Oikea jännitteensäädin voi minimoida DC-jännitetason kohinan ja parantaa ultraäänikuvan laatua

Kohina on lääkinnällisten ja muiden ultraäänijärjestelmien suorituskykyä rajoittava tekijä. Yksinkertainen termi ”kohina” viittaa tietenkin moniin erilaisiin kohinatyyppeihin, joista osa kuuluu luontaisesti lääketieteelliseen potilaan sisältävään tilanteeseen, kun taas osa on luonteeltaan sähköistä. Pääasiallista potilaan aiheuttamaa kohinaa kutsutaan ”täpläkohinaksi”, ja se johtuu suurelta osin siitä, että potilaan kudokset ja elimet eivät ole homogeenisia. Virtapiirien suunnittelijat eivät voi tehdä paljoakaan potilaan aiheuttamalle kohinalle, mutta he voivat tehdä paljon elektroniikasta johtuville kohinan lähteille ja tyypeille.

DC/DC-jännitteensäätimet ovat yksi näistä mahdollisista kohinan lähteistä. Suunnittelijat voivat käyttää kohinan minimointiin pieniä ja hiljaisia LDO-jännitteensäätimiä, joiden hyötysuhde parantuu jatkuvasti. Jopa nämä LDO-jännitteensäätimet voivat usein johtaa virtahäviöihin ja niihin liittyviin lämmönhallintaongelmiin. Hakkurijännitteensäädin on hyötysuhteeltaan LDO-jännitteensäädintä parempi vaihtoehto, mutta näiden komponenttien kohinataso on jatkuvan kytkennän vuoksi korkea. Tätä kohinaa on vaimennettava, jotta näistä hakkurikomponenteista voitaisiin saada täysi hyöty.

Viimeaikaiset innovaatiot tehomuunnostopologioissa ovat vähentäneet tätä kohinaa, mikä on siirtänyt kohinan ja hyötysuhteen välisen kompromissin kohtaa parempaan suuntaan. Esimerkiksi suuritehoiset monoliittiset hakkurijännitteensäätimet voivat syöttää virtaa digitaalisille mikropiireille tarjoten alhaisen kohinan DC-jännitetason sekä korkean hyötysuhteen ja minimaaliset tilavaatimukset.

Tässä artikkelissa käsitellään lyhyesti ultraäänen haasteita. Sen jälkeen artikkelissa esitellään Analog Devices -yrityksen pienikokoiset Silent Switcher ‑mikropiirituoteperheet ja käytetään esimerkkinä LT8625S-piiriä osoittamaan, miten nämä innovatiiviset hakkurijännitteensäätimet täyttävät korkeatehoisessa ultraäänikuvauksessa käytettävien kuormien lukuisat vaatimukset, mm. yksinumeroinen jännite ja alle 10 ampeerin virta. Silent Switcher ‑mikropiireistä esitellään myös muita esimerkkejä ja osoitetaan, miten monipuolinen tuoteperhe on.

Ultraäänellä on omat ongelmansa signaalipolulla

Ultraäänikuvauksen toimintaperiaate on yksinkertainen, mutta suorituskykyisen kuvausjärjestelmän kehittäminen vaatii huomattavaa osaamista suunnittelussa, monia erikoiskomponentteja ja hiuksenhienojen yksityiskohtien huomioimista (kuva 1).

Kuva 1: Ultraäänikuvantamisjärjestelmän korkean tason lohkokaavio antaa käsityksen siitä, miten monimutkaista on toteuttaa järjestelmä, joka perustuu yksinkertaiselle fysiikan periaatteelle. (Kuvan lähde: Analog Devices)

Kuvausjärjestelmä käyttää ryhmää pietsosähköisiä antureita, joita ohjataan pulsseilla akustisen aaltorintaman tuottamiseksi. Monissa uusissa järjestelmissä on jopa 256 tällaista anturielementtiä, joista jokaista on ohjattava erikseen. Lähetetyt taajuudet vaihtelevat 2–20 megahertsin välillä.

