מייצב הספקת-הכוח הנכון יכול למזער רעש פסי DC‏ ולשפר את איכות תמונת דימות אולטרסאונד

רעש הוא גורם מגביל-ביצועים במערכות אולטרסאונד רפואיות ואחרות. כמובן, המונח הפשוט "רעש" מתייחס להרבה סוגים שונים, שחלקם הם אינהרנטים למצב הרפואי ולמטופל, בעוד שאחרים הם אלקטרוניים באופיים. הרעש הדומיננטי המושרה על ידי המטופל נקרא "רעש כתמים (Speckle‏)" והוא נובע במידה רבה מחוסר האחידות (אי-הומוגניות) של הרקמות והאיברים של המטופל. מתכנני מעגלים יכולים לעשות מעט בקשר לרעש הנגרם מהמטופל, אך הם יכולים לעשות הרבה כדי למזער את המקורות והסוגים השונים של רעש האלקטרוניקה.

בין מקורות הרעש הפוטנציאליים הללו נמצאים מייצבי DC/DC‏. כדי למזער את הרעש, המתכננים יכולים להשתמש במייצבים קטנים ושקטים עם מפל-מתח נמוך (LDO) הממשיכים להשתפר בנצילות שלהם. אפילו LDOs אלה עלולים לעתים לגרום לבזבוז הספק עקב בעיות ניהול תרמי קשורות. האלטרנטיבה היעילה ל-LDO היא מייצב ממותג, אך להתקנים אלו יש רעש גבוה יותר עקב האופי הממותג שלהם. רעש זה יש להפחית אם המתכננים רוצים לנצל את יתרונות התקנים אלו במלואם.

חידושים אחרונים בתכנון של טופולוגיות המרת הספק הפחיתו רעש זה, וכתוצאה מכך יש שינוי בפשרות איזון רעש-נצילות. לדוגמה, מייצבים ממותגים מונוליתיים בהספק גבוה יכולים להזין ביעילות ICs דיגיטליים עם פסי DC עם רעש נמוך, נצילות גבוהה ודרישות מקום מינימליות.

מאמר זה דן בקצרה באתגרים של אולטרסאונד. לאחר מכן הוא מציג את משפחות ה-Silent Switcher IC הזעירות של Analog Devices, ומשתמש ב-LT8625S‏ כדוגמה עיקרית כדי להראות כיצד מייצבים ממותגים חדשניים אלה עומדים ביעדים המרובים עבור עומסים במתח חד-ספרתי, מתחת ל-10 אמפר (A) הדרוש עבור דימות אולטרסאונד עם ביצועים גבוהים. דוגמאות אחרות ל-Silent Switcher IC מסופקות כדי להראות את רוחב המשפחה.

לאולטרסאונד יש בעיות ייחודיות בנתיב האותות

עקרון הפעולה של דימות אולטרסוני הוא פשוט אך פיתוח מערכת דימות בעלת ביצועים גבוהים דורש מומחיות תכנון ניכרת, רכיבים מיוחדים רבים ותשומת לב לפרטים (איור 1).

איור 1: דיאגרמת בלוקים ברמה גבוהה של מערכת דימות אולטרסאונד מרמזת על המורכבות של מימוש מערכת המבוססת על עיקרון פיזיקלי פשוט. (מקור התמונה: Analog Devices)

מערכת הדימות משתמשת במערך של מתמרים פייזואלקטריים המופעלים בפולסים כדי לייצר חזית גל אקוסטי. למערכות חדשות רבות יש עד 256 רכיבי מתמר כאלה, שכל אחד מהם חייב להיות מבוקר באופן עצמאי. התדרים המשודרים נעים בין 2 ל-20 מגה-הרץ (MHz).

על ידי כיוונון התזמון היחסי של המתמרים במערך באמצעות השהיות משתנות, ניתן לעצב את אלומות הפולסים הנפלטים ולכוון אותם למיקומים ספציפיים. תדרים גבוהים יותר מספקים רזולוציה מרחבית טובה אך הם בעלי יכולת חדירה גרועה יחסית, וכתוצאה מכך איכות התמונה יורדת. רוב המערכות משתמשות בסביבות 5 מגה-הרץ כפשרה אופטימלית.

