醫(yī)用超聲成像供電技術(shù)

　　順序時(shí)序也支持在上電過(guò)程中將多種電壓軌交錯(cuò)，以盡量減小涌入電流，而不是同時(shí)開(kāi)啟所有電壓軌。一些低壓降穩(wěn)壓器（LDO）和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器提供了一種特殊的時(shí)序或追蹤引腳，可以適應(yīng)幾乎任意時(shí)序模式。

　　較低的處理器內(nèi)核電壓驅(qū)動(dòng)著對(duì)更高精度DC/DC轉(zhuǎn)換器的需求。新的穩(wěn)壓器聲稱(chēng)在全溫度范圍內(nèi)達(dá)到±1%或更高的參考精度。低成本的穩(wěn)壓器可能會(huì)指定±2%或±3%的參考電壓精度。請(qǐng)檢查生產(chǎn)廠(chǎng)商的數(shù)據(jù)手冊(cè)，以確保穩(wěn)壓精度滿(mǎn)足處理器的需求。已重復(fù)使用多年的早期的dc/dc轉(zhuǎn)換器可能無(wú)法滿(mǎn)足目前最新的處理器的電壓精度要求。

　　模擬電路電源

　　超聲系統(tǒng)的主要模擬部件是AFE，超聲發(fā)送脈沖發(fā)生器以及超聲發(fā)送/接收開(kāi)關(guān)。這些模擬電路，比如DAC，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），以及高精度儀器應(yīng)用中的運(yùn)算放大器（運(yùn)放）非常容易受噪聲和電源紋波的影響。

　　噪聲是按照譜噪聲密度和輸出噪聲電壓（μVRMS）進(jìn)行分類(lèi)的。電源紋波抑制（PSRR）指的是輸出端來(lái)自于輸入端紋波的紋波量。大多數(shù)設(shè)計(jì)者都選擇線(xiàn)性穩(wěn)壓器來(lái)提供干凈的電壓軌，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的最大化。在數(shù)據(jù)手冊(cè)首頁(yè)宣傳其PSRR和噪聲性能規(guī)格的線(xiàn)性穩(wěn)壓器經(jīng)過(guò)優(yōu)化，用于為對(duì)噪聲敏感的模擬集成電路供電。

　　AFE，如AFE5808A，包含8通道電壓控制放大器，具有低噪聲放大器，增益可編程放大器，CW混頻器，ADC以及其他模擬電路。該器件需要幾種電壓來(lái)為各種電路模塊供電，比如1.8，3.3和5V。

　　LDO穩(wěn)壓器適用于為這些AFE電壓軌供電，因?yàn)樗璧碾娏骱苄?。為了進(jìn)一步改善效率并節(jié)省板上空間，由封裝在一起的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和LDO可以為高靈敏度的模擬電路供電。例如，TPS54120是一種集成了dc/dc轉(zhuǎn)換器和LDO的低噪聲電源，它最大支持1A電流，可以為5或12V總線(xiàn)提供高效的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和高PSRR的LDO，輸出噪聲低至17μVrms。

　　超聲發(fā)送脈沖發(fā)生器，如LM96550，包含8個(gè)高壓脈沖發(fā)生器，帶有集成二極管，可產(chǎn)生高達(dá)±50V的雙極脈沖，峰值電流高達(dá)2A，脈沖速率高達(dá)15MHz。因?yàn)榘l(fā)送脈沖發(fā)生器還實(shí)現(xiàn)了數(shù)模轉(zhuǎn)換，所以需要由另一套電壓軌為電平位移器和低壓邏輯供電。

　　需要一種分離軌電源，而在逆變降壓/升壓結(jié)構(gòu)中的降壓轉(zhuǎn)換器（如TPS54060）很容易就能從中級(jí)總線(xiàn)電壓中得到正和負(fù)的電壓軌。在每條電壓軌上都采用低電流LDO來(lái)幫助消除任何來(lái)自于逆變降壓/升壓轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)噪聲是一種很好的設(shè)計(jì)。

　　超聲發(fā)送/接收開(kāi)關(guān)保護(hù)低噪聲放大器（LNA）的AFE輸入不受發(fā)送通道的高壓脈沖的影響。輸入電壓是由發(fā)送脈沖發(fā)生器的輸出傳送的，而LNA的輸出電壓是±0.7V，而電流則箝位在1mA。與發(fā)送脈沖發(fā)生器類(lèi)似，該開(kāi)關(guān)需要分離軌電源用于模擬供電以及負(fù)向高壓偏置供電。偏置電源必須是連接到開(kāi)關(guān)的最大負(fù)電源電壓。

　　超聲成像系統(tǒng)包含模擬和數(shù)字集成電路，這兩者有不同的供電考慮。線(xiàn)性穩(wěn)壓器可以為模擬電路提供低噪聲性能。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器提供了更高的效率，通常更適用于為大電流、高性能DSP供電。