医疗电子芯方案 | 让便携超声“看”得更清、用得更久：芯动神州ADCP216赋能高端医疗影像

发布时间：2026-02-03 13:55
作者：AMEYA360
来源：芯动神州
阅读量：2503

　　在医疗器械小型化的浪潮下，超声设备正从庞大的“影像科重器”变为医生手中的“视诊器”。然而，对于便携式超声(POCUS)和手持式超声探头的设计者来说，始终面临一个两难的抉择：是追求媲美台式机的高画质，还是保全设备的电池续航与散热?

　　今天，我们将深入探讨一款能够打破这一平衡僵局的16位双通道 ADC— ADCP216，看它如何成为高端便携医疗影像系统的核心引擎。

医疗电子芯方案 | 让便携超声“看”得更清、用得更久：芯动神州ADCP216赋能高端医疗影像

　　痛点一：如何在方寸之间捕捉微小病灶?

　　核心解法：16位高分辨率+79dBFS信噪比

　　医疗超声成像的本质是对回波信号的精确捕捉。在便携设备中，由于探头功率受限，回波信号往往非常微弱。如果ADC的信噪比不够，细微的组织病变信息就会淹没在底噪中。

　　ADCP216专为解决这一问题而生：

　　·真16-bit精度：ADCP216是一款双通道、16位分辨率的ADC 。相比于传统的12位或14位方案，它能提供更细腻的量化层级，不仅能看清轮廓，更能看清纹理。

　　·极致的动态范围：在125MSPS采样率下，ADCP216的信噪比(SNR)高达79dBFS(Fin=10MHz)，无杂散动态范围(SFDR)达到99dBc。

　　这意味着，即使在复杂的深部组织探测中，ADCP216也能如同“显微镜”一般，从噪声中提取出纯净的图像信号，为医生提供临床级的诊断依据。

　　痛点二：高发热与“续航焦虑”

　　核心解法：730mW超低功耗设计

　　手持式超声设备通常由电池供电，且内部空间狭小，散热是巨大的挑战。传统的高速高精度ADC往往是“电老虎”，不仅缩短续航，产生的热量还会导致设备手柄发烫，影响医生操作手感。

　　ADCP216在功耗控制上做到了行业领先：

　　·低功耗运行：在125MSPS的全速运行模式下，其正弦波输入功耗仅为730mW。

　　·1.8V单电源供电：模拟和数字输出驱动均采用1.8V供电，进一步降低了系统整体能耗。

　　更低的功耗意味着您可以设计出更轻薄、续航更久的产品，或者在同等电池容量下支持更复杂的波束合成算法。

　　痛点三：研发周期与供应链安全

　　核心解法：Pin-to-Pin兼容AD9268，无缝替代

　　对于已经拥有成熟产品的医疗器械厂商，重新设计PCB意味着漫长的验证周期和昂贵的注册成本。

　　ADCP216充分考虑了这一点：

　　·完全兼容：它采用了QFN-64封装(9mm×9mm)，在引脚定义和封装尺AD9268实现Pin-to-Pin兼容。

　　·灵活接口： 支持1.8V CMOS或LVDS输出模式 ，数据格式支持偏移二进制、格雷码或二进制补码 ，无缝对接现有的FPGA逻辑。

　　您可以直接在现有方案上进行替换测试，以最小的研发投入，实现核心器件的国产化与性能升级。

　　总结：专为医疗影像打造的“芯”脏

　　ADCP216凭借16位高精度、125MSPS高采样率以及730mW低功耗的黄金组合，完美契合了便携式医疗成像和超声设备的严苛需求。

　　它不仅让便携设备拥有了“台式机”般的眼力，更让医生告别了续航焦虑。

　　典型应用场景：

　　·手持式/便携式彩色多普勒超声系统

　　·高端推车式超声设备

　　·便携式医疗成像仪

　　·数字化X光探测器前端


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　　一条典型的宽带通信发射链路，从基带I/Q数据到空中射频信号，需经过数字上变频、数模转换、模拟正交调制、滤波与功率放大。其中数模转换环节决定了输出信号的频谱纯度与可承载的载波数量——它必须足够快、足够干净，还要能把多个载波灵活地搬移到所需频点。芯动神州DAC2169-1000是一款双通道、16位、高动态范围数模转换器，对标ADIAD9779A，可提供最高1GSPS采样速率，并产生最高达奈奎斯特频率的多载波输出。其内置的数字插值、实/复调制与增益补偿特性，针对直接变频传输应用进行了优化，DAC内核输出级可与主流模拟正交调制器无缝接口。　　一、决定多载波发射能力的三项指标　　决定一颗TxDAC能否胜任多载波发射的，是三项指标的叠加：　　1GSPS的更新率决定了可无混叠重建的信号上限;　　16位分辨率与80dBc量级的邻道泄漏比(ACLR)及无杂散动态范围(SFDR)决定了输出频谱的纯净度;　　内置的2×/4×/8×插值器与复数调制器，则决定了能否把多个载波灵活地放置在DAC带宽内的任意频点;　　DAC2169在这三项上同时到位，无需外置上变频链路即可完成数字中频到模拟输出的直接合成。具体规格上，单载波WCDMA邻道泄漏比达80dBc@80MHz中频，SFDR典型80dBFS@20MHz输出、双音互调失真(IMD)典型81dBFS@50MHz;满量程输出电流可在10mA至30mA范围内编程调节，便于通过变压器或运放匹配不同负载电平。　　二、能力深挖　　插值器与复数调制器：频点自由布置　　新颖的2×/4×/8×插值滤波器与粗调、复数调制器，支持将载波置于DAC带宽中的任意位置，多载波聚合无需更改外部变频架构。数字反sinc滤波器则补偿了DAC的sin(x)/x幅度滚降，保证宽带输出的幅频平坦度。　　双通道I/Q与多芯片同步　　双通道16位架构可分别输出I、Q两路正交分量，直接对接模拟正交调制器完成上变频;TXENABLE引脚在单端口模式下兼作IQ选择，硬件布线更简洁。多芯片同步接口配合低噪声锁相环时钟倍频器，支持多片DAC2169的相位对齐，满足多天线与发射分集系统的同步要求。　　辅助DAC与增益补偿　　四路辅助DAC可用于控制外部可变增益放大器(VGA)及输出失调补偿，在系统校准阶段抹平直流偏移。结合片内增益与失调补偿寄存器，发射链路的线性度可在数字域精细调优。　　三、在宽带通信发射中的典型部署　　多载波基站发射机：WCDMA、TD-SCDMA、LTE等制式的多载波合成与直接变频发射。　　数字中频/高中频合成：利用插值器与复数调制器在数字域完成上变频。　　宽带点对点通信：LMDS、MMDS等宽带链路的信号生成。　　发射分集与MIMO：多芯片同步支持多天线发射通道的相位一致。　　四、国产对标，原位评估　　作为AD9779A的国产对标芯片，DAC2169可在既有宽带发射平台中完成原位评估与替换验证，芯动神州提供从评估板到量产导入的全流程本地支持。　　五、结语　　多载波宽带发射的竞争，正从「分立器件拼合」转向「高集成直接合成」。DAC2169以双通道16位、1GSPS与片内插值调制能力，把发射链路的数字域能力推到了射频边界之前。
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任意波形发生器的信号重建核心：芯动神州DAC2167双通道16位DAC
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任意波形发生器的信号重建核心：芯动神州DAC2167双通道16位DAC

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