ברגע שהפולס נפלט, המערכת עוברת לאופן קליטה וקולטת את ההדים של הפולס האקוסטי, שנוצרים בכל פעם שאנרגיית הגל האקוסטי פוגעת במחסום אימפדנס, כמו למשל בגבול בין סוגים שונים של רקמות או איברים. שיהוי הזמן שבו חוזרים ההדים ביחס לזמן שליחתם מספק את מידע הדימות.

עקב הנחתה בלתי-נמנעת של אות האולטרסאונד כשהוא עובר ברקמה פעמיים - פעם אחת עבור הנתיב קדימה ופעם אחת עבור ההד החוזר - רמת האות המתקבל משתרעת על תחום דינמי רחב. זה יכול להיות גבוה עד כדי וולט אחד או נמוך עד כדי כמה מיקרו-וולט, שזה תחום של כ-120 דציבלים (dB).

שימו לב שעבור אות אולטרסאונד של 10 מגה-הרץ ועומק חדירה של 5 סנטימטרים (ס"מ), האות הלוך ושוב מוחלש ב-dB‏ 100‏. לכן, כדי לטפל בתחום דינמי רגעי של כ-dB‏ 60‏ בכל מקום, התחום הדינמי הנדרש יהיה dB‏ 160‏ (תחום דינמי של מתח של 100 מיליון ל-1).

הפתרון הקל ביותר להתמודדות עם תחום דינמי רחב, אותות ברמה נמוכה ויחס אות-לרעש (SNR) לא מספיק עשוי להיראות פשוט להגדיל את הספק המתמר הנפלט. עם זאת, מלבד דרישות ההספק הברורות שזה מציב, קיימות גבולות מחמירים על הטמפרטורה של הבחון האולטרסוני שבא במגע עם עור המטופל. טמפרטורות פני השטח המקסימליות המותרות של המתמר מוגדרות בתקן (IEC 60601-2-37 (Rev 2007 ב-50°C כאשר המתמר משדר לאוויר ו-43°C כאשר הוא משדר לתוך גוף אדם מתאים.

גבול אחרון זה מרמז שניתן לחמם את העור (בדרך כלל ב-C‏°‏33‏) ב-C‏°‏10‏ לכל היותר. לפיכך, לא רק שההספק האקוסטי חייב להיות מוגבל, אלא גם כל פיזור מהאלקטרוניקה הקשורה - כולל מייצבי DC/DC‏ - חייב להיות מוקטן למינימום.

כדי לשמור על רמת אות קבועה יחסית ולמקסם את ה-SNR, משתמשים בצורה מיוחדת של בקרת הגבר אוטומטית (AGC) הנקראת פיצוי הגבר-זמן (TGC). מגבר ה-TGC מפצה על דעיכת האות האקספוננציאלית על ידי הגברה של האות באמצעות גורם אקספוננציאלי שנקבע לפי משך הזמן שהמקלט חיכה לפולס החוזר.

שימו לב שישנם סוגים שונים של אופני דימות אולטרסאונד כפי שמוצג ב(איור 2):

• סולם אפורים מייצר תמונה בסיסית בשחור-לבן. הוא יכול לפתור ארטיפקטים הקטנים עד כדי מילימטר אחד (מ"מ).
• אופני דופלר מגלים את המהירות של אובייקט בתנועה על ידי מעקב אחר הסטת התדר של האות החוזר והצגתו בצבע סרק. זה משמש לבדיקת דם או נוזלים אחרים הזורמים בתוך הגוף. אופן דופלר דורש העברת גל רצוף לתוך הגוף ויצירת התמרת פורייה מהירה (FFT) של האות החוזר.