Säätämällä ryhmän antureiden suhteellista ajoitusta muuttuvien viiveiden avulla lähetetyt pulssit voidaan muodostaa säteeksi, joka voidaan kohdistaa haluttuihin pisteisiin. Korkeammat taajuudet tarjoavat hyvän spatiaalisen resoluution, mutta niiden läpäisykyky on suhteellisen heikko, mikä heikentää kuvanlaatua. Useimmat järjestelmät käyttävät taajuutta noin 5 MHz, mikä tarjoaa optimaalisen kompromissin.

Kun pulssi on lähetetty, järjestelmä siirtyy vastaanottotilaan ja tallentaa akustisen pulssin kaiut, joita muodostuu akustisen aaltoenergian osuessa impedanssiesteeseen, kuten erityyppisten kudosten tai elinten väliseen rajaan. Kuvantamistiedot muodostetaan niiden viiveiden perusteella, milloin kaiut saapuvat takaisin niiden lähettämisen jälkeen.

Koska ultraäänisignaalin vaimentumista ei voi välttää sen kulkiessa kudoksen läpi kahdesti – ensin lähetetty signaali ja sitten paluukaiku – vastaanotetun signaalin taso on laajalla dynaamisella alueella. Se voi olla niinkin korkea kuin yksi voltti, mutta myös niin alhainen kuin muutama mikrovoltti. Tämä vastaa noin 120 desibelin (dB) dynaamista aluetta.

Kannattaa huomata, että 10 MHz:n ultraäänisignaali vaimentuu 5 cm:n läpäisysyvyyden edestakaisella matkalla 100 dB. Jotta voitaisiin käsitellä välitön noin 60 dB:n dynaaminen alue missä pisteessä hyvänsä, vaaditaan tämän vuoksi 160 dB:n dynaaminen alue (jännitteen dynaaminen alue 100 miljoonaa suhteessa yhteen).

Saattaisi vaikuttaa siltä, että helpoin ratkaisu laajan dynaamisen alueen, matalan tason signaalien ja riittämättömän signaali-kohinasuhteen (SNR) aiheuttamiin ongelmiin on vain lisätä lähetystehoa. Tästä johtuvien ilmeisten tehovaatimusten lisäksi potilaan ihoon kosketuksissa olevan ultraäänianturin lämpötilalle on kuitenkin tiukat rajat. Korkeimmat sallitut anturin pintalämpötilat on määritelty IEC-standardissa 60601-2-37 (versio 2007): 50 °C, kun anturin pulssi kohdistuu ilmaan, ja 43 °C, kun se kohdistuu tähän sopivaan ihmiskehosimulaattoriin.

Tämä jälkimmäinen raja tarkoittaa, että anturi saa lämmittää ihoa (tyypillisesti 33 °C) enintään 10 °C. Näin ollen akustista tehoa on rajoitettava, mutta myös kaiken laitteen sisältämän elektroniikan häviöt on minimoitava, DC/DC-jännitteensäätimet mukaan lukien.

Suhteellisen tasaisen signaalitason ylläpitämiseksi ja signaali-kohinasuhteen maksimoimiseksi käytetään erityistä automaattista vahvistuksen ohjausmuotoa nimeltä TGC (time-gain compensation). TGC-vahvistin kompensoi eksponentiaalista signaalin vaimentumista vahvistamalla signaalia eksponentiaalikertoimella, joka määräytyy sen mukaan, kuinka kauan vastaanotin on odottanut paluupulssia.

Huomaa, että ultraäänikuvantamistiloja on erityyppisiä, kuten kuvassa 2 esitetään:

• Harmaasävy tuottaa tavanomaisen mustavalkoisen kuvan. Se voi havaita jopa yhden millimetrin kokoisia yksityiskohtia.
• Doppler-tilat tunnistavat liikkuvan kohteen nopeuden seuraamalla paluusignaalin taajuussiirtymää ja näyttämällä sen erivärisenä. Sitä käytetään kehon sisällä virtaavan veren tai muiden nesteiden tutkimiseen. Doppler-tila edellyttää jatkuvan aallon lähettämistä kehoon ja paluusignaalin nopeaa Fourier-muunnosta (FFT).

