Electronique Mag - Le journal de l'électronique.

National Semiconductor Corp. (NYSE : NSM) a dévoilé le premier chipset émetteur/récepteur ultrasons 8 canaux du marché, spécialement conçu pour les systèmes ultrasons portables utilisés dans les hôpitaux, les cliniques, les ambulances ou les équipements de soin à distance. L’architecture innovante du chipset PowerWise® permet de concevoir des unités portables ou portatives dotées d’une autonomie sur batterie supérieure, et de performances d’imagerie dignes de systèmes à console.

National propose un chipset émetteur/récepteur 8 canaux complet, comprenant un frontal de réception analogique (AFE), un commutateur émission/réception, un pulseur de transmission et un "beamformer" (générateur de faisceau) de transmission configurable. Ce haut niveau d’intégration permet aux concepteurs système de mettre au point des systèmes d’échographie 128 canaux ultralégers offrant une bonne qualité d’images et des fonctions de diagnostic malgré un encombrement réduit. National supporte ce chipset avec des kits d’évaluation complets, des schémas de référence, et des outils permettant aux utilisateurs d’évaluer dans le détail les performances du circuit et d’accélérer le lancement des produits.

“Auparavant, une telle qualité d’images échographiques n’était possible qu’avec les systèmes sur chariot," déclare Dr Norbert Gaus, Président exécutif de la division Produits cliniques, chez Siemens Healthcare. "National Semiconductor a mis la barre très haut en termes de performances d’imagerie et de faible consommation pour les systèmes échographiques portables."

Le chipset 8 canaux National comprend quatre circuits intégrés (CI) qui fonctionnent ensemble pour des performances et une efficacité énergétique inégalées. Ainsi, le "beamformer" de transmission peut être configuré pour étalonner les décalages respectifs de la trace de carte, et du retard du pulseur. Ceci améliore radicalement les performances au niveau distorsion, et permet l’imagerie en seconde harmonique. Le commutateur d’émission/réception offre aux concepteurs système la possibilité de favoriser la consommation ou les performances, en sélectionnant différents réglages de courant de polarisation.

L’architecture unique de l’AFE assure une qualité d’images et une consommation en mode B inférieure de 10% par rapport au meilleur AFE disponible. Elle fait appel au DVGA (Digital Variable Gain Amplifier, ou amplificateur à gain numérique variable) offrant la plus haute résolution du marché, et à un CAN (convertisseur analogique-numérique) CTSD (Continuous Time Sigma Delta, ou Sigma Delta a temps continu) basse consommation. Le DVGA offre plusieurs avantages par rapport au VGA analogique conventionnel, notamment une meilleure adaptation canal-canal et de meilleures performances spectrales. Le CAN CTSD contient un filtre anti-aliasing intrinsèque qui permet de réduire la consommation d’énergie, comparé aux filtres anti-aliasing d’ordre inférieur, que l’on trouve dans les AFE à CAN pipeline classiques.

National propose une solution signal complète pour systèmes d’échographie portables, comprenant aussi les circuits d’horloge et de gestion d’énergie. Pour plus d’informations sur le chipset émetteur/récepteur à ultrasons National et sa carte d’évaluation, visitez http://www.national.com/ultrasound. Pour une démonstration vidéo de l’AFE LM96511 AFE fonctionnant en mode B ou Doppler CW, avec des signaux d’entrée émulant un environnement ultrasons réel, visitez http://bit.ly/LM965xxDemoVideo.

Frontal analogique récepteur d’ultrasons Powerwise LM96511

Le LM96511 intègre huit canaux à LNA, DVGA, CAN 12 bits 40-50 MHz à sorties données LVDS, et huit démodulateurs pour beamforming Doppler CW. L’AFE offre la plus faible consommation en mode B à 110 mW par canal. Il améliore la qualité d’image avec un appairage de gain canal-canal à +/- 0.06 dB (typique), soit quatre fois mieux que le meilleur AFE comparable. Le Doppler CW intégré offre une dynamique de 161 dB par Hertz, permettant la mesure d’un flux sanguin à vitesse réduite dans des organes comme le foie. L’AFE offre toutes ces performances dans un boîtier de 187 mm², soit 27% de moins que les modèles équivalents.

Commutateur d’émission/réception d’ultrasons PowerWise LM96530

Le LM96530 contient huit commutateurs de transmission/réception à diodes de verrouillage intégrées et possibilité de coupure de canal individuel. Par rapport à d’autres commutateurs E/R, le LM96530 offre un bruit en entrée amélioré de 55% à 0.5 nV/racine(Hz) ; et une résistance à l’état passant améliorée de 53%, à 16 ohms, améliorant ainsi la sensibilité du récepteur et la résolution d’image. Le LM96530 permet de réduire l’encombrement sur carte d’un facteur 4 par rapport aux solutions discrètes, et sa commande SPI connectée en cascade réduit le nombre de pins d’entrée-sortie FPGA nécessaire à la programmation.

Pulseur de transmission d’ultrasons PowerWise LM96550

Le LM96550 contient huit pulseurs à circuit d’amortissement, capables de générer des impulsions bipolaires +/- 50V, avec des courants crête jusqu’à 2A et des fréquences d’impulsions jusqu’à 20 MHz. Le LM96550 dispose d’une protection contre la surchauffe, basé sur la mesure en continu de la température de la puce reliée a une sortie logique de coupure d’alimentation.

Beamformer de transmission d’ultrasons configurable PowerWise LM96570

Le LM96570 améliore d’un ordre de grandeur les performances de jitter (25 ps crête-crête) par rapport à ce que produisent traditionnellement des FPGA (circuits pré-diffusés). Ceci permet une formation d’image de résolution beaucoup plus élevée en mode B, et la mesure de flux sanguins plus lents en mode Doppler CW. Le LM96570 simplifie l’implantation de la carte en permettant aux concepteurs de l’implanter directement à côté du pulseur, et d’éviter ainsi les problèmes typiques posés par le routage des broches E/S du FPGA au pulseur.

Outils de développement pour accélérer le lancement des produits

Des kits d’évaluation, des schémas de référence et d’autres outils faciles à utiliser, proposés par National, permettent une évaluation rapide et précise, tout en accélérant le lancement des produits. National propose un package de développement complet, incluant le matériel et le logiciel d’analyse d’acquisition WaveVision 5, doté d’une interface graphique conviviale pour la programmation et le contrôle du circuit.

Conditionnement, prix et disponibilité

Disponible dès maintenant, le frontal AFE LM96511 se présente en boîtier BGA 376 pins, de 11 x 17 mm, au prix de 55 dollars l’unité, par quantités de 1000 pièces. Le commutateur d’émission/réception LM96530 est conditionné en boîtier LLP® 60 pins de 9 x 9 mm, le pulseur LM96550 en boîtier LLP 80 pins de 12 x 12 mm, et le beamformer LM96570 en boîtier LLP 32 pins de 5 x 5 mm. Les LM96530, LM96550 et LM96570 sont respectivement tarifés 8, 20 et 6 dollars l’unité, par quantités de 1000 pièces. Ces trois circuits sont d’ores et déjà échantillonnables, avec une production en volume prévue pour novembre 2010.

http://www.national.com