至今，設(shè)計(jì)人員都面對(duì)ADC選擇的折衷考慮。流水線轉(zhuǎn)換器提供高分辨率和寬動(dòng)態(tài)范圍，但其功耗相當(dāng)高。另一種方法，分立時(shí)間Δ∑轉(zhuǎn)換器幾乎不需要太大的功率，但嚴(yán)格受速度所限。ADC,即移動(dòng)ADC,是Application data center的縮寫，其實(shí)是ASP模式與IDC業(yè)務(wù)的結(jié)合的演變，是由中國(guó)移動(dòng)推出的一項(xiàng)移動(dòng)信息化產(chǎn)品業(yè)務(wù)，主要針對(duì)中小企業(yè)，屬于移動(dòng)信息化的行業(yè)應(yīng)用，業(yè)務(wù)主要包括有移動(dòng)OA、手機(jī)郵箱、無(wú)線網(wǎng)站以及移動(dòng)進(jìn)銷存等四款行業(yè)應(yīng)用托管解決方案。

　　1 CTDS ADC

　　連續(xù)時(shí)間Δ∑（CTDS）技術(shù)可填補(bǔ)轉(zhuǎn)換器的空白。Xignal公司近推出的產(chǎn)品可工作在40Msample/s（相當(dāng)于流水線轉(zhuǎn)換器的50~60Msample/s），具有12位或14位分辨率、高功能集成度（包含的片上時(shí)鐘源），其功耗僅70mW.此產(chǎn)品也具有1個(gè)電阻輸入級(jí)，這很容易驅(qū)動(dòng)，而不用借助緩沖放大器。

　　圖1示出CTDS ADC 與流水線轉(zhuǎn)換器相對(duì)性能比較，此圖是根據(jù)IEEE認(rèn)可的FOM（性能因數(shù)）測(cè)量。FOM是每次轉(zhuǎn)換的能量量測(cè)。FOM也示出工藝結(jié)構(gòu)未來(lái)的標(biāo)度，連續(xù)時(shí)間Δ∑器件將沿給出較高性能水平的路線圖發(fā)展。

　　圖2標(biāo)出1個(gè)完整的模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。左手邊的圖示出1個(gè)完整的系統(tǒng)對(duì)于流水線轉(zhuǎn)換器需5個(gè)外部電路元件。它們是可編程增益放大器（通過(guò)分離的DAC進(jìn)行增益控制）提供定時(shí)基準(zhǔn)的高性能時(shí)鐘和鎖相環(huán)。與此相反，連續(xù)時(shí)間Δ∑實(shí)現(xiàn)方法去除了所需的抗混淆濾波和輸入驅(qū)動(dòng)器，而Xignal的實(shí)現(xiàn)方法把所有其他功能都集成在片上。

　　CTDS轉(zhuǎn)換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：更快和更簡(jiǎn)單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，較低的功耗，對(duì)動(dòng)態(tài)范圍或速度不需折衷考慮。在多通道應(yīng)用中，上述CTDC ADC的優(yōu)點(diǎn)能增值，而且能使設(shè)計(jì)人員采用新的和有益的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而這在以前是不可能的。此技術(shù)的應(yīng)用范圍是廣泛的，包括電子業(yè)的所有領(lǐng)域，特別是來(lái)自各種傳感器的模擬信號(hào)需要轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的領(lǐng)域。

　　2 醫(yī)療超聲應(yīng)用

　　超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距，測(cè)速，清洗，焊接，碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽(tīng)覺(jué)上限而得名。

　　醫(yī)學(xué)超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性，即將超聲波發(fā)射到人體內(nèi)，當(dāng)它在體內(nèi)遇到界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射及折射，并且在人體組織中可能被吸收而衰減。因?yàn)槿梭w各種組織的形態(tài)與結(jié)構(gòu)是不相同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同，醫(yī)生們正是通過(guò)儀器所反映出的波型、曲線，或影象的特征來(lái)辨別它們。此外再結(jié)合解剖學(xué)知識(shí)、正常與病理的改變，便可診斷所檢查的器官是否有病。

