Odpowiedni regulator zasilania pozwala minimalizować szumy na szynach prądu stałego i poprawić jakość obrazu ultrasonograficznego

Szumy są czynnikiem ograniczającym parametry działania w systemach medycznych i innych systemach ultradźwiękowych. Oczywiście proste określenie „szumy” obejmuje wiele różnych rodzajów. Niektóre z nich są nieodłącznie związane ze środowiskiem medycznym i pacjentem, podczas gdy inne mają charakter elektroniczny. Dominujące szumy wywoływane przez pacjenta nazywane są „szumami plamkowymi” i są w dużej mierze spowodowane niejednorodnością tkanek i narządów pacjenta. Na szumy wywołane przez pacjenta projektanci obwodów niewiele mogą poradzić, natomiast mogą zrobić wiele, aby zminimalizować różne źródła i rodzaje szumów elektronicznych.

Do potencjalnych źródeł szumów należą regulatory prądu stałego. Aby zminimalizować szumy, projektanci mogą skorzystać z małych i niskoszumowych regulatorów napięcia o niskim spadku (LDO), których sprawność ciągle rośnie. Nawet wspomniane regulatory napięcia o niskim spadku (LDO) często powodują straty mocy na skutek problemów z odprowadzaniem ciepła. Skuteczną alternatywą dla regulatorów napięcia o niskim spadku (LDO) są regulatory przełączające, jednak urządzenia te charakteryzuje wysoki poziom szumów wynikający z samego zjawiska przełączania. Jeśli projektanci mają w pełni wykorzystać potencjał tych urządzeń, wspomniane szumy należy obniżyć.

Ostatnie innowacje w projektowaniu topologii konwersji mocy pozwoliły zmniejszyć poziomy wspomnianych szumów, co doprowadziło do poprawy balansu pomiędzy szumami i sprawnością. Na przykład: monolityczne regulatory przełączające dużej mocy mogą efektywnie zasilać cyfrowe układy scalone zapewniając niskoszumowe szyny prądu stałego, wysoką sprawność i minimalne wymagania dotyczące przestrzeni.

W niniejszym artykule omówiono krótko wyzwania związane z technologiami ultradźwiękowymi. W dalszej jego części zaprezentowano grupy miniaturowych układów scalonych z technologią Silent Switcher firmy Analog Devices i wykorzystano regulator LT8625S jako znakomity przykład ilustrujący, że opisywane innowacyjne regulatory przełączające pozwalają zrealizować wiele celów, stawianych przez odbiorniki o jednocyfrowym napięciu i prądzie w zakresie poniżej 10A, niezbędnych w ultrasonografii wysokiej jakości. Kolejne przykłady układów scalonych z technologią Silent Switcher pokazują bogactwo oferty.

W przypadku technologii ultradźwiękowych mamy do czynienia z unikalnymi problemami ze ścieżką sygnałową

Zasada działania obrazowania ultradźwiękowego jest prosta, ale opracowanie systemu obrazowania o wysokich parametrach działania wymaga znacznej wiedzy z zakresu projektowania, wielu specjalistycznych komponentów oraz zwrócenia uwagi na niuanse (ilustracja 1).

Ilustracja 1: wysokiego poziomu schemat blokowy systemu ultrasonograficznego zdradza złożoność wdrażania systemu opartego na prostej zasadzie fizycznej. (Źródło ilustracji: Analog Devices)

System obrazowania wykorzystuje układ przetworników piezoelektrycznych, do których przesyłane są impulsy w celu wytworzenia fali akustycznej. Wiele nowych systemów posiada nawet 256 takich przetworników, a każdy z nich wymaga niezależnego sterowania. Zakres nadawanych częstotliwości wynosi od 2 do 20MHz.