איור 2: מראה של סולם אפורים (A) ודופלר צבעוני (B) של עורקי הצוואר החוץ-גולגולתיים בגובה של התפצלות עורקי הצוואר. שימו לב שאת הענפים של ה-ECA (כוכבית, משמאל למטה בכל תמונה) ניתן לראות בצורה הטובה ביותר בדימות דופלר צבעוני. (CCA: עורק הצוואר המשותף; ICA: עורק הצוואר הפנימי; ו-ECA: עורק הצוואר החיצוני (ECA). (מקור התמונה: Radiologic Clinics of North America)

• אופני ורידים ועורקים משתמשים בדופלר בשילוב עם אופן סולם אפורים. הם משמשים להצגת זרימת הדם בעורקים ובוורידים בפירוט.

דיאגרמת הבלוקים המפושטת משאירה כמה רכיבים עיקריים, בעוד שתרשים מפורט יותר חושף פונקציות נוספות (איור 3).

איור 3: דיאגרמת בלוקים מפורטת יותר של מערכת אולטרסאונד מודרנית הופכת את המורכבות שלה לברורה יותר, כמו גם את הפונקציות הדיגיטליות הרבות המשובצות בתכן. (מקור התמונה: Analog Devices)

ראשית, יש את פונקציית הספקת-הכוח. בין אם המערכת מוזנת באמצעות קו AC או סוללה, היא דורשת מייצבי DC/DC מרובים כדי לפתח את מתחי הפסים השונים. מתחים אלה נעים בין וולטים בודדים עבור פונקציות מסוימות ועד מתחים גבוהים בהרבה עבור מתמרי הפייזו.

יתרה מכך, מכיוון שמערכות אולטרסאונד מודרניות הן בעיקרן דיגיטליות, למעט הקצוות הקדמיים האנלוגיים שלהן עבור נתיבי השידור והקליטה, הן כוללות FPGAs עבור מימוש של עיצוב האלומה המבוקרת דיגיטלית ופונקציות אחרות. FPGAs אלה דורשים כמות משמעותית יחסית של זרם, המגיעה עד A‏ 10‏.

רעש מגביל את הביצועים

כמו ברוב מערכות קליטת נתונים, רעש הוא גם אחד הגורמים המגבילים את הביצועים עבור מערכות אולטרסאונד רפואיות. בנוסף ל"רעש כתמים" המושרה על ידי המטופל, ישנם סוגים שונים של רעשי מעגלים ורכיבים אלקטרוניים:

• רעש גאוסיאני הוא רעש "לבן" אקראי מבחינה סטטיסטית הנובע בעיקר מתנודות תרמיות, או רעש מעגל אלקטרוני מרכיבים אקטיביים ופסיביים.
• רעש Shot‏ (Poisson) נובע מהאופי הבדיד של מטענים חשמליים.
• רעש מתקף (Impulse‏), הנקרא לפעמים רעש מלח-ופלפל, נראה לפעמים בתמונות דיגיטליות. הוא יכול להיגרם מהפרעות חדות ופתאומיות באותות התמונה ונראה כמו פיקסלים לבנים-שחורים המופיעים בצורה דלילה, ומכאן השם הבלתי-פורמלי.

מקורות רעש אלה משפיעים על רזולוציית ואיכות התמונה. הם ממוזערים על ידי בחירות מתאימות של רכיבים אלקטרוניים, כגון מגברים ונגדים בעלי רעש נמוך, כמו גם מסננים אנלוגיים ודיגיטליים מתאימים. בנוסף, רעש מסוים עשוי להיות ממוזער בעיבוד נוסף על ידי אלגוריתמים מתוחכמים של עיבוד תמונה ואותות.

רעש המייצב: גורם מפתח

יש גם נושא אחד הקשור לרעש שחייבים לטפל בו: רעש המיתוג ממייצבי DC/DC‏ מורידי-מתח (Buck‏) המספקים בעיקר את הכוח ל-ICs‏ דיגיטליים כגון FPGAs‏ ו-ASICs‏. הבעיה היא שהם משפיעים גם על מעגלי עיבוד אותות אנלוגיים רגישים עקב קרינה אלקטרומגנטית (EM), כמו גם הולכה דרך פסי הספקת-הכוח ומוליכים אחרים.

