超强低功耗VGA的功能结构图【亚博登录官方网站】

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本文摘要:无论是超声波光线声波、核磁共振光学(MRI)磁场扰动还是正电子升空断层光学(PET)的正电子升空,大多数医学光学技术皆必须患者信号接管传感器阵列。第二个放大器一般来说是在LNA之后,以最佳给定模数转换器(ADC)末级输出摆幅的信号。

信号

与所有十分倚赖科技进步的行业一样,医学光学设备厂商被迫持续改良他们的产品主要是改良系统的光学质量。无论是超声波光线声波、核磁共振光学(MRI)磁场扰动还是正电子升空断层光学(PET)的正电子升空,大多数医学光学技术皆必须患者信号接管传感器阵列。

提升光学质量的最必要方法就是不断扩大传感器阵列规模。但是由于为设备加到了更加多的传感器,因此将信号传输至处置引擎的信号链就必需减少电子器件。

  与此同时,厂商还必需增大其系统尺寸、降低功耗并提升性能。系统某一方面的性能强化或许不会给其他方面带给挑战。意味着减少传感器和信号链就可能会引起还包括系统尺寸及功耗减小在内的有利影响。但是,用作医学光学系统的近期一代信号链组件使医疗系统设计人员既能提高信号链密度和功耗,同时又不影响动态性能即系统同时构建更高的光学质量、更加较低的功耗以及更加小的尺寸。

    图1超强低功耗VGA的功能结构图  医学光学接收机的构成元件  对于大多数典型医学光学应用于来说,传感器阵列的每个元件都必须其自己的信号链将传感器的小信号号召传输并转换成一个给定的小信号号召以展开数字信号处理。因为光学应用于传感器的信号号召性质不尽相同,因此信号切换过程中一般来说必不可少三个主要有源组件。

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首先是低噪声放大器(LNA),其主要功能是将模拟系统的噪声系数(NF)尽量地相同在一个尽量较低的水平。第二个放大器一般来说是在LNA之后,以最佳给定模数转换器(ADC)末级输出摆幅的信号。    图2噪声系数与选取VGA性能的对比关系  诸如MRI的应用于(其一般来说在信号振幅方面摆幅并不大)可以用于相同增益级。但是,如果系统在信号强度(如超声波)方面不存在相当大差异,那么该系统则必须星型增益放大器(VGA),并且必须在ADC之前用于可编程增益放大器(PGA)。

经过ADC以后,模拟信号将被转换成数字信号并打算发送至系统的数字信号处理器(DSP),该过程一般通过现场可编程门阵列(FPGA)已完成转入末级的信号处理和切换。对于MRI而言,在LNA和放大器之间也有可能有一系列混频级,以将磁体射频(RF)能量切换沦为低频能量。因为每个元件都必须三个或更加多器件,传感器每增加一倍,仅有接管信号链的仿真组件数量就有可能必须减少到原本的6至10倍!另外,功耗拒绝的减少就更加不用说了。

不该系统设计人员总是大大拒绝组件供应商对其新型集成电路(IC)设计展开创意,以解决问题尺寸涉及的问题。  高集成度:更好的信号链、更加小的空间以及更加较低的功耗  一个主要的改良方面就是将更加多的仿真器件构建在一个芯片上,进而增加系统所需的IC数量。就一个典型的超声波接管链而言,每个传感器有可能都必须四个器件,其中三个为放大器。

凭借现代设计与工艺,IC供应商现在可获取将LNA、VCA以及PGA构建在一个星型增益放大器的器件,最后将芯片数量增加了三分之一。另外,当前的设计一般来说在每个芯片中都还包括多个信号链地下通道,使用64插槽QFNPCB的一个ICPCB就包括了多达8个VGA地下通道。这就容许了VGA输入必要转入ADC的输出末端,而需要外部无源或有源组件,从而节约了更加多的板级空间。

在图1中,其他功能模块(如连续波距阵电源和钳位电路,尤其是对医学光学系统而言)也被构建到了该器件中。  在一个器件中构建多个地下通道除了外形尺寸优势以外还有其他诸多优势。

一般来说,第一个组件都是设计目的作为一个独立国家的实体构建功耗与性能的均衡。虽然设计用作协同工作,但每个组件的性能看上去都要高于系统所需的性能。因此当各个组件协同工作时,每个组件都会向着过性能方向歪曲功耗与性能均衡,从而带给比希望功耗更高的功耗。

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