX2034構(gòu)成的超聲接收機(jī)的單通道簡(jiǎn)化框圖。MAX2038集成了八路VGA和CWD I/Q混頻器/波束成型器，MAX2034集成了四路LNA。

對(duì)于功耗和空間要求苛刻的高端應(yīng)用，可以選擇圖4所示MAX2078新款、具有更高集成度、更低功耗的解決方案。該款完全集成的八通道接收器在單芯片雙極型IC中包含了：LNA、VGA、抗混疊濾波器以及完全可編程的CWD混頻器/波束成型器，這些器件使得各種超聲系統(tǒng)不再受早期延時(shí)線CWD架構(gòu)的制約，能夠達(dá)到出色的CWD性能。


圖4. MAX2078超低功耗、八通道超聲接收器，帶有CWD波束成型器，器件內(nèi)部集成了八個(gè)高性能、低功耗超聲接收通道，每個(gè)通道包括：LNA、VGA、抗混疊濾波器以及完全可編程的I/Q混頻器/波束成型器。

構(gòu)建CWD接收器的另外一個(gè)潛在問(wèn)題是LNA放大器的SNR指標(biāo)，為了降低功耗、減小尺寸，許多超聲設(shè)計(jì)人員選擇了CMOS LNA，這樣的器件可能適合某些能夠控制CWD性能的應(yīng)用。利用幾何尺寸低于0.35µm的CMOS工藝制作放大器時(shí)需要特別注意這個(gè)問(wèn)題，在如此小尺寸的制造工藝中生產(chǎn)出的電路往往具有較大的1/f噪聲，1/f噪聲會(huì)引起LNA增益的低頻調(diào)制，這是一個(gè)極其負(fù)面的影響。

較強(qiáng)的RF CWD雜波通過(guò)這種LNA時(shí)將產(chǎn)生較大的低頻調(diào)制噪聲，從而降低SNR指標(biāo)和CWD檢測(cè)靈敏度。因此，為了滿足高性能的應(yīng)用需求，應(yīng)選擇類似于MAX2034 4通道超聲LNA的低功耗雙極型放大器。