Poprzez regulację względnej synchronizacji czasowej przetworników w układzie, przy użyciu zmiennych opóźnień, emitowane impulsy mogą być formowane w wiązki i kierowane w określone miejsca. Wyższe częstotliwości zapewniają dobrą rozdzielczość przestrzenną, ale mają stosunkowo słabą zdolność penetracji, co prowadzi do pogorszenia jakości obrazu. Dla większości systemów wykorzystuje się częstotliwość 5MHz stanowiącą optymalny kompromis.

Po wyemitowaniu impulsu system przełącza się w tryb odbioru i przechwytuje echo impulsu akustycznego, które powstaje, gdy energia fali akustycznej napotyka barierę impedancyjną, np. na granicy między różnymi typami tkanek lub narządów. Opóźnienie czasowe, z jakim echa wracają w stosunku do momentu ich wysłania, dostarcza informacji do obrazowania.

Ze względu na nieuniknione tłumienie sygnału ultradźwiękowego, który przechodzi przez tkankę dwukrotnie - raz w kierunku emisji i raz w drodze powrotnej - zakres dynamiczny odbieranego sygnału jest bardzo szeroki. Może to być nawet zakres od zaledwie kilku mikrowoltów do jednego wolta, co stanowi zakres około 120dB.

Należy zauważyć, że dla sygnału ultradźwiękowego 10MHz i głębokości penetracji 5cm sygnał po podróży w obie strony jest tłumiony o 100dB. W związku z tym, aby obsługiwać chwilowy zakres dynamiczny wynoszący około 60dB w dowolnym miejscu, wymagany zakres dynamiczny wynosiłby 160dB (zakres dynamiczny napięcia 100 milionów do 1).

Może się wydawać, że najprostszym rozwiązaniem radzenia sobie z szerokim zakresem dynamicznym, sygnałami niskiego poziomu i nieodpowiednim stosunkiem sygnału do szumu (SNR) jest właśnie zwiększenie emitowanej mocy przetwornika. Jednak poza oczywistym zapotrzebowaniem na moc, z jakim to się wiąże, istnieją ścisłe ograniczenia temperatury sondy ultradźwiękowej, która styka się ze skórą pacjenta. Maksymalne dopuszczalne temperatury powierzchni przetwornika zostały określone w normie IEC 60601-2-37 (wyd. 2007) i wynoszą odpowiednio 50°C w przypadku gdy przetwornik realizuje transmisję do powietrza i 43°C w przypadku, gdy transmisja odbywa się do odpowiedniego modelu fantomowego ludzkiego ciała.

Ta druga wartość graniczna oznacza, że temperatura skóry (zwykle 33°C) może wzrosnąć maksymalnie o 10°C. W związku z tym konieczne jest nie tylko ograniczenie mocy akustycznej, ale także zminimalizowanie rozpraszania mocy z powiązanych komponentów elektronicznych, w tym regulatorów prądu stałego.

Aby utrzymać względnie stały poziom sygnału i zmaksymalizować stosunek sygnału do szumu (SNR), stosuje się specjalną formę automatycznej kontroli wzmocnienia (AGC), zwaną kompensacją czasową wzmocnienia (TGC). Wzmacniacz kompensacji czasowej wzmocnienia (TGC) kompensuje wykładnicze tłumienie sygnału, wzmacniając go z wykorzystaniem współczynnika wykładniczego, który jest określany przez czas oczekiwania odbiornika na impuls powrotny.

Należy zauważyć, że istnieją różne rodzaje trybów ultrasonograficznych, co ukazano na ilustracji 2:

• Skala szarości tworzy podstawowy obraz czarno-biały. Widoczne w niej będą artefakty o wielkości zaledwie 1mm.
• Tryby dopplerowskie pozwalają wykryć prędkość obiektu w ruchu, śledząc zmiany częstotliwości sygnału zwrotnego i wyświetlając go w sztucznym kolorze. Służą do badania przepływu krwi lub innych płynów w organizmie. Tryb dopplerowski wymaga przesyłania ciągłej fali do ciała i wykonywania szybkiej transformacji Fouriera (FFT) sygnału zwrotnego.

