美國國家半導體推出業界首款適用於可攜式超音波系統的8通道發射/接收晶片組
二零一零年九月八日 — 台灣訊 — 美國國家半導體公司（National Semiconductor Corporation）（美國紐約證券交易所上市代碼：NSM）宣佈推出業界首款專為可攜式超音波系統而設計的8通道超音波發射/接收晶片組，這類可攜式超音波系統是醫院、診所、救護車及偏遠地區救護站的常備醫療設備。此款PowerWise® 晶片組採用創新的電路架構，讓工程師可以設計電池壽命較長、而影像解析度媲美大型超音波掃描機的可攜式超音波系統。
美國國家半導體這款8通道發射/接收晶片組內建完整的電路系統，其中包括接收系統類比前端電路、發射/接收系統開關、發射系統脈衝產生器及可配置發射系統波束成形器。由於此款晶片組採用高整合技術，因此系統設計工程師可以利用這款晶片組開發小巧輕盈、影像更清晰、更易據此作出準確診斷的128通道可攜式超音波系統。美國國家半導體為此款晶片組提供全套功能齊備的測試套件、參考電路圖及設計工具，讓客戶可以仔細測試晶片效能，以及更快將產品推出市場。
西門子醫療系統公司醫療產品部執行長 Norbert Gaus 博士表示：「一直以來，只有大型手推式超音波系統才有這樣高的影像清晰度，但是美國國家半導體可以大幅提高可攜式超音波系統的技術水準，讓影像更清晰但是功耗更少。」
美國國家半導體此款8通道晶片組由4顆晶片組成，晶片間能相輔相成使晶片組可以發揮無與倫比的超高效能及效率。例如，只要重新配置發射系統波束成形器，就可校準電路板線路間的延遲誤差以及脈衝產生器的延遲誤差。如此一來可以大幅改善失真情況，而且還可讓系統進行第二次諧波顯影。發射/接收系統開關也讓系統設計工程師在設計上有更大的靈活性，讓他們可以為偏壓電流靈活選擇不同的設定值，以便在功率與效能之間作出適當的取捨。
美國國家半導體的類比前端電路採用非常獨特的架構，其優點是不但確保影像極為清晰，而且還可將B模式(Brightness Mode，亮度模式)的功耗盡量降低，甚至比最接近的競爭對手還低10%。這顆類比前端電路還內建業界最高解析度的數位可變增益放大器(digital variable gain amplifier ,DVGA)及低功率的連續時間sigma-delta (continuous-time sigma-delta , CTSD) 類比數位轉換器。數位可變增益放大器有許多傳統類比可變增益放大器所沒有的優點，如各通道間可以互相對準而且更容易選擇訊號頻譜。連續時間sigma-delta (CTSD) 類比數位轉換器本身具有磚牆式混疊訊號濾除功能。相比之下，採用傳統管線式類比數位轉換器的類比前端電路不但功耗較高，而且濾除混疊訊號的能力也較低。
美國國家半導體為可攜式超音波系統提供全面性的訊號路徑解決方案，其中包括時脈電路及電源管理晶片。如欲進一步查詢有關美國國家半導體這一款超音波系統發射/接收晶片組及相關測試系統的資料，可瀏覽以下網頁： www.national.com/ultrasound。美國國家半導體也拍攝一套有關LM96511類比前端電路的視訊影片，片中模擬真實世界的超音波系統，而類比前端電路則利用輸入訊號分別進行B模式及連續波都卜勒模式(CW Doppler-mode)作業模式的模擬測試。如欲觀看此視訊影片，可測覽以下網頁： http://bit.ly/LM965xxDemoVideo。
LM96511 PowerWise 超音波接收系統類比前端電路