Kuva 2: Harmaasävyasteikko (A) ja värillinen Doppler-tila (B) kallonulkoisista kaulavaltimoista valtimon haarautuman tasolla. Huomaa, että valtimon haarat (asteriski, vasen alakulma molemmissa kuvissa) näkyvät parhaiten käytettäessä värillistä Doppler-kuvantamista. (CCA: yhteinen kaulavaltimo, ICA: sisempi kaulavaltimo ja ECA: ulompi kaulavaltimo.) (Kuvan lähde: Radiologic Clinics of North America)

• Laskimo- ja valtimotilat käyttävät Doppler-tilaa yhdessä harmaasävytilan kanssa. Niitä käytetään näyttämään valtimo- ja laskimoveren virtaus yksityiskohtaisesti.

Yksinkertaistettu lohkokaavio jättää pois joitakin keskeisiä komponentteja, kun taas tarkempi kaavio paljastaa lisätoimintoja (kuva 3).

Kuva 3: Nykyaikaisen ultraäänijärjestelmän yksityiskohtaisempi lohkokaavio tuo sen kompleksisuuden paremmin esiin ja näyttää monia laitteeseen sisältyviä digitaalisia toimintoja. (Kuvan lähde: Analog Devices)

Ensinnäkin se sisältää virtalähdetoiminnallisuuden. Riippumatta siitä, onko järjestelmä verkkovirta- tai akkukäyttöinen, se tarvitsee useita DC/DC-jännitteensäätimiä eri jännitetasojen muodostamiseen. Nämä jännitteet vaihtelevat joidenkin toimintojen tarvitsemasta muutamasta voltista paljon korkeampiin pietsoantureiden jännitteisiin.

Lisäksi, koska modernit ultraäänijärjestelmät ovat suurelta osin digitaalisia lukuun ottamatta niiden lähetys- ja vastaanottopoluilla olevia analogisia etuasteita, ne sisältävät FPGA-piirejä digitaalisesti ohjatun säteenmuodostuksen ja muiden toimintojen toteuttamiseen. Nämä FPGA-piirit vaativat suhteellisen paljon virtaa, jopa 10 A.

Kohina rajoittaa suorituskykyä

Kuten useimmissa tiedonkeruujärjestelmissä, kohina on eräs suorituskykyä rajoittavista tekijöistä myös lääkinnällisissä ultraäänijärjestelmissä. Potilaan synnyttämän täpläkohinan lisäksi on useita erilaisia elektroniikkapiirien ja -komponenttien aiheuttamia kohinatyyppejä:

• Gaussikohina on tilastollisesti satunnaista ”valkoista” kohinaa, joka johtuu suurelta osin lämpövaihteluista, tai aktiivisista ja passiivisista komponenteista tulevaa elektroniikkapiirikohinaa.
• Raekohina (Poisson-kohina) johtuu sähkövarausten diskreetistä luonteesta.
• Digitaalisissa kuvissa on joskus nähtävissä impulssikohinaa, jota kutsutaan toisinaan suola ja pippuri ‑kohinaksi. Se voi aiheutua terävistä ja äkillisistä häiriöistä kuvasignaalissa, ja se näkyy harvakseltaan esiintyvinä valkoisina ja mustina pikseleinä, mikä on antanut impulssikohinalle sen epävirallisen nimen.

Nämä kohinalähteet vaikuttavat kuvan resoluutioon ja laatuun. Niitä voidaan minimoida sopivien elektronisten komponenttien, kuten matalakohinaisten vahvistimien ja vastusten sekä sopivien analogisten ja digitaalisten suodatinten avulla. Lisäksi edistyneet kuvan- ja signaalinkäsittelyalgoritmit voivat minimoida jonkin verran kohinaa jälkikäsittelyn aikana.