Ilustracja 2: obraz w skali szarości (A) i kolorowy obraz dopplerowski (B) zewnętrznych tętnic szyjnych na wysokości rozwidlenia tętnicy szyjnej. Należy pamiętać, że gałęzie tętnicy szyjnej zewnętrznej (gwiazdka, po lewej stronie na dole każdej ilustracji) najlepiej widoczne są na kolorowych zdjęciach dopplerowskich. (CCA: tętnica szyjna wspólna; ICA: tętnica szyjna wewnętrzna i ECA: tętnica szyjna zewnętrzna. (Źródło ilustracji: Radiologic Clinics of North America)

• W trybach żylnych i tętniczych wykorzystywane jest obrazowanie dopplerowskie w połączeniu z trybem skali szarości. Wyświetlają one szczegółowy obraz przepływu krwi w tętnicach i żyłach.

Na uproszczonym schemacie blokowym pominięto niektóre kluczowe elementy, podczas gdy bardziej szczegółowy schemat ujawnia dodatkowe funkcje (ilustracja 3).

Ilustracja 3: bardziej szczegółowy schemat blokowy nowoczesnego systemu ultradźwiękowego w większym stopniu uwidacznia jego złożoność, jak również wiele funkcji cyfrowych wbudowanych w projekt. (Źródło ilustracji: Analog Devices)

Po pierwsze, występuje funkcja zasilania. Niezależnie od tego, czy system jest zasilany prądem zmiennym, czy bateryjnie, wymaga on wielu regulatorów prądu stałego do osiągnięcia różnych napięć na szynach. Napięcia te wahają się od kilku woltów dla niektórych funkcji do znacznie wyższych napięć dla przetworników piezoelektrycznych.

Ponadto, ponieważ nowoczesne systemy ultradźwiękowe są w dużej mierze cyfrowe, z wyjątkiem ich analogowych układów front-end dla torów nadawania i odbioru, wyposażone są one w bezpośrednio programowalne macierze bramek (FPGA) do wdrażania cyfrowo sterowanego procesu formowania wiązek oraz innych funkcji. Wspomniane bezpośrednio programowalne macierze bramek (FPGA) wymagają stosunkowo dużych prądów dochodzących do 10A.

Szumy ograniczają parametry działania

Tak samo jak w przypadku większości systemów akwizycji danych, szumy są również jednym z czynników ograniczających parametry działania medycznych systemów ultradźwiękowych. Oprócz szumów wywoływanych przez pacjenta, istnieją różne rodzaje szumów obwodów elektronicznych i komponentów:

• Szum gaussowski będący statystycznie losowym szumem „białym”, powodowanym w dużej mierze przez wahania temperatury, czy szumy obwodów elektronicznych z komponentów aktywnych i pasywnych.
• Szum śrutowy (Poissona) wynika z dyskretnego charakteru ładunków elektrycznych.
• Szum impulsowy, czasami nazywany szumem typu „sól i pieprz”, jest czasami widoczny na obrazach cyfrowych. Może być spowodowany ostrymi i nagłymi zakłóceniami sygnału obrazu i jest postrzegany jako rzadko rozsiane piksele białe i czarne piksele, skąd wzięła się jego nieformalna nazwa.

Omawiane źródła szumów wpływają na rozdzielczość i jakość obrazu. Minimalizuje się je poprzez odpowiedni dobór komponentów elektronicznych, takich jak wzmacniacze i rezystory niskoszumowe, a także odpowiednie filtry analogowe i cyfrowe. Ponadto niektóre szumy można zminimalizować na etapie przetwarzania końcowego za pomocą zaawansowanych algorytmów przetwarzania obrazu i sygnału.

