[发明专利]用于跨多个空间上分开的级来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。该系统包括：在探头处的第一ASIC，其适于接收模拟探头信号。第一ASIC包括异步sigma‑delta调制器，其中，异步sigma‑delta调制器适于：接收模拟探头信号；并且输出二进制比特流。该系统还包括：在远程处理单元处的第二ASIC，其适于接收二进制比特流。异步还可以包括时间增益函数电路，第一ASIC还可以包括多路复用器，第二ASIC还可以包括时间数字转换器。时间数字转换器可以是流水线型时间数字转换器。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，并且更具体地涉及在超声系统内跨多个空间上分开的级的信号处理的领域。

背景技术

在超声探头的构造中，需要高电压技术来驱动声换能器元件并且放大所接收的信号。然而，这些高电压技术不适于实现较复杂的功能(例如，模数转换(ADC)和数字信号处理(DSP))，这仅仅是由于这些技术节点中的晶体管的大特征尺寸，这导致过高的面积和功耗、以及过低的速度。该问题推动朝向包含最小功能的高电压集成电路的系统选择，最小功能足以将信号传输到能够执行所需的信号处理以便生成超声图像的单独的低电压集成电路。低电压集成电路意味着小特征尺寸的晶体管，其可以在速度和功耗方面具有最先进的能力，同时保持其小尺寸。

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连接到探头的后端处理单元内。因此，由高电压集成电路接收的模拟信号必须在高电压集成电路与低电压集成电路之间传播。由于必须保持信号完整性以便在接收端处对其正确地解读，因此模拟信号传播本质上是困难的。这因以下各项而进一步复杂化：沿着电缆的可变传播距离、互连电缆线内的信号耗散以及多个干扰信号的存在。另外，新兴的应用通常需要在2D配置下的增加数量的超声换能器，这进而导致必须被传播到后端处理系统的采集数据通道的数量的增加。

另外，必须考虑通常在前端用于减少以模拟方式被传输到后端的数据量的模拟波束成形的限制。在最大动态范围、空间分辨率和最大帧速率方面，模拟波束成形对可实现性能带来了限制。

最后，所有数据都必须以稳健的方式被传输到波束成形器。对于许多非多路复用通道，由于需要许多并行电缆，因此这可能是困难且昂贵的过程。由于声探头中的大数量的通道，因此在单条线路上尽可能地多路复用更多的通道是有益的；然而，存在与多个模拟信号的多路复用相关联的许多困难。

因此，需要提供用于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的稳健手段。

发明内容

本发明由权利要求来限定。

根据依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：

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

异步sigma-delta调制器，其中，所述异步sigma-delta调制器适于：

接收所述模拟探头信号；并且

输出二进制比特流；

在所述远程处理单元处的第二ASIC，其适于接收所述二进制比特流。

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一部分，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一定的可变距离。在一些应用中，远程处理单元可以与探头位于同一壳体内，并且甚至可以占用同一印刷电路板(PCB)；然而，在其他应用中，远程处理单元可以与探头分开若干米的电缆。