Neuer 256-Kanal-ADC von ams OSRAM reduziert Stromverbrauch und Komplexität von Hochleistungs-CT-Detektoren

  • Der AS5911 im 14 mm x 14 mm FBGA ist eine System-in-Package-Lösung für die Strom-Digital-Wandlung von 256 Fotodiodenausgängen
  • Die Leistungsaufnahme von 1,25 mW pro Kanal minimiert die Eigenerwärmung des CT-Detektors und reduziert die Anforderungen an das Wärmemanagement
  • Das erstklassige Leistungs-Rausch-Verhältnis ermöglicht höchste Bildqualität von CT-Scannern der nächsten Generation
  • Der AS5911 ADC wird eine Schlüsselrolle in der nächsten Generation von Hochleistungs-CT-Scannern für Medizin und Sicherheit spielen, die eine geringere Komplexität bei höherer Leistung erfordern

Premstätten, Österreich und München, Deutschland (2. Februar 2023) -- ams OSRAM (SIX: AMS), ein weltweit führender Anbieter von optischen Lösungen, präsentiert heute mit dem AS5911 einen 256-Kanal-Analog-Digital-Wandler zur Digitalisierung von Signalen aus Photodioden-Arrays in Hochleistungs-Computertomographen (CT).

Josef Pertl, Senior Product Manager für medizinische Bildgebung bei ams OSRAM, sagte: „Der AS5911 ist im Bereich der Spezial-ADCs für High-End-CT-Detektoren heute auf der ganzen Linie überlegen: Er ist kleiner, stromsparender, leistungsfähiger, besser integriert und für Systementwickler einfacher zu handhaben. Der Einsatz des AS5911 reduziert die Komplexität für Hersteller von CT-Detektormodulen mit einer Vielzahl von Formfaktoren, einschließlich jener, die sich an allen 4 Seiten nahtlos verbinden lassen. Er bietet ein erstklassiges Leistungs-Rausch-Verhältnis, um so für die nächste Generation von CT-Scannern die optimale Bildqualität zu erreichen. Dies ermöglicht den Ärzten eine verbesserte Diagnostik, was letztlich zu besseren Ergebnissen für die Patienten führt.“

Der in einem 14 mm x 14 mm großen FBGA untergebrachte AS5911 ist eine System-in-Package-Lösung, die eine gleichzeitige Strom-Digital-Wandlung von 256 Fotodiodenausgängen in einem CT-Detektor durchführt.

Der AS5911 ist kleiner als konkurrierende Spezial-ADCs für CT-Detektoren und hat eine reduzierte Grundfläche, die dank der reduzierten externen Stückliste und eingebetteten Komponenten den Einbau in eine Vielzahl von Detektorformfaktoren, einschließlich der CT Module, die sich an allen 4 Seiten aneinander reihen lassen, erleichtert. Außerdem führt der AS5911 zu einer geringeren Systemkomplexität, da er über integrierte LDO-Spannungsregler, Referenzspannungen, einen Temperatursensor, Netzentkopplungskondensatoren und On-Chip-Kalibrierungsfunktionen verfügt.

Die Verlustleistung ist ein weiterer wesentlicher Vorteil des AS5911. Mit nur 1,25 mW pro Kanal im Energiesparmodus verbraucht er weniger Strom als bereits auf dem Markt erhältliche Produkte. Sein geringer Stromverbrauch erleichtert den Herstellern von CT-Scannern die Temperaturstabilisierung, was letztlich zu einer besseren Systemleistung und zu Einsparpotenzial beim Wärmemanagement führt.

Die ADC-Architektur von ams OSRAM mit Null-Totzeit bietet ein hervorragendes Leistungs-Rausch-Verhältnis. Im rauscharmen Modus liegt das Eingangsrauschen unter 0,29 fC bei einem Eingangsstrombereich von 0,5 µA. Hochleistungs-CT-Detektoren zeichnen sich durch geringes Rauschen aus – ein entscheidender Faktor für die Bildqualität, insbesondere bei niedriger Röntgendosis.

Der AS5911 verfügt über On-Chip-Kalibrierungsfunktionen für Parameter wie Offset-Spannung, Linearität, Offset-Ladung und Leckstrom. Dies ermöglicht die automatische Einstellung der Photodiode und des Front-Ends auf ihren idealen Betriebspunkt und gleicht Offsets und Nichtlinearitäten der Signalkette aus. Die eingebetteten Autokalibrierungsfunktionen verringern den Entwicklungsaufwand im Datenerfassungssystem und machen den Einsatz eines kostengünstigeren FPGA möglich, das weniger Rechenleistung benötigt.

Die Reduzierung der Komplexität des CT-Detektormodul-Designs wird auch durch Funktionen wie integrierte Diagnosen und die Möglichkeit unterstützt, das Gerät mit zwei verschiedenen Stromversorgungsmethoden zu betreiben. Das Gerät kann im echten Erdungsmodus und mit einfacher analoger Versorgung arbeiten. Messbereich, Leistungsmodi und digitale Auslesefunktionen sind über eine SPI-kompatible serielle Schnittstelle konfigurierbar, ebenso wie die Datenausgabemodi der digitalen LVDS-Schnittstelle.

Muster des AS5911 sind ab sofort verfügbar. Evaluierungsboards sind für Leistungsmessungen direkt bei ams OSRAM erhältlich.
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