Szumy regulatora: kluczowy czynnik

Istnieje również jedna kwestia związana z szumami, którą należy rozwiązać: szumy wynikające z operacji przełączania w obniżających regulatorach prądu stałego, które zasilają głównie cyfrowe układy scalone, takie jak bezpośrednio programowalne macierze bramek (FPGA) i specjalizowane układy scalone (ASIC). Problem polega na tym, że wpływają one również na czułe analogowe obwody przetwarzania sygnału poprzez promieniowanie elektromagnetyczne (EM), a także przez przewodzenie na szynach zasilających i innych przewodach.

Projektanci starają się zminimalizować te szumy za pomocą elementów ferrytowych, starannego planowania układu komponentów oraz filtrowania szyn zasilających, ale wysiłki te skutkują większą liczbą komponentów, potrzebą zwiększenia powierzchni płytki drukowanej, a przy tym przynoszą tylko częściowy sukces.

Projektanci dążący do zminimalizowania szumów wytwarzanego przez regulatory prądu stałego mogą tradycyjnie sięgnąć po regulatory napięcia o niskim spadku (LDO) charakteryzujące się z natury niskimi generowanymi szumami, ale stosunkowo niską sprawnością na poziomie ok. 50%. Alternatywą jest zastosowanie regulatora przełączającego o sprawności około 90% lub wyższej, charakteryzującego się jednak wyjściowymi szumami impulsowymi rzędu miliwoltów, wynikającymi z działania zegara przełączającego.

Sytuacja z regulatorami prądu stałego, inaczej niż w przypadku większości decyzji dokonywanych przez inżynierów, pozwalających na osiągnięcie pewnego rodzaju kompromisu, wymaga opowiedzenia się po konkretnej stronie: niskiego poziomu szumów i niskiej sprawności, albo wysokiego poziomu szumów i wysokiej sprawności. Kompromis, np. akceptacja o 20% wyższego poziomu szumów w regulatorze napięcia o niskim spadku (LDO) w zamian za niewielki wzrost jego sprawności, jest niemożliwy.

Niskim poziomom szumów charakterystycznym dla regulatorów napięcia o niskim spadku (LDO) zagraża jeszcze inny czynnik. Ze względu na stosunkowo duże rozmiary dla wyższych poziomów prądu - głównie ze względu na problemy termiczne - często muszą one być umieszczone w większej odległości od odbiornika. Na skutek tego szyna wyjściowa regulatora napięcia o niskim spadku (LDO) może przejmować szumy generowane przez komponenty cyfrowe w układzie, co w efekcie pogarsza „czystość" szyn wrażliwych układów analogowych.

Jedną z metod rozwiązywania problemów z umiejscowieniem regulatora napięcia o niskim spadku (LDO) w związku z kwestiami termicznymi jest zastosowanie pojedynczego regulatora, znajdującego się na boku lub rogu płytki drukowanej. Ułatwia to zarządzanie rozpraszaniem ciepła z regulatora napięcia o niskim spadku (LDO) i może pomóc w uproszczeniu budowy układu prądu stałego. Jednak z takim prostym rozwiązaniem jest kilka problemów:

• Nieunikniony spadek napięcia spowodowany przepływem prądu przez rezystancję (IR) między regulatorem a odbiornikami, wynikający z odległości i wysokiego natężenia prądu (spadek ΔV = prąd obciążeniowy (I) × rezystancja ścieżki (R)), oznacza, że napięcie na odbiornikach nie osiągnie nominalnej wartości wyjściowej regulatora napięcia o niskim spadku (LDO), a nawet może być inne na każdym z tych odbiorników. Spadek ten można zminimalizować przez zwiększenie szerokości lub grubości ścieżek na płytce drukowanej lub użycie pionowej szyny zbiorczej, choć te rozwiązania zajmują cenną przestrzeń na płytce i wydłużają wykaz materiałów (BOM).
• Do monitorowania napięcia na odbiorniku można wykorzystać zdalny pomiar, ale sprawdza się on tylko w przypadku odbiornika jednopunktowego, nierozproszonego. Ponadto przewody do zdalnego pomiaru mogą zwiększać oscylację na szynach prądu stałego, ponieważ indukcyjność dłuższej szyny zasilającej i przewodów pomiarowych może mieć wpływ na parametry działania regulatora w stanach nieustalonych.
• Wreszcie pojawia się problem, który jest często najtrudniejszy do opanowania - dłuższe szyny zasilające są również bardziej podatne na szumy wynikające z zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) oraz zakłóceń o częstotliwościach radiowych (RFI).

