Tıbbi ultrason görüntülemesinde, her görüntünün klinik değeri doğrudan sinyal zincirinin kalitesine bağlıdır. Bu zincirin çok önünde, düşük seviyeli bir sistem, yüksek çözünürlükte üretilen bir dizi elektrik dürtüsünü sadık bir şekilde ele almalı; bu sinyallerin birkaç mikro voltlukta, genellikle çevre ve elektronik ortamdan gelen gürültüyü korumayı ve yüksek çözünürlükte temel alan bir sistemdeki temelleri belirlemesi gerekir.

Ultrasound Signal Chain ve Preamplifier'in Eleştirel Rolü

Transducer'den Görüntü Süreçoruna

Bir ultrason sistemi, uygulamaya bağlı olarak 1 MHz'den gelen yankı sinyalleri ile başlar -kardiyak, vasküler veya nokta bakımı - ve herhangi bir dijital kiriş veya görüntü yeniden yapılandırması sırasındaki küçük bir PCB'yi geri getirmek için dinamik bir dizi işaretle otomatik olarak geri dönüşümlü olarak ayarlandığında, sinyalin mümkün olduğunca kısa sürede yayılması gerekir.Bu ilk aşamaya kadar basit bir şekilde genişletilebilir.Bu ilk adım genellikle bir önbellekleme veya sabit bir kablolama işlemine eklenmiş bir şekilde eklenmiş durumda.

Düşük gürültü ve Yüksek Fırsatlar Neden Durdurulamaz

Önbellekli sesin her decibeli, önceden belirlenmiş olan sinyalin daha düşük limitini ayarlıyor. Tıbbi görüntülemede, yüksek bir gürültü maskesi, derin yapıların görmesi için yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte iki katına çıkararak önyükleme sistemi ilerleyici bir şekilde sabitlenebilir.

Eleştirel Tasarım Özellikleri

Gürültü Şekil ve Giriş-Rehid Gürültü

Preamplifier'daki baskın ses kaynakları, yarı iletken bileşenlerde ısıtılır, yarı iletkenlerde ses çıkarır ve düşük frekanslarda (/f) gürültüyü azaltır. tipik bir ultrason genişliği için 1-15 MHz, önceden yapılan gerilim gürültüsünün altındaki gürültü yoğunluğu, şu anda 2 dB'nin altında bir gürültüyü kontrol eder.

Lig, Band genişlik ve Linearity

Tipik ultrason önamps, 20 dB'nin 40 dB'ye (x10'u ×100'e kadar) bir kazanç gerektirir, ancak yüksek çözünürlükte yüksek frekanslar elde etmek için yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunur.The Preamp hem de 20 MHz'in ön gecikmesi, görüntüleme grubu gecikmeli yüksek çözünürlükte sabitlemeler için sabitlenir.

Impedance Matching: Gürültü Eşliği Karşılaş

Preamp'in girişi, transdüser'in elektrik çıktısını en aza indirmek için devre dışı bırakmak zorunda kalıyor. Birçok ultrason prototipi, transistörlerin uzun süreli bir şekilde tedavi edilmesi için çok daha iyi bir maça sahip olabilir. ancak, kablolama ve önbellek arasındaki kablo, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunuyor.

Common-Mode Rejeksiyon

Güç hatları, yakın radyo vericileri ve sistemin kendi dijital geçiş gürültüsü, ortak nokta sinyalleri olarak analog ön uçlara çift olabilir. ADdB32 veya MAX4477 gibi tamamen ayrı bir dizi redüksiyon oranına sahiptir.Sampiyonel olarak yüksek çözünürlükte bir yükselteçle doğrudan doğruya doğrulanabilir.

Bitirme Seçimi ve Topoloji Stratejileri

Aktif cihazlar: JFETs, SiGe HBTs ve Gelişen Seçenekleri

Silikon JFETs, Ultrasons'ta düşük çözünürlükte 1 dB'nin düşük çözünürlükte olduğu için, yüksek frekanslı cihazlar için 1 dB'ye kadar olan ses rakamlarını sunuyor.

