[发明专利]用于跨多个在空间上分开的级执行模数转换的系统和方法

说明书

本发明提供了一种用于将模拟信号从探头传输到远程处理单元的信号处理系统。所述系统包括在探头处的第一ASIC，所述第一ASIC适于接收模拟探头信号。所述第一ASIC包括异步Σ‑Δ调制器，其中，所述异步Σ‑Δ调制器适于：接收所述模拟探头信号；并且输出二元比特流。所述系统还包括在所述远程处理单元处的第二ASIC，所述第二ASIC适于接收所述二元比特流。所述异步Σ‑Δ调制器还包括时间增益功能电路，所述第一ASIC还可以包括多路复用器，所述第二ASIC还可以包括时间‑数字转换器。所述时间‑数字转换器可以是流水线式时间‑数字转换器。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，更具体地涉及跨超声系统内的多个在空间上分开的级的信号处理领域。

背景技术

在构造超声探头的过程中，需要高电压技术来驱动声学换能器元件并放大接收到的信号。然而，仅仅由于在这些高电压技术的节点中晶体管具有大尺寸特征(这会导致面积、功率、损耗过大且速度过低)，这些高电压技术并不适合用于实施更复杂的功能(例如，模数转换(ADC)和数字信号处理(DSP))。该问题推动系统选择包含足以将信号传递到能够执行所需的信号处理以生成超声图像的单独的低电压集成电路的最小功能的高电压集成电路。低电压集成电路意味着晶体管具有小尺寸特征，其能够在速度和功耗方面保持先进水平，同时维持其小尺寸。

通常，高电压集成电路位于超声探头本身内，而低电压集成电路位于经由电缆被连接到探头的后端处理单元内。因此，必须将高电压集成电路接收到的模拟信号在高电压集成电路与低电压集成电路之间传播。由于必须维持信号的完整性以便在接收端正确解读该信号，因此模拟信号传播具有内在的困难。由于沿着电缆的传播距离可变，互连电缆线内的信号耗散以及存在多个干扰信号，这使得情况更加复杂。另外，新兴的应用通常需要数量增加的2D配置的超声换能器，这继而又导致必须传播到后端处理系统的采集数据通道的数量增加。

另外，必须考虑模拟波束形成的局限性，这种模拟波束形成通常在前端使用以减少以模拟方式传递到后端的数据量。模拟波束形成在最大动态范围、空间分辨率和最大帧速率方面引入了对可实现性能的限制。

最后，所有数据都必须以鲁棒的方式传递到波束形成器。对于许多非多路复用通道，由于需要许多并行电缆，因此这会是困难且昂贵的过程。由于声学探头中的通道数量很多，因此在单条线路上多路复用尽可能多的通道是有益的；然而，与多个模拟信号的多路复用相关联的困难很多。

因此，需要提供鲁棒的手段将模拟信号从一个集成电路传播到另一个集成电路，而不需要大量的额外硬件。

发明内容

本发明由权利要求来限定。

根据本发明的一个方面的示例，提供了一种用于将模拟信号从探头传输到远程处理单元的信号处理系统，包括：

在探头处的第一ASIC，所述第一ASIC适于接收模拟探头信号，其中，所述第一ASIC包括：

异步Σ-Δ调制器，其中，所述异步Σ-Δ调制器适于：

接收所述模拟探头信号；并且

输出二元比特流；

在所述远程处理单元处的第二ASIC，所述第二ASIC适于接收所述二元比特流。

探头(例如，超声探头)适于接收模拟信号。探头形成信号处理系统的部分，信号处理系统的另一部分是远程处理单元，远程处理单元通常与探头分开某个可变距离。在一些应用中，远程处理单元可以与探头位于同一壳体内，甚至可以占据同一印刷电路板(PCB)；然而，在其他应用中，远程处理单元可以通过几米长的电缆与探头分开。