Pierwszym krokiem jeśli chodzi o rozwiązywanie problemów z zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI) oraz zakłóceniami o częstotliwościach radiowych (RFI) zazwyczaj jest zastosowanie dodatkowych kondensatorów obejściowych, liniowych elementów ferrytowych oraz innych środków. Problem jednak często nie ustępuje. Dodatkowo wspomniane szumy komplikują spełnienie obowiązków prawnych w zakresie emisji zakłóceń w zależności od ich wielkości i częstotliwości.

Regulatory w technologii Silent Switcher jako rozwiązanie dylematu kompromisu

Alternatywnym i zazwyczaj lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie pojedynczych regulatorów prądu stałego umieszczonych jak najbliżej swoich obciążeniowych układów scalonych. Minimalizuje to spadek napięcia spowodowany przepływem prądu przez rezystancję (IR), powierzchnię płytki drukowanej oraz zbieranie i oddawanie szumów szyny. Jednak aby to podejście było opłacalne, konieczne jest zastosowanie małych, wydajnych, regulatorów niskoszumowych w pobliżu obciążenia i nadal spełnianie wszystkich wymagań prądowych.

To właśnie w takich sytuacjach z pomocą przychodzą regulatory z technologią Silent Switcher firmy Analog Devices. Regulatory te nie tylko zapewniają napięcie wyjściowe rzędu kilku woltów przy natężeniu prądu od kilku do 10A, ale dzięki zastosowaniu wielu innowacji konstrukcyjnych robią to przy wyjątkowo niskim poziomie szumów.

Omawiane regulatory nie stanowią „kompromisu” ani rozwiązania pośredniego gdzieś pomiędzy korzystnym niskim poziomem szumów, charakterystycznym dla regulatorów napięcia o niskim spadku (LDO), a wysoką sprawnością regulatorów przełączających. Jenak ich innowacyjna konstrukcja umożliwia inżynierom czerpanie pełnych korzyści ze sprawności przełączników o bardzo niskim poziomie szumów zbliżonym do poziomu szumów regulatorów napięcia o niskim spadku (LDO). W rezultacie projektanci otrzymują to, co najlepsze z obu wspomnianych rozwiązań, jeśli chodzi o szumy i sprawność.

Omawiane regulatory wypełniają lukę, jaka powstawała w przypadku konwencjonalnego sposobu myślenia w kategoriach wyboru pomiędzy regulatorem napięcia o niskim spadku (LDO) i regulatorem przełączającym. Są one dostępne jako urządzenia z technologią Silent Switcher 1 (pierwszej generacji), Silent Switcher 2 (drugiej generacji) oraz Silent Switcher 3 (trzeciej generacji). Projektanci wspomnianych urządzeń zidentyfikowali różne źródła szumów i opracowali sposoby ich tłumienia, a każda kolejna generacja niosła ze sobą dalsze ulepszenia (ilustracja 4).