Bütünleşik çözümlere karşı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı

AFE5812 gibi entegre bir ultrason ön uç IC, Texas Instruments veya AD9670'den elde edilen toplam sesin birden fazla LNA'lar, PGAs, antialiasing filtreler ve ADCs tek bir pakete kadar.Bu çipler dramatik bir şekilde azaltılırken, tasarıma ve kolay bir şekilde azalırken, minimum gürültü gerekli olduğunda ve özel bir girişin gerektirdiği zaman sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabitlenir.

Alternatifleştirmeler

Ultrason öncesi yükselteçler için en popüler yapılandırma, LNA'nın, geri bildirim ağında yer alan geri dönüşümleri ve yüksek çözünürlükte bir görüntü oluşturabilir.Insteally pair of JFETs with a current mirror load and a high-gain print-gain print-dice buffer provides perfect noise and lineity. Active önyargı ağları, geri dönüşümleri genellikle geri dönüşümleri gerektiren bir yöntem haline getirir.

Giriş Koruma ve T / R Anahtarlama

İlet aşamasında, preamp girişi yüksek gerilimli pul pulsları (tipik olarak ±50 V ±100 V) Diode fikre ve bir dizi dirençli ağ JFET kapısında gerilimi sınırlamak için kullanılır. Hızlı kurtarma diyotları veya özel T/R geçiş IC'leri (örneğin LM96550) Aynı zamanda düşük zaman boyunca betonu geri yüklemeyi önlemek için zemine giriş yapabilir.

Power Supply Design ve Grounding for Gürültü Immunity

Low-Dropout Düzenlemeleri ve Güç Filtreleme

Yüksek güç tedarik oranı (PSRR) ile yüksek güç tedarik oranı (PSRR) sistemindeki ön geçişler için, her bir güçten uzak durmalı, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte.Her bir güç hattında yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunuyor.

Star Grounding ve Shielding

Tek noktalı bir yıldız zemin, aksi takdirde nemli ve gürültüyü ortaya çıkaracak zemin döngülerini engeller. Önampin analog zemini ADC ve FPGA'nın dijital zemininden ayırmalıdır, ancak iktidara girişine yakın bir noktada.Bu tür bir laboratuvarın kendisi genellikle mükemmel ve sabit bir kablo kalkanı ile birlikte çalışan bir metal arasındaki farkı azaltır.

Pratik Uygulama ve PCB Layoutout

Bitirme ve Signal Routing

Transducer konektörün ilk JFET kapısına giriş yolu mümkün olduğunca kısa olmalıdır - CMR cihazının altında uzun süreli ve düzgün bir şekilde kullanılması gerekir.Eğer bir balun girişinde kullanılırsa, eğim ve zemin kesintileri hassas bir sanat haline gelir; küçük bir yanlışlık, birkaç onuncusuyu küçük bir şekilde kaldırmak için küçük bir gürültüyü kullanabilir.

Termal Yönetim ve İstikrar

Düşük boyutlu JFETs, kavim ısılarının stabil olduğu en iyi şekilde çalışır; termal gradyanlılar DC dengeleme sürüklenmesine neden olabilir.Küçük güç için, ısı geçişinden uzaklaştırır ve zemin düzlemde ısınırsa bile ısınır. Bazı tasarımları, mevcut bir kaynağı veya bir çift cihazı sürükleyerek, yüksek kanallı soğutma setlerine direnmek için farklı bir şekilde monte edilir.

İlkPass Başarısı için Simülasyon ve Modelleme

Preamp devresinin kapsamlı bir SPICE simülasyonu gereklidir. Bu, hem gerilim hem de mevcut gürültü kaynakları ile aktif olarak, elde etmek ve bant genişliği için AC analizi ve analog cihazlar için kontrol etmek için geçici kısıtlamalar veya bozulmalar için geçici bir analiz sağlar. girişte transdüser 2SK3557 veya BFncesi üzerinde bir yükleyiciye dayalı olarak doğru modeller olarak modellenebilir.

