医学成像：不断缩小外形尺寸、提高性能

由于 CMOS 技术的进步，ADC 的功耗特性与外形尺寸已大大降低，但是其噪声未受影响且性能大大提高，如 ADS5281。与以前的八通道设计相比，ADS5281 的功耗降低了近 50% 且外形尺寸也降低了几乎 60%，与此同时信噪比 （SNR） 保持在 70dB。

基于 CMOS 的 ADC 简化了可提供更多功率节省并随着采样速率动态调节其功耗的设计。由于采样速率降低了，因此 ADC 内核和数据输出时钟需要的功耗也就少了。更新型的低功耗 ADC 充分利用了这一优势根据 IC 采样时钟输入调节其功耗。图 3 显示了 ADS5281/82 随采样速率而对其功耗进行调节的情况。在高采样速率 （65 MSPS） 下，ADC 的每通道功耗为 77 mW，但是在低采样速率 （20 MSPS） 下，其只消耗 43 mW 的功耗，即功耗降低了 45%。ADC 可进入低功耗模式，但仍可转换一定的模拟信号并将其传输到数字处理引擎。

ADC 在输入频率 （IF） 方面的性能提高已实现了 MRI 的全新系统架构。MRI 机器主磁体会产生一个频率范围介于 30～140 MHz 窄带 IF 频率，具体取决于主磁体磁场强度。传统架构将 IF 向下混合接近 DC，在此可以使用一个高精度 Δ-Σ ADC对其进行采样。现在，新一代 14 和 16 位 ADC 可以在保持高性能的同时在此范围对 IF 进行轻松采样。凭借数字抽取和向下转换技术，这些 ADC 可实现与使用传统架构所实现的相似的信噪比 （SNR），从而在提高成像性能的同时节省了板级空间并节约了模拟混频元件成本。

结论

由于诸如上述方面的不断改进，超声波、MRI 以及 PET 成像质量将不断提高。凭借这些新型医学成像信号链的改进，我们将系统做的更小巧、更高效，或在不增加功耗的同时提高成像质量。总有一天高质量成像机器设备可以用来在家庭中检查患者病情，而不再是患者必须要到医院或诊所等待医生诊断。

作者简介

Chuck Sanna 现任德州仪器 （TI） 高速模数转换器 （ADC）及数模转换器 （DAC） 产品营销工程师。他毕业于美国西北大学 （Northwestern University），获电子工程理学士学位，后又毕业于得克萨斯大学-达拉斯分校 （The University of Texas at Dallas），获电子工程硕士学位。

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