Jännitteensäätimen kohina: avaintekijä

Myös yksi kohinaan liittyvä ongelma on ratkaistava: DC/DC-jännitteenalennussäätimien kytkentäkohina. Nämä syöttävät virtaa pääasiallisesti digitaalisiin mikropiireihin, kuten FPGA-piirit ja ASIC-piirit. Ongelmana on, että ne vaikuttavat myös herkkiin analogisiin signaalinkäsittelypiireihin sähkömagneettisen säteilyn sekä virransyötön ja muiden johtimien kautta johtuvien häiriöiden vuoksi.

Suunnittelijat yrittävät minimoida tätä kohinaa käyttämällä ferriittirenkaita, huolellista layoutia ja virransyötön suodatusta, mutta nämä toimet lisäävät komponenttien lukumäärää, kasvattavat piirilevyn kokoa ja auttavat usein vain osittain.

DC/DC-jännitteensäätimien kohinaa vähentämään pyrkivät suunnittelijat voivat valita LDO-jännitteensäätimen, jonka kohinataso on luontaisesti alhainen, mutta myös sen hyötysuhde on suhteellisen alhainen, vain noin 50 %. Vaihtoehtona on käyttää hakkurijännitteensäädintä, jonka hyötysuhde on noin 90 % tai korkeampi, mutta jonka lähdössä on millivolttiluokan impulssikohinaa kytkentäkellon vuoksi.

Toisin kuin useimmat suunnittelupäätökset, joissa kompromissit muodostavat jatkumon, DC/DC-jännitteensäätimien tapauksessa on valittava jompikumpi puoli: alhainen kohina ja alhainen hyötysuhde tai korkea kohina ja korkea hyötysuhde. Kompromisseja ei ole, kuten esimerkiksi 20 % korkeamman kohinatason hyväksyminen LDO-jännitteensäätimen hyötysuhteen lisäämiseksi jonkin verran.

On myös eräs toinen tekijä, joka voi vaarantaa LDO-jännitteensäätimen luontaisesti alhaisen kohinatason. Koska korkeamman virtatason LDO on – pääasiassa lämmönhallintasyistä – suhteellisen suurikokoinen, se on usein sijoitettava etäälle kuormastaan. Tästä syystä LDO-jännitteensäätimen lähtövirranjohdin voi poimia järjestelmän digitaalisista komponenteista säteilevää kohinaa, mikä korruptoi herkän analogisen piirin puhtaan jännitetason.

Yksi LDO-piirin sijoitusratkaisu lämmönhallintaan liittyvistä syistä on käyttää yhtä jännitteensäädintä, joka sijaitsee piirilevyn reunassa tai kulmassa. Tämä auttaa hallitsemaan LDO-piirin lämmönpoisto-ongelmia ja se saattaa yksinkertaistaa DC/DC-virransyötön järjestelmätason arkkitehtuuria. Tällä yksinkertaiselta kuulostavalla ratkaisulla on kuitenkin monia ongelmia:

• Jännitteensäätimen ja kuormien välistä IR-pudotusta ei voi välttää. Tämä aiheutuu etäisyydestä ja korkeista virtatasoista (ΔV-pudotus = kuormavirta (I) × johtimen resistanssi (R)), minkä vuoksi jännite kuormituspisteessä ei ole LDO-piirin nimellinen lähtöarvo ja se voi olla jopa erilainen jokaisen kuorman kohdalla. Tätä pudotusta voidaan minimoida kasvattamalla piirilevyn johtimien leveyttä tai paksuutta tai käyttämällä pystysuuntaista virtakiskoa, mutta nämä ratkaisut vievät piirilevyltä kallisarvoista tilaa ja lisäävät materiaalikustannuksia.
• Etätunnistusta voidaan käyttää jännitteen seuraamiseen kuormituspisteessä, mutta tämä toimii hyvin vain yhden pisteen kuormilla, ei hajautetuilla kuormilla. Se saattaa myös aiheuttaa jännitetason oskillaatiota, sillä pidempien virransyöttö- ja mittausjohtimien induktanssi voi vaikuttaa jännitteensäätimen ja jännitetasojen transienttikäyttäytymiseen.
• Lopuksi ongelma, jota on usein vaikeinta hallita: pidemmät virransyöttöjohtimet altistuvat myös enemmän sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) ja radiotaajuushäiriöiden (RFI) kohinalle.

