← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2013第11期RF & Wireless
Ultrasonic Imaging Transceiver Design for CMUT A Three-Level 30-Vpp Pulse-Shapin
本文介绍了一种用于医疗超声成像的四通道收发器芯片，采用三级脉冲整形技术提高效率。
56%, 50%, 43%更高的声功率输出（2.5, 3.3, 5.0 MHz）
超声成像CMUT收发器芯片高压发射器功率效率
▸创新点1：三级脉冲整形技术（方法创新） - 通过引入第三级电压状态（30-Vpp）优化脉冲波形，相比传统两级脉冲技术，在2.5/3.3/5.0 MHz下分别提升56%/50%/43%的声学功率输出效率，解决了高压脉冲驱动中能效与波形质量的矛盾问题。
▸创新点2：电荷回收电路设计（电路创新） - 在高压发射器（Tx）中集成电荷回收机制，将传统耗散的容性负载能量重新利用，实测功率效率提升显著，且无需额外外置元件，实现了系统级能效优化。
▸创新点3：低噪声接收器架构（电路创新） - 采用跨阻放大器（TIA）拓扑结构，通过噪声-带宽-功耗协同优化，实现2.1 mPA的噪声效率因子（NEF），较文献最优值3.6降低42%，为CMUT接收通道提供超高灵敏度。
▸创新点4：全系统集成验证（系统创新） - 首次在单芯片上集成四通道Tx/Rx并完成医学超声成像全功能验证（包括波束成形、脉冲回波响应和多普勒流速检测），证明其临床适用性与多场景扩展能力。
Abstract
This paper demonstrate s a four-channel trans-
ceiver chip for medical ultrasonic imaging, interfacing to the
capacitive micromachined ultrasonic transducers (CMUTs). The
high-voltage transmitter (Tx) u ses a three-level pulse-shapin g
technique with charge recycling to improve the power ef ficiency.
The design requires minimum o ff-chip components and is scal-
a b l ef o rm o r ec h a n n e l s .T h er e c e i v e ri si m p l e m e n t e dw i t ha
transimpedance ampli fier (TIA) topology and is o