Notizie PCB - La clonazione del circuito stampato realizza la flessibilità della progettazione ad ultrasuoni

I sottosistemi ad ultrasuoni (come l'AD9272/AD9273 integrato LNA/AAF/ADC e l'interruttore trasversale) implementano un percorso TGC completo, che è il percorso di ricezione più comune per i sistemi ad ultrasuoni. Questi due dispositivi offrono ai progettisti di sistemi la flessibilità necessaria per bilanciare prestazioni e consumo energetico: l'AD9272 ad alte prestazioni ha caratteristiche a basso rumore (0,75nV/rt-Hz), e l'AD9273 a bassa potenza ha una frequenza di campionamento di 40MSPS. Un canale TGC completo consuma solo 100mW. Questi due dispositivi compatibili con pin utilizzano I/O seriali per ottenere un basso numero di pin. Sono tutti utilizzati in un pacchetto compatto 14mm * 14mm * 1.2mm. Rispetto alle soluzioni multi-chip, possono ridurre l'impronta e il consumo energetico di ogni canale di oltre il 33%.

La maggior parte delle aziende di sistemi a ultrasuoni ammettono che la loro proprietà intellettuale di base (IP) risiede nella tecnologia della sonda e del beamforming. I chip multicanale stanno rapidamente diventando dispositivi popolari. Eliminano la necessità di componenti ASIC ad alto costo e infinite regolazioni e ottimizzazioni dei singoli percorsi TGC per completare la progettazione del sistema e ottenere un po' più di prestazioni o risparmio energetico.

I progettisti stanno considerando un'ulteriore integrazione di altre parti del sistema a ultrasuoni. La ricerca ha dimostrato che se il circuito elettronico front-end è più vicino alla sonda, produrrà meno perdite di sonda e una migliore sensibilità del segnale, consentendo ai progettisti di sistema di allentare i requisiti per dispositivi front-end (come LNA/VGA). L'integrazione di queste parti della catena del segnale si è dimostrata vantaggiosa.

Sebbene i sistemi di imaging ad alte prestazioni possano essere implementati utilizzando questo metodo di partizionamento del sistema, non è ottimale dal punto di vista della portabilità, delle dimensioni e del consumo energetico. L'avvento di TGC, ADC e DAC a 4 canali e 8 canali consente un'ulteriore riduzione delle dimensioni e dei consumi energetici senza sacrificare le prestazioni, portando in questi mercati nuovi metodi di progettazione del sistema e nuovi fornitori. I componenti multicanale consentono ai progettisti di posizionare i componenti più vicini tra loro sulla scheda PCB, aumentando così il numero di canali nel sistema; Consentono inoltre ai progettisti di separare circuiti sensibili su due o più schede figlie per completare un sistema Il design, che può efficacemente riutilizzare i circuiti elettronici maturi sviluppati in molte piattaforme.

Nota: Man mano che aumenta il numero di canali, aumenta anche la gamma dinamica. Il rumore può essere trattato efficacemente come componenti irrilevanti nel sistema. Raddoppiando il numero di canali nel sistema, il rumore può essere dimezzato e la gamma dinamica può essere aumentata di 3 decibel. Pertanto, rispetto ad un sistema a 16 canali, un sistema a 64 canali può aumentare la gamma dinamica fino a 12dB.

Tuttavia, questo metodo ha alcuni svantaggi: aumentare il numero di canali può rendere il routing PCB un "incubo", che in alcuni casi costringerà i progettisti a utilizzare componenti con un numero minore di canali. Questo comporta anche nuove sfide per i progettisti meccanici, che non solo aumentano i costi di sistema, ma aumentano anche il rumore della ventola.

Anche se molti anni di ricerca e sviluppo del sistema a ultrasuoni hanno fatto significativi progressi tecnologici, è ancora molto complesso. Come altri sistemi complessi, ci sono molti metodi di partizionamento del sistema.

Per molti anni, i produttori hanno implementato questi sistemi complessi progettando i propri ASIC personalizzati. Questa soluzione consiste solitamente di due ASIC, che integrano la compressione del guadagno di tempo (TGC) e la maggior parte dei componenti sul percorso Rx/Tx, come mostrato in 1. Questo metodo era comune prima che VGA multicanale, ADC e DAC diventassero ampiamente disponibili. I circuiti personalizzati consentono ai progettisti di integrare alcune caratteristiche flessibili e a basso costo, che possono mostrare vantaggi di costo nel tempo, perché l'integrazione della maggior parte della catena del segnale può ridurre al minimo il numero di componenti esterni. Purtroppo, nel tempo, gli ASIC prodotti sulla base della fotolitografia hanno mostrato le loro limitazioni in termini di integrazione e consumo energetico. ASIC ha un gran numero di porte logiche, ma questa tecnologia digitale non è ottimizzata per implementare con successo funzioni analogiche, come ADC ad alte prestazioni. Inoltre, a causa del numero limitato di fornitori, gli ASIC consentono anche ai progettisti di sistemi di scegliere solo all'interno di una gamma ridotta.

Quanto sopra è un'introduzione alla flessibilità della clonazione del circuito stampato per raggiungere la progettazione ultrasonica. Ipcb è anche fornito al produttore di PCB e alla tecnologia di produzione PCB.