Tämän ongelman ratkaiseminen aloitetaan yleensä käyttämällä ylimääräisiä ohituskondensaattoreita, piiriin lisättyjä ferriittirenkaita ja muita toimenpiteitä. Ongelma on kuitenkin usein sitkeässä. Lisäksi tämä kohina vaikeuttaa lakisääteisten kohinarajoitusten noudattamista sen suuruudesta ja taajuudesta riippuen.

Silent Switcher ‑jännitteensäätimet ratkaisevat kompromissiongelman

Vaihtoehtoinen ja yleensä parempi ratkaisu on käyttää yksittäisiä DC/DC-jännitteensäätimiä, jotka on sijoitettu mahdollisimman lähelle niiden kuormana olevia mikropiirejä. Tämä minimoi IR-häviön, piirilevyltä vaadittavan koon sekä jännitetason poimiman ja säteilemän kohinan. Jotta tätä lähestymistapaa voitaisiin kuitenkin käyttää, on tärkeää käyttää jännitteensäätimiä, joiden koko on pieni, hyötysuhde korkea ja kohina alhainen. Näin ne voidaan sijoittaa lähelle kuormaa ja ne silti täyttävät kaikki virtavaatimukset.

Tästä syystä Analog Devices -yrityksen erilaiset Silent Switcher ‑mallit ovat ratkaisu tähän ongelmaan. Sen lisäksi, että nämä jännitteensäätimet tarjoavat yksinumeroiset jännitelähdöt sähkövirran ollessa muutamasta ampeerista 10 ampeeriin, niiden kohinataso on erittäin alhainen. Tämä on saavutettu käyttämällä useita suunnitteluinnovaatioita.

Nämä jännitteensäätimet eivät ole ”kompromisseja”, jotka sijaitsevat jossain pisteessä LDO-jännitteensäätimien alhaisten kohinaominaisuuksien ja hakkurijännitteensäätimien hyötysuhteen välillä. Sen sijaan niiden innovatiivinen rakenne antaa insinööreille mahdollisuuden saada hakkurien täysi hyötysuhde kohinatasoilla, jotka ovat erittäin alhaiset ja lähellä LDO-piirejä. Ne poistavat joko-tai-ongelman – valitako korkeampi kohina ja huonompi hyötysuhde – minkä ansiosta suunnittelijat voivat käyttää parhaita ominaisuuksia niin kohinan kuin hyötysuhteenkin osalta.

Nämä jännitteensäätimet muuttavat LDO- ja hakkurijännitteensäätimien välistä aukkoa koskevan perinteisen ajattelumallin. Niistä on saatavilla (ensimmäisen sukupolven) Silent Switcher 1-, (toisen sukupolven) Silent Switcher 2- ja (kolmannen sukupolven) Silent Switcher 3 -versiot. Näiden komponenttien suunnittelijat tunnistivat erilaiset kohinalähteet ja kehittivät keinoja kaikkien niiden vaimentamiseen. Jokainen uusi sukupolvi on myös tuonut mukanaan lisäparannuksia (kuva 4).