LM96511 類比前端電路內建8通道的低雜訊放大器、數位可變增益放大器、12位元 40-50MHz並可支援LVDS資料輸出的類比數位轉換器以及8個解調器，以便支援連續波都卜勒模式波束成形功能。此款類比前端電路在B模式作業下每通道功耗只有 110mW，這是業界最低的B模式功耗。這款類比前端電路的每一通道增益都可互相對準，彼此相差不超過+/-0.06dB (典型值)，準確性比起最接近的競爭對手還高4倍，因此可以確保掃描影像更為清晰。內建的連續波都卜勒模式系統的動態範圍達161dB/Hz，即使是血液流速極慢的人體器官如肝臟，也可確保準確地測量其血液流速。效能如此卓越的LM96511類比前端電路採用大小只有187平方釐米的封裝，比其他同類產品小27%。
LM96530 PowerWise 超音波發射/接收系統開關
LM96530晶片內建8個配備鉗位二極體的發射/接收系統開關，並可獨立關閉個別通道。此款晶片的輸入參考雜訊只有 0.5nV/sqrt Hz，比其他發射/接收系統開關電路高 55%，而導通電阻則只有16-ohm，也比其他競爭產品低53%，因此LM96530開關電路可提高系統的接收靈敏度及影像解析度。這款晶片的封裝比離散式解決方案小4倍，有助於縮小電路板，控制功能則透過菊鏈式SPI介面執行，這樣可減少設定參數所必要的FPGA輸入/輸出接腳。
LM96550 PowerWise 超音波發射系統脈衝產生器
LM96550晶片內建8個配備阻尼器的脈衝產生器，可以產生+/-50V的雙極脈衝，峰值電流高達2A，而脈衝頻率則高達20MHz。LM96550晶片可以連續不斷監控晶片溫度，並在必要時輸出關閉邏輯訊號，為系統提供過熱保護。
LM96570 PowerWise 可配置超音波發射系統波束成形器
LM96570晶片內建的波束成形器只產生極少訊號抖動，其峰值抖動比FPGA晶片一向採用的波束成形器低25ps，因此可大幅提高B模式的掃描影像解析度，也確保採用連續波波都卜勒模式時可以測量較慢的血液流速。相較於將FPGA輸入/輸出接腳連接脈衝產生器時需解決常見的路徑選擇問題，系統設計工程師可將這款晶片直接放置在脈衝產生器的旁邊，所以LM96570晶片可以更加簡化電路板線路佈局。
縮短產品上市時間的開發工具及技術支援
美國國家半導體提供各式各樣簡易使用的測試套件、參考電路圖及設計工具，讓客戶可以快速而準確地測試系統設計，確保產品可以更快推出市場。美國國家半導體提供全套的開發套件，其中包括內含硬體和軟體的全套 WaveVision 5 資料蒐集分析系統，以及可以支援程式設定和控制功能而且簡易使用的 GUI介面。
封裝、價格及供貨情況
LM96511類比前端電路採用376接腳的BGA封裝，大小只有11mm x 17mm，採購以 1,000 顆為單位，單顆售價為55美元，已開始量產供貨。LM96530發射/接收系統開關電路採用60接腳的LLP® 封裝，大小只有9mm x 9mm，單顆售價為8 美元，LM96550 脈衝產生器採用 80 接腳的LLP封裝，大小只有 12mm x 12mm，單顆售價則為 20 美元，而 LM96570 波束成形器則採用 32 接腳的LLP封裝，大小只有 5mm x 5mm，單顆售價則為 6 美元，三款晶片都以1,000顆為採購單位，並已有樣品供應，量產供貨則定於2010年11月開始。
美國國家半導體公司簡介
美國國家半導體是一家居領導地位的電源管理技術開發商，一直致力為市場提供各種簡易使用的類比積體電路，而且擁有世界級的供應鏈管理技術及經驗，備受業界推崇。該公司的高效能類比產品可以提高系統的能源效率，因此極受客戶歡迎。美國國家半導體的總公司設於美國加州聖塔克拉拉(Santa Clara)，2010 年會計年度的營業額達 14.2 億美元。有關美國國家半導體公司的其他資料，可瀏覽 www.national.com 網頁。