Ilustracja 4: istnieją trzy generacje regulatorów prądu stałego z technologią Silent Switcher, przy czym każda kolejna bazuje na poprzedniej i rozszerza jej możliwości. (Źródło ilustracji: Analog Devices)

Zalety stosowania urządzeń w technologii Silent Switcher 1 obejmują niski poziom zakłóceń elektromagnetycznych (EMI), wysoką sprawność i wysoką częstotliwość przełączania, która przenosi znaczną część pozostałych szumów z dala od części widma potencjalnie zakłócającego działanie systemu lub powodującego problemy zgodności z przepisami. Zalety technologii Silent Switcher 2 obejmują wszystkie cechy technologii Silent Switcher 1 oraz zintegrowane kondensatory precyzyjne, mniejszą powierzchnią zajmowaną przez rozwiązanie i eliminację zależności od układu płytki drukowanej. I wreszcie urządzenia z technologią Silent Switcher 3 wykazują ultraniski poziom szumów w zakresie niskich częstotliwości od 10Hz do 100kHz, szczególnie w przypadku zastosowań ultradźwiękowych.

Dzięki niewielkim rozmiarom sięgającym zaledwie kilku milimetrów kwadratowych oraz specyficznej sprawności, przełączniki te można instalować bardzo blisko odbiorczych bezpośrednio programowalnych macierzy bramek (FPGA), czy specjalizowanych układów scalonych (ASIC). Niweluje to różnice między parametrami działania podawanymi w arkuszach danych a rzeczywistymi.

Podsumowanie parametrów szumów i parametrów termicznych w urządzeniach z technologią Silent Switcher przedstawiono na ilustracji 5.

Ilustracja 5: użytkownicy korzystający z tych regulatorów zdają sobie sprawę z wyraźnych korzyści pod względem szumów i parametrów termicznych, płynących z zastosowania technologii Silent Switcher. (Źródło ilustracji: Analog Devices)

Bogactwo asortymentu urządzeń z technologią Silent Switcher

Z myślą o spełnieniu szczególnych wymagań stawianych systemom o różnych konstrukcjach, regulatory wykonane w technologii Silent Switcher są dostępne w wielu grupach, wersjach i modelach o różnych parametrach napięcia i natężenia prądu, a także w różnych miniaturowych obudowach (ilustracja 6).

Ilustracja 6: wiele urządzeń wykorzystujących technologię Silent Switcher oferuje różne warianty napięcia, natężenia prądu, szumów i innych atrybutów. (Źródło ilustracji: Analog Devices)

Urządzenia pierwszej i drugiej generacji to m.in. jednostki o napięciu 5V i natężeniach wyjściowych 3, 4, 6 i 10A, np.:

• LTC3307: synchroniczny obniżający regulator Silent Switcher, 5V, 3A, w obudowie LQFN o wymiarach 2mm × 2mm
• LTC3308A: synchroniczny obniżający regulator Silent Switcher, 5V, 4A, w obudowie LQFN o wymiarach 2mm × 2mm
• LTC3309A: synchroniczny obniżający regulator Silent Switcher, 5V, 6 A, w obudowie LQFN o wymiarach 2mm × 2mm
• LTC3310: synchroniczny obniżający regulator Silent Switcher 2, 5V, 10A, w obudowie LQFN o wymiarach 3mm × 3mm

Dodatkowo każdy z nich jest dostępny w wielu wersjach. Na przykład regulator LTC3310 jest dostępny w czterech podstawowych wersjach. Niektóre z nich posiadają kwalifikację motoryzacyjną wg normy AEC-Q100. Należy zauważyć, że zarówno urządzenia pierwszej generacji (SS1) LTC3310 i LTC3310-1, jak i drugiej generacji (SS2) LTC3310S oraz LTC3310S-1, są dostępne z wyjściem regulowanym i ustalonym wyjściem.

Bliższe spojrzenie na regulator LT8625S trzeciej generacji uwidacznia cechy konstrukcji z technologią Silent Switcher 3, wyróżniającej się znakomitymi parametrami działania z niskim poziomem szumów przy napięciu wejściowym od 2,7 do 18V i natężeniu wyjściowym 8A (ilustracja 7).