המתכננים מנסים למזער את הרעש הזה באמצעות חרוזי פרייט (Ferrite‏), פריסות מוקפדות וסינון פסי הספקת-הכוח, אך מאמצים אלה מגדילים את מספר הרכיבים וצורכים שטח על לוחות המעגלים המודפסים (PC), ולעתים מצליחים רק באופן חלקי.

מסורתית, מתכננים השואפים למזער את הרעש שנוצר על ידי מייצבי DC/DC‏ יכולים לבחור ב-LDO עם יציאת רעש נמוך אינהרנטית, אך עם נצילות נמוכה יחסית של כ-50%. החלופה היא להשתמש במייצב ממותג עם נצילות של כ-90% ומעלה, אך עם רעש מתקף (Impulse‏) בסדר גודל של מילי-וולט עקב שעון המיתוג.

בניגוד לרוב ההחלטות ההנדסיות שבהן יש פשרות לאורך הרצף, המצב עם מייצבי DC/DC‏ מחייב בחירה בצד זה או אחר: רעש נמוך עם נצילות נמוכה לעומת רעש גבוה עם נצילות גבוהה. אין פשרה, כמו קבלת רעש גבוה ב-20% ב-LDO בתמורה לעלייה מתונה בנצילות שלו.

הרעש הנמוך אינהרנטית של ה-LDO יכול להיפגע על ידי גורם אחר. בשל גודלו הגדול יחסית לרמות זרם גבוהות יותר - בעיקר בשל שיקולים תרמיים - יש להציב אותו לעתים קרובות במרחק גדול יותר מהעומס שלו. זה מאפשר לפס היציאה של ה-LDO לקלוט רעש מוקרן מרכיבים דיגיטליים במערכת, הפוגע בפס הנקי של המעגלים האנלוגיים הרגישים.

פתרון אחד למיקום ה-LDO עקב שיקולי ניהול תרמי הוא להשתמש במייצב יחיד, הממוקם בצד או בפינה של לוח ה-PCB‏. פעולה זו עוזרת לנהל את בעיות פיזור ה-LDO ואולי מפשטת את הארכיטקטורה ברמת מערכת ה-DC/DC. עם זאת, לפתרון הנראה-פשוט זה יש בעיות רבות:

• מפל ה-IR הבלתי-נמנע בין המייצב לעומסים עקב המרחק ורמות הזרם הגבוהות (מפל ΔV = זרם העומס (I) × התנגדות הפסים המוליכים (R)) פירושו שהמתח בעומסים לא יהיה בערך היציאה הנומינלי של ה-LDO, ואף עשוי להיות שונה בכל עומס. מפל זה ניתן למזער על ידי הגדלת רוחב או עובי הפסים המוליכים על לוח ה-PCB‏ או שימוש בפס צבירה עומד, אך אלה משתמשים בשטח לוח יקר ומוסיפים למפרט החומרים (BOM).
• ניתן להשתמש בחישה מרחוק כדי לנטר את המתח בעומס, אך זה עובד היטב רק עבור עומס חד-נקודתי לא-מפוזר. בנוסף, מוליכי החישה-מרחוק עשויים לתרום לתנודות בפסי-DC‏, מכיוון שההשראות של פס ההספקה הארוך יותר ומוליכי החישה יכולים להשפיע על ביצועי הטרנזיינטים של המייצב.
• לבסוף, הבעיה שלעתים קרובות היא הקשה ביותר לניהול, פסי הספקת-הכוח הארוכים יותר קולטים יותר רעשי הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) או הפרעות בתדר רדיו (RFI).

ההתגברות על בעיית ה-EMI/RFI מתחילה בדרך כלל בשימוש בקבלי מעקף נוספים, חרוזי פרייט (Ferrite‏) בתוך-הקו ובאמצעים אחרים. עם זאת, הבעיה היא לעתים קרובות מתמידה. יתר על כן, רעש זה מוסיף לאתגר העמידה בדרישות הרגולטוריות השונות של פליטות רעש בתלות בגודל ובתדר שלו.

המייצבים Silent Switcher פותרים את דילמת הפשרה

פתרון חלופי ובדרך כלל טוב יותר הוא להשתