Der neue Chipsatz von National Semiconductor besteht aus vier einzelnen Bausteinen für Analog-Frontend, Switch, Impulsgeber und Strahlformer.

Der neue Chipsatz von National Semiconductor besteht aus vier einzelnen Bausteinen für Analog-Frontend, Switch, Impulsgeber und Strahlformer.

Früher waren Ultraschallgeräte als Konsole aufgebaut – klobige Geräte, die fest in einer Praxis stehen. Damit auch die mobilen Varianten künftig bessere Bilder liefern, hat National einen kompakten Chipsatz entwickelt. Ein kompletter Chipsatz für die analoge Seite mobiler Ultraschallgeräte, der durchgängig acht Kanäle bedient: Mit diesem neuen Produkt geht National Semiconductor gerade an den Markt. Die Chips gehören zur Powerwise-Familie und eigenen sich für Handapparate ebenso wie für Konsolen-Geräte, die ebenfalls per Akku betrieben werden – beispielsweise in einem Krankenwagen. Trotz ihrer energiesparenden Architektur versprechen die Bausteine vergleichbare Performance wie stationäre Geräte. Zum Chipsatz gehören das Analog-Frontend (AFE) für den Empfänger, ein Switch zum Umschalten zwischen Sende- und Empfangsbetrieb, ein Sende-Impulsgeber und einen konfigurierbaren Strahlformer.

Der hohe Grad an Integration dieser Lösung ermöglicht es, kompakte und portable 128-Kanal-Ultraschallgeräte aufzubauen, die entsprechend viele Bausteine parallel nutzen. National liefert dazu die kompletten Schaltpläne und Tools bis hin zu fertigen Evaluierungskits: Kunden können sich also auf die Datenauswertung in einem DSP oder FPGA konzentrieren. „Früher war diese Bildqualität nur mit stationären Ultraschallgeräten möglich“, bestätigt Dr. Norbert Gaus, CEO der Business Unit Ultraschall bei Siemens Healthcare.

Der AFE-Baustein LM96511 integriert acht Kanäle LNA, DVGA, und einen 12-Bit-Analog-Digital-Wandler mit 40 bis 50 Megahertz Samplerate und LVDS-Ausgängen. Dazu kommen acht Demodulatoren für CW-Doppler-Strahlformer. Das AFE benötigt im so genannten B-Modus (Schwarz-Weiß-Bilder) nur 110 Milliwatt pro Kanal. Die Vorverstärkung der einzelnen Kanäle ist sehr konstant – sie weichen um maximal ± 0,06 Dezibel voneinander ab. Laut Suresh Ram, Direktor für den Medizinbereich bei National, ist das vier mal besser als der nächste Konkurrent. Der CW-Doppler liefert 161 Dezibel pro Hertz Dynamik, womit sogar der Blutstrom etwa in der Leber sichtbar wird.

Der Switch-Baustein LM96530 enthält acht Sende-/Empfangs-Umschalter und kann jeden Kanal einzeln abschalten. Das niedrige Rauschen von 0,5 Nanovolt pro Wurzel aus Hertz und der On-Widerstand von 16 Ohm erhöhen die Empfindlichkeit und Auflösung, was die Bildqualität weiter verbessert. Die SPI-Steuerleitungen lassen sich im Daisy-Chain-Verfahren verbinden, so dass nur eine Steuerleitung am FPGA belegt wird. Die weiteren Bausteine des Chipsatzes sind der Impulsgeber LM96550 und der Strahlformer LM96570. (lei)