Ilustracja 7: regulator LT8625S wymaga zaledwie kilku standardowych komponentów zewnętrznych (na ilustracji przedstawiono bliźniacze urządzenie LTC8624S, różniącego się tylko natężeniem prądu 4A). (Źródło ilustracji: Analog Devices)

Charakterystyka regulatora LT8625S:

• Ultraszybka odpowiedź impulsowa dzięki wzmacniaczowi błędu o dużym wzmocnieniu
• Krótki minimalny czas włączania, wynoszący zaledwie 15ns
• Precyzyjna wartość odniesienia z dryftem temperaturowym ±0,8%
• Praca wielofazowa z obsługą nawet 12 faz, zapewniająca wyższy łączny prąd wyjściowy
• Regulowany zegar o częstotliwości od 300kHz do 4MHz z możliwością synchronizacji
• Programowalny wskaźnik prawidłowego zasilania
• Dostępność w 20-wyprowadzeniowej obudowie LQFN o wymiarach 4mm × 3mm (LT8625SP) lub 24-wyprowadzeniowej obudowie LQFN o wymiarach 4mm × 4mm (LT8625SP-1)

Specyfikacje dotyczące szumów wykazują szczególną przydatność w zastosowaniach ultradźwiękowych (ilustracja 8):

• Ultraniska wartość skuteczna (RMS) szumów (od 10Hz do 100kHz): 4μV_RMS
• Ultraniskie szumy punktowe: 4nV/√ Hz przy częstotliwości 10kHz
• Ultraniskie emisje elektromagnetyczne (EMI) na dowolnej płytce drukowanej
• Wewnętrzne kondensatory obejściowe redukują promieniowane zakłócenia elektromagnetyczne EMI

Ilustracja 8: wykresy ukazują, że w regulatorze LT8625S widmowa gęstość zarówno szumów o niskiej częstotliwości, jak i szumów szerokopasmowych jest minimalna. (Źródło ilustracji: Analog Devices)

Praca z niskimi szumami, wysoką sprawnością i niskimi stratami mocy w całym zakresie obciążenia (ilustracja 9).

Ilustracja 9: wysoka sprawność robocza oraz niskie oddziaływanie termiczne urządzenia LT8625S ułatwiają projektowanie systemów. (Źródło ilustracji: Analog Devices)

Projektowanie z wykorzystaniem 20-wyprowadzeniowego urządzenia LT8625S można przyspieszyć dzięki dostępności towarzyszącego obwodu demonstracyjnego/płytki ewaluacyjnej DC3219A (ilustracja 10). Domyślne ustawienie płytki wynosi 1,0V przy maksymalnym prądzie wyjściowym 8A=. Użytkownik może w razie potrzeby zmienić ustawienie napięcia.

Ilustracja 10: do analizy i szybkiego włączania do projektu urządzenia LT8625S opracowano płytkę ewaluacyjną DC3291A. (Źródło ilustracji: Analog Devices)

Podsumowanie

Systemy ultrasonograficzne są niezbędnym, nie stwarzającym ryzyka narzędziem diagnostycznym. Aby uzyskać wymaganą jasność, rozdzielczość i inne parametry obrazu, niezmiernie ważne jest, aby wiedzieć, że odbierane sygnały mogą charakteryzować się bardzo niskim poziomem i szerokim zakresem dynamicznym. Wymaga to, aby inżynierowie wybierali komponenty o niskim poziomie szumu, projektowali rozważnie i dbali o to, by szyny prądu stałego charakteryzowały się możliwie niskimi szumami.

Grupa produktów z technologią Silent Switcher firmy Analog Devices oferuje wysoką sprawność charakterystyczną dla regulatorów przełączających prądu stałego przy równoczesnym zapewnieniu poziomu szumów porównywalnego do regulatorów napięcia o niskim spadku (LDO), których sprawność jest znacznie niższa. Ponadto ich niewielkie rozmiary zaledwie kilku milimetrów kwadratowych pozwalają umieszczać je blisko obsługiwanych przez nie odbiorników, co minimalizuje możliwość przechwytywania szumów wypromieniowywanych przez obwód.