結(jié)構(gòu)緊湊的超聲成像系統(tǒng)連續(xù)波多普勒(CWD)設(shè)計的挑戰(zhàn)
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這種架構(gòu)很容易集成，因為它所需要的電壓-電流轉(zhuǎn)換器、模擬開關(guān)、無源延時線以及單路I/Q混頻器很容易集成。通過配置交叉開關(guān)求和，適當?shù)难訒r線抽頭切換信號，達到每個接收器的延時要求。
波束成型后的RF CWD信號混頻后得到基帶I、Q音頻信號，這兩路信號經(jīng)過帶通濾波后由高分辨率ADC進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，用于數(shù)字頻譜分析。RF至基帶的混頻處理通常是接收鏈路保證SNR的瓶頸，這個處理過程對CWD的性能影響較大，以64通道設(shè)計為例，I/Q RF混頻器需要在處理波束成型信號時具有175dBc/Hz (1kHz頻偏)的動態(tài)范圍。
很難找到或設(shè)計能夠達到這一指標的混頻器，此外，本振驅(qū)動信號還必須保持極低的抖動。遺憾的是很難從市場上獲得能夠達到這樣指標的邏輯器件。雖然CWD延時線波束成型器能夠滿足結(jié)構(gòu)緊湊的超聲系統(tǒng)的最低要求，上述性能的局限性也是亟待解決的問題。
基于混頻器的CWD波束成型
為了獲得更高性能，在CWD系統(tǒng)中引入一個CWD混頻器/波束成型器，簡化框圖如圖2所示。該架構(gòu)中，每個通道都具有一個I/Q混頻器，在基帶端(而非RF端)進行波束成型求和；每路I/Q混頻器的LO相位可以調(diào)節(jié)在n (n = 8至16相)個相位的其中之一。LO相位的變化將改變接收信號的相位，達到波束成型的目的。
圖2. 低功耗雙極型LNA和CWD混頻器/波束成型電路能夠簡化高性能CWD接收機的設(shè)計
由于混頻器的實現(xiàn)基于每個通道，對每個通道混頻器的要求可以降低到157dBc/Hz (1kHz頻偏)。這一SNR指標雖然苛刻，但利用雙極型混頻器和標準邏輯器件可以實現(xiàn)?；祛l器輸出為電流，而且在聲波基帶進行無源求和，可以滿足CWD波束成型的SNR要求。
基于混頻器的CWD波束成型方案
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