Kuva 4: Silent Switcher DC/DC -jännitteensäätimiä on kolme sukupolvea, joista jokainen perustuu edeltäjäänsä ja parantaa sen suorituskykyä. (Kuvan lähde: Analog Devices)

Silent Switcher 1 ‑komponenttien etuja ovat alhaiset EMI-häiriöt, korkea hyötysuhde ja korkea kytkentätaajuus, joka siirtää suuren osan jäljelle jäävästä kohinasta pois sellaisista spektrin alueista, joissa se häiritsee järjestelmän toimintaa tai aiheuttaa ongelmia säännösten täyttämisessä. Silent Switcher 2 ‑komponenteilla on kaikki Silent Switcher 1 ‑tekniikan ominaisuudet, minkä lisäksi niihin on integroitu tarkkuuskondensaattorit, ne ovat kooltaan pienempiä eivätkä ne ole herkkiä piirilevyn layoutille. Silent Switcher 3 ‑sarjassa esiintyy myös erittäin vähän kohinaa 10 Hz:n ja 100 kHz:n välisellä taajuusalueella, mikä on erityisen tärkeää ultraäänisovelluksissa.

Koska nämä kytkimet ovat vain muutaman neliömillimetrin kokoisia ja niiden luontainen hyötysuhde on korkea, ne voivat sijaita hyvin lähellä FPGA- tai ASIC-kuormaa. Tämä maksimoi suorituskyvyn ja poistaa erot teknisten tietojen lupaaman ja todellisen suorituskyvyn väliltä.

Kuvassa 5 on yhteenveto Silent Switcher ‑komponenttien kohina- ja lämpöominaisuuksista.

Kuva 5: Näiden jännitteensäätimien käyttäjät saavuttavat Silent Switcher ‑piirien rakenteen mahdollistamat konkreettiset kohina- ja lämpöedut. (Kuvan lähde: Analog Devices)

Silent Switcher ‑matriisista löytyy useita vaihtoehtoja

Silent Switcher ‑jännitteensäätimiä on saatavilla monissa eri ryhmissä, versioissa ja malleissa, joissa on erilaiset jännite- ja virtaluokitukset. Niiden avulla voidaan täyttää järjestelmäsuunnittelun nimenomaiset vaatimukset, minkä lisäksi niiden kotelointi on erittäin pienikokoinen (kuva 6).

Kuva 6: Silent Switcher ‑teknologiaa käyttävät erilaiset komponentit tarjoavat useita jännite-, virta- ja kohinayhdistelmiä sekä muita ominaisuuksia. (Kuvan lähde: Analog Devices)

Ensimmäisen ja toisen sukupolven laitteita ovat muun muassa 5 voltin yksiköt 3, 4, 6 ja 10 A:n lähdöillä, kuten seuraavat:

• LTC3307: synkroninen Silent Switcher ‑jännitteenalennusmuunnin, 5 V, 3 A, 2 × 2 mm:n LQFN-kotelossa
• LTC3308A: synkroninen Silent Switcher ‑jännitteenalennusmuunnin, 5 V, 4 A, 2 × 2 mm:n LQFN-kotelossa
• LTC3309A: synkroninen Silent Switcher ‑jännitteenalennusmuunnin, 5 V, 6 A, 2 × 2 mm:n LQFN-kotelossa
• LTC3310: synkroninen Silent Switcher 2 ‑jännitteenalennusmuunnin, 5 V, 10 A, 3 × 3 mm:n LQFN-kotelossa

Kukin näistä on puolestaan saatavana useina eri versioina. Esimerkiksi LTC3310 on saatavana neljänä perusversiona, joista osalla on autoteollisuuden AEC-Q100-hyväksyntä. Huomaa, että sekä ensimmäisen sukupolven (SS1) komponentit (LTC3310 ja LTC3310-1) että toisen sukupolven (SS2) komponentit LTC3310S ja LTC3310S-1 ovat saatavana sekä säädettävällä lähdöllä että kiinteällä lähdöllä.

Tarkempi katsaus kolmannen sukupolven LT8625S-komponenttiin korostaa Silent Switcher 3 ‑mallien ominaisuuksia, joita alleviivaa tämän 2,7–18 voltin tulolla ja 8 A:n lähdöllä varustetun komponentin loistava vähäkohinainen suorituskyky (kuva 7).

