A Super-Sensitivity Photoacoustic Receiver System-on-Chip Based on Coherent Detection and Tracking

生物医学中的光声成像 灵敏度(控制系统) 炸薯条 跟踪(教育) 电子工程 光电子学 芯片上的系统 探测理论 材料科学 光学 物理 计算机科学 探测器 电信 工程类 嵌入式系统 心理学 教育学
作者
Chuanshi Yang,Zesheng Zheng,Zhongyuan Fang,Xiaoyan Tang,Kai Tang,Siyu Liu,Liheng Lou,Yuanjin Zheng
出处
期刊:IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:15 (3): 454-463 被引量:5
标识
DOI:10.1109/tbcas.2021.3091627
摘要

Photoacoustic (PA) imaging is becoming more attractive because it can obtain high-resolution and high-contrast images through merging the merits of optical and acoustic imaging. High sensitivity receiver is required in deep in-vivo PA imaging due to detecting weak and noisy ultrasound signal. A novel photoacoustic receiver system-on-chip (SoC) with coherent detection (CD) based on the early-and-late acquisition and tracking is developed and first fabricated. In this system, a weak PA signal with negative signal-to-noise-ratio (SNR) can be clearly extracted when the tracking loop is locked to the input. Consequently, the output SNR of the receiver is significantly improved by about 29.9 dB than input one. For the system, a high dynamic range (DR) and high sensitivity analog front-end (AFE), a multiplier, a noise shaping (NS) successive-approximation (SAR) analog-to-digital convertor (ADC), a digital-to-analog convertor (DAC) and integrated digital circuits for the proposed system are implemented on-chip. Measurement results show that the receiver achieves 0.18 µVrms sensitivity at the depth of 1 cm with 1 mJ/cm2 laser output fluence. The contrast-to-noise (CNR) of the imaging is improved by about 22.2 dB. The area of the receiver is 5.71 mm2, and the power consumption of each channel is about 28.8 mW with 1.8 V and 1 V power supply on the TSMC 65 nm CMOS process.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Connie发布了新的文献求助10
1秒前
费兰特完成签到 ,获得积分10
2秒前
清淮完成签到 ,获得积分10
3秒前
莫歌完成签到 ,获得积分10
3秒前
木可可可完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
yaosan完成签到,获得积分10
6秒前
王kk完成签到 ,获得积分10
6秒前
Attaa完成签到,获得积分10
9秒前
Dr_Dang发布了新的文献求助20
12秒前
WL完成签到 ,获得积分10
14秒前
高大的凡阳完成签到 ,获得积分10
16秒前
JUN完成签到,获得积分10
20秒前
哥哥完成签到,获得积分10
21秒前
ll完成签到,获得积分10
21秒前
277完成签到 ,获得积分10
22秒前
瞿人雄完成签到,获得积分10
23秒前
stiger完成签到,获得积分0
24秒前
没心没肺完成签到,获得积分10
25秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
victory_liu完成签到,获得积分10
38秒前
9527完成签到,获得积分10
43秒前
shiyi0709完成签到,获得积分10
50秒前
学术霸王完成签到,获得积分10
52秒前
开朗的哈密瓜完成签到 ,获得积分10
56秒前
shiki完成签到,获得积分10
58秒前
淡然的芷荷完成签到 ,获得积分0
59秒前
1分钟前
月涵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
房天川完成签到 ,获得积分10
1分钟前
等等发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
俊逸的香萱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
健康的大门完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
打打应助yangxuxu采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
害羞的裘完成签到 ,获得积分0
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Elements of Propulsion: Gas Turbines and Rockets, Second Edition 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6246669
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8070096
关于积分的说明 16845843
捐赠科研通 5322862
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2834283
邀请新用户注册赠送积分活动 1811763
关于科研通互助平台的介绍 1667516