一个2D超声波分相阵列发射器ASIC用于高频US刺激和供电

科学领域:

• 电气工程 电气工程
• 生物医学工程 生物医学工程
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 超声波 (美国) 神经调节和功率传输需要先进的发射器来集中美国波.
• 微型化,高分辨率的3D美国方向盘要求集成的2D阶段阵列传感器和ASIC系统.
• 高频操作和元件间距限制给ASIC设计带来了重大挑战,特别是对于光束成形通道.

研究的目的:

• 为应对设计用于聚焦超声波的高频二维相序列ASIC的挑战.
• 优化美国的发射系统,以实现高频运行和最低功耗.
• 为先进的美国应用实施和验证高频2D阶段数组ASIC.

主要方法:

• 美国发射器的系统级优化,以实现高频操作和功率效率.
• 使用TSMC 180nm BCD技术设计和制造两个ASIC.
• 实现一个单独的光束成形通道来分析频率,电压和能力的权衡.
• 设计和实验验证一个12MHz调度匹配的12x12相序列ASIC.

主要成果:

• 在单个通道中,在频率,驱动电压和光束成形能力之间证明了权衡.
• 成功设计和验证了一种12MHz调度匹配的12x12相序列ASIC,在20V振幅下运行,并具有3位相位.
• 经过验证的ASIC分阶段功能,最大DNL为0.35 LSB.
• 实现的平均功耗为130mW (连续脉冲) 和26.6mW (1kHz PRF爆发).

结论:

• 开发的2D相序列ASIC有效地实现了高频,高分辨率的3D聚焦超声波方向.
• ASIC设计成功地减轻了与高频操作的元件间距和小型化相关的挑战.
• 该系统展示了一种可行的解决方案,用于高效的超声波神经调节和植入设备的功率传输.