Kuva 7: LT8625S vaatii vain muutamia tavallisia ulkoisia komponentteja (kuvassa on muutoin samanlainen LTC8624S, 4 A:n versio). (Kuvan lähde: Analog Devices)

LT8625S:n ominaisuuksiin kuuluvat

• erittäin nopea transienttivaste korkean vahvistuksen virhevahvistimen ansiosta
• nopea, vain 15 nanosekunnin (ns) vähimmäisjohtotila-aika
• erittäin tarkka referenssi, jonka lämpötilasiirtymä on ±0,8 %
• PolyPhase-toiminta, joka tukee jopa 12 vaihetta, millä saavutetaan korkeampi kokonaisvirransyöttö
• säädettävä ja synkronisoitava kello välillä 300 kHz – 4 MHz
• ohjelmoitava virran laadun indikaattori
• saatavana 20 nastan 4 × 3 mm (LT8625SP) tai 24 nastan 4 × 4 mm LQFN (LT8625SP-1) -kotelossa

Sen kohinatiedot osoittavat, miksi se sopii erityisen hyvin ultraäänisovelluksiin (kuva 8):

• Erittäin matala RMS-kohina (10 Hz – 100 kHz): 4 mikrovoltin RMS (μV_RMS)
• Erittäin matala pistekohina: 4 nV/√Hz taajuudella 10 kHz
• Erittäin alhaiset EMI-päästöt kaikilla piirilevyillä
• Sisäiset ohituskondensaattorit vähentävät heijastettuja EMI-häiriöitä

Kuva 8: Kuvaajat osoittavat, että LT8625S-piirin alhaisen taajuuden (vasen) ja laajakaistainen (oikea) kohinan spektritiheys ovat minimaalisia. (Kuvan lähde: Analog Devices)

Tämä alhainen kohinataso saavutetaan yhdessä korkean hyötysuhteen ja alhaisen tehohäviön kanssa koko kuormitusalueella (kuva 9).

Kuva 9: LT8625S-piirin korkea käyttöhyötysuhde ja alhainen lämpövaikutus helpottavat järjestelmän suunnittelua. (Kuvan lähde: Analog Devices)

Suunnittelua 20 nastan LT8625S-mallin avulla voidaan nopeuttaa käyttämällä DC3219A-esittely/evaluointikorttia (kuva 10). Kortin oletusasetus on 1,0 volttia ja maksimi DC-lähtövirta 8 A. Käyttäjä voi muuttaa jänniteasetusta tarpeen mukaan.

Kuva 10: DC3291A-evaluointikortti tukee LT8625S-piiriä, mahdollistaa siihen tutustumisen ja nopeuttaa suunnittelua. (Kuvan lähde: Analog Devices)

Yhteenveto

Ultraäänikuvantamisjärjestelmä on korvaamaton ja riskitön lääketieteellinen diagnostiikkatyökalu. Jotta vaadittava kuvan selkeys, tarkkuus ja muut suorituskykytavoitteet saavutetaan, on erittäin tärkeää ottaa huomioon, että vastaanotetut signaalitasot voivat olla erittäin alhaisia ja laajalla dynaamisella alueella. Tämä edellyttää, että insinöörit valitsevat vähäkohinaisia komponentteja, käyttävät harkittuja suunnittelutekniikoita ja varmistavat, että DC-jännitetasojen kohina on niin alhainen kuin mahdollista.

Analog Devices ‑yrityksen Silent Switcher ‑tuoteperhe tarjoaa hakkuritasavirtajännitteensäätimen luontaisen korkean hyötysuhteen mutta hyötysuhteeltaan heikompiin LDO-komponentteihin verrattavissa olevan kohinatason. Lisäksi niiden pieni koko – vain muutama neliömillimetri – mahdollistaa niiden sijoittamisen lähelle kuormaa, mikä minimoi säteilevän virtapiirikohinan aiheuttamat häiriöt.