　　在醫(yī)療超聲系統(tǒng)中，超聲換能器發(fā)射超聲波，超聲波被目標(biāo)物反射并重新被換能器接收。為了掃描1個(gè)較大的區(qū)域并在一定的距離聚集在目標(biāo)上，需要在目標(biāo)小，需要在一維或二維陣列中配置多發(fā)送/接收元件以便形成波束。波束的聚焦和方向可以電控。

　　換能器通過(guò)靈活的纜線連接到處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元。每個(gè)換能元件通過(guò)自己的數(shù)據(jù)通道或多路轉(zhuǎn)換電路連接到處理單元。高端系統(tǒng)配量高達(dá)512個(gè)通道，中等性能系統(tǒng)可達(dá)256個(gè)通道，便攜系統(tǒng)可達(dá)128個(gè)通道。

　　根據(jù)目標(biāo)到傳感器頭的距離和目標(biāo)性質(zhì)，經(jīng)纜線接收和發(fā)送的模擬信號(hào)幅度是寬范圍的。因此，纜線是由若干低損耗同軸芯組成，這是超聲系統(tǒng)是昂貴的元件之一。盡管如此，纜線損耗和換能器接口上的損耗是高性能和相當(dāng)昂貴接收器的要求。

　　3 信號(hào)完整性

　　若ADC做得緊靠換能器，則會(huì)改善信號(hào)完整性。然而，CDTS技術(shù)開(kāi)發(fā)之前所用的模擬前端，其流水線ADC每個(gè)通道耗電高達(dá)0.5W.這對(duì)于1個(gè)中等系統(tǒng)（128個(gè)通道）其耗電達(dá)64W,所產(chǎn)生的熱會(huì)影響換能器頭的性能并對(duì)病人和醫(yī)生造成很大的不適。相反，在同樣系統(tǒng)中采用CTDS方案耗電只有8.75W,甚至耗電會(huì)更小（采用多通道ADC器件共享某些資源，

　　便攜系統(tǒng)要求縮小超聲掃描器的尺寸。在實(shí)現(xiàn)小型和低成本系統(tǒng)中，ADC功耗是重要的設(shè)計(jì)參量，這種小型系統(tǒng)轉(zhuǎn)換發(fā)生在換能器頭或處理單元中，系統(tǒng)要求少的冷卻。新系統(tǒng)也可能是電池供電，所以使功耗是更關(guān)鍵的因素。

　　4 繼續(xù)研究

　　人們研究在連續(xù)波多普勒應(yīng)用中用數(shù)字波束形成器替代模擬波束形成器而且經(jīng)過(guò)同樣的數(shù)字處理通路處理來(lái)自幾個(gè)超聲節(jié)點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)。用這樣的低電壓一般的ADC技術(shù)不可能達(dá)到所要求的性能。連續(xù)時(shí)間Δ∑技術(shù)用1.2V電源能提供所要求的性能并將隨著CMOS工藝技術(shù)的發(fā)展會(huì)進(jìn)一步降低功耗和減小尺寸。

　　在換能器頭中采用CTDS ADC的超聲系統(tǒng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)示于圖3.除ADC外，有源換能器包含低功率可變?cè)鲆娣糯笃?、串行器和?shù)字接口，這能大大地降低用于互連主處理單元的纜線數(shù)量。

　　CDTS ADC 的優(yōu)點(diǎn)是在可能的功耗下提供所需的高速度、高分辨率。在汽車、醫(yī)療、工業(yè)和測(cè)試測(cè)量設(shè)備的與傳感器相關(guān)的應(yīng)用中，此技術(shù)可以用于構(gòu)成新的結(jié)構(gòu)，使模/數(shù)轉(zhuǎn)換靠近傳感器。