Test, Geçerlilik ve Uyum

Lab Build and ölçüm of Gürültü Şekil

Bir tıbbi önampın son derece düşük gürültünün ölçülmesi, spektrum analizörü veya özel bir gürültü sayacının belirlenmesini gerektirir. Ortak bir yöntem, bir Çevik/Keysight gürültü kaynağını ve düşük çözünürlükte önbellekleme testi gerektirir.Analog Cihazları) Bir referans olarak, transkriptle elde edilen bir sinyalin sabitlenmesi veya sabit olmayan bir şekilde kullanılması gerekir.

IEC 60601 Standartları ile Uyum

Klinik ultrason için tasarlanmış bir önamp, diğer tıbbi cihazlara müdahale eden IEC 60601 standardına uymalıdır ve bu, FDA ile bağlantılı bir test ve elektromanyetik uyumluluk (EMC) ile PP 60601-1-2. Önbellekli çıktı ile ilgili olarak yapılan önbellekleme işlemine karşı bağışıklık gerektirir.Probrasyonel ölçümler için kullanılan bir cihazda önbellekli bir optik algılama veya elektronik devreleri kullanarak.

Actual Transducer Loads ile iterative Tuning

Bir tasarımda bile, tezgahtaki gürültü ve bant genişliği hedeflerine kıyasla, bir ultrason probe'ye bağlanmak genellikle beklenmedik etkileşimleri ortaya çıkarır. Kablo kapasitesi, transducer element resonance ve akustik yükleme, önbellek tarafından görülen elektrik yükünü değiştirir. Sonuç olarak, vektör ağı, transistörlerin elektrik yükünü analiz eder ve önbellekleme ağının üç gelişimine ulaşmaz.

Gerçek Dünya Vaka Çalışmaları ve Dersler Öğrenildi

Bir orta büyüklükte ultrason üreticisi, JFamp kapısıyla seriye bir araya geldiğinde bir meydan okuma ile karşı karşıya kaldı ve geri bildirimde kontrol edilen bir diziyi eklediler.Seks-Up-Up-Up-Up-Up FONT-the-the-care-the-care-the-play-the-care-the-play-the-the-care-the-play-the-the-the-the-the-facebook-the-face-the-face-the-care-the-Up-the-facebook-the-face-Up-the-Up-Up-the-the-Up-Up -the-the-face-Up -the-the-the-the-the-the-the-the-the-the-Up -Up tr-the-the-the-the-the-the-the-Up -the-the-Up -the-Up -Up tr-the-Up tr-the-the-the-the-the-the-the-the-the-the-the-the-the-the-face-the-the-the-Up tr-Up tr

Ultrasound Preamplifier Design

Ultrason makineleri doğrudan akıllı telefonlara bağlanmak için el probları optimize ederken, preamplifier daha da entegre ve güç verimli hale gelmelidir. CMOS LNAs gelişmiş düğümlerde 28 nm ve aşağıda) şimdi tamamen ayrı JFET'ler ile gürültü performansına rekabet ediyor, alt-milliwatt güç korurken, daha düşük ses geçirmez mikronasyonlar için daha düşük seslendirme yöntemlerinin daha düşük maliyetli hale getirilmesi ve daha sonra görüntülenmedeki görüntüdeki görüntüdeki görüntüyü ortadan kaldırıyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Düşük bir karmaşıklık, yüksek geri dönüş tıbbi ultrason için önbellekleme, analog devre teorisi, transdüser fiziği ve pratik EMI kontrolüne devam ederken, başarılı bir tasarım talepleri ve daha fazla tanıya devam ediyor. Teknoloji ilerledikçe, temelleme ve daha küçük bir tasarım sürecine devam ederek, daha küçük bir insan tasarımının 30 dB'sini ve 25 MHz bant genişliğini korumak için sağlam bir şekilde tasarlanmış bir şekilde, mühendisler doğrudan daha net görüntüler, daha derin bir penetrasyonu sağlarlar.