模拟前端IC扎堆发布，给医疗彩超插上隐形翅膀

9月底，NS(美国国家半导体)、Maxim和TI接二连三举办新闻发布会，宣布他们为(CW)连续波动态多普勒设备前端设备推出的模拟前端(AFE)芯片。他们都宣称其方案集成度高、功耗低。

（上图由NS提供）

有趣的是他们的产品定位：已经有中低端产品线的TI此次宣布高端产品线；有全线产品的Maxim重点瞄向了中端和经济型——便携式和车载产品；和西门子在高端领域有战略合作的NS，向大众发布了便携式和车载产品线。

“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。那么，现在就晒晒各家的产品吧:)

                                         TI公司：定位中高端的AFE5807与5808

TI高性能模拟器件事业部资深FAE(现场应用工程师) 徐继红称：CW多普勒分析仪质量的好坏主要看图像分辨率。而系统电路的关键之一是AFE。影响AFE质量的因素很多，如相位噪声、失真，实现手段如提高采样速率（采样速率越高越清晰）等。同时，客户希望AFE高集成度与低功耗。

                          
TI高性能模拟器件事业部徐继红在9月28日北京发布会上

为此，9 月 28 日，德州仪器 (TI) 宣布面向中高端频谱多普勒超声波设备推出2 款具有连续波 (CW) 多普勒混频器的最新全面集成型模拟前端 (AFE)。该AFE5807与 AFE5808具有0.75 nV/rtHz 的最佳噪声性能，可充分满足超声波设计人员对出色性能及影像质量的需求。集成型 CW 模式还可在超声波影像中测量并显示血流速度。
 
该芯片采用SiP（多芯片封装），集成了采用SiGe工艺和CMOS制程的籽芯(die)。

述最新器件比同类竞争解决方案小 25%。2 款器件都集成以下 8 通道组件：具有 24/18/12 dB 增益设置的低噪声放大器 (LNA)，支持 0.25/0.5/1 Vpp 线性输入范围。电压控制衰减器 (VCA) 与支持总体最大增益达54 dB的可编程增益放大器 (PGA) 可实现优异的动态范围；具有10、15、20 以及 30 MHz 可选带宽的三阶线性相位低通滤波器 (LPF)；12 位与14 位ADC，具有高达65 MSPS的LVDS；可编程模式可优化各种影像模式的功耗与性能。

AFE5807 与 AFE5808 进一步壮大了 TI AFE58xx 全集成超声波模拟前端的产品阵营，该系列包括面向便携式至中端超声波的 AFE5805与 AFE5804 以及面向手持超便携式超声波的 AFE5801和 AFE5851 等。所有 AFE58xx 器件的传输端都采用了 TI TX810T／R开关，加上 TI 面向超声波应用的全系列嵌入式处理、模拟以及电源管理解决方案，可帮助制造商加速创新超声波系统的上市进程。 

                           Maxim：高集成度AFE——MAX2079面向便携式与车载

Maxim新业务开发部执行总监John Scampini介绍道，中等范围和经济型超声波设备的增长势头强劲。

Maxim新业务开发部执行总监John Scampini通过视频会议向北京媒体介绍了该公司产品。
                               
MAX2079是一款完全集成的8通道超声前端，内置12位ADC，针对高性能、低成本、多通道便携或车载超声系统进行优化，可为成像难度较高的应用场合提供优异的成像质量和灵敏度。利用Maxim的超低功耗CMOS工艺和高性能、低功耗、双极型工艺(支持高性能模拟接收机设计)，以及领先的MCM封装工艺，Maxim开发出了高集成度、低功耗成像接收链路，其噪声指标和动态范围明显优于其它竞争产品。


接收链路具有2.4dB的超低噪声系数(R_S = R_IN = 200Ω)，满量程输出SNR为67dBFS，成像模式下每通道功耗仅为115mW。器件集成了八通道BiCOMS LNA、VGA、AAF、基于混频器的CWD波束成形器和12位CMOS ADC，采用10mm x 10mm、144焊球多芯片组件(MCM) BGA封装(焊球间距为0.8mm)。内置阻抗可编程的有源输入匹配电路(50Ω、100Ω、200Ω和1kΩ)和保护二极管进一步缩小了系统尺寸。

                    NS：用于便携式超声波系统的8通道发射/接收芯片组
                                          
NS亚太区市场总监吴渭强在9月16日北京发布会上称，NS的PowerWise超声波芯片组，目标是让国内B超厂家快速做出便携式超声波系统(http://www.eepw.com.cn/article/112486.htm)。

此芯片组方案由四块芯片组成（如下图蓝色）：包括LM96511 PowerWise 超声波接收系统模拟前端电路、LM96530 PowerWise 超声波发射/接收系统开关、LM96550 PowerWise 超声波发射系统脉冲发生器和LM96570 PowerWise 可配置超声波发射系统波束成形器。


吴渭强说，NS的模拟前端电路采用非常独特的架构，不但能确保出众的影像质量，还可将B模式的功耗尽量降低。这颗模拟前端电路还内置高分辨率的数字可变增益放大器（DVGA）及低功耗的连续时间Sigma-delta (CTSD) 模拟/数字转换器（ADC）。此外，数字可变增益放大器还具有多个传统模拟可变增益放大器所没有的优点，例如，各通道之间可以更好地校准并具有更好的信号频谱性能。连续时间Sigma-delta ADC本身还有砖墙式混叠信号滤除功能。相比之下，采用传统流水线式ADC的模拟前端电路不但功耗较高，而且滤除混叠信号的能力也较低。

                          小 结

AFE的集成度越来越高，在技术上不仅在传统的电路设计和制造工艺上改进，也都走了SiP或MCM策略——封装上进行了革命，以简化了彩色多普勒超声诊断设备的AFE，并集成更多的数字部分。

随着AFE等技术的进步，彩色多普勒超声设备有望更快地造福大众。同时，多家IC方案可选择的好处是避免了单一厂家IC缺货的困扰，给本土医疗器械制造商提供了更多的选择。

黑白B超(BW)时代告别吧，插上翅膀，飞向彩色CW(连续波)！3D/4D在召唤！


参考文章:
[1]王莹.医用多普勒仪:测的是寂寞-_-.(2010-9-17).
http://wangying1.spaces.eepw.com.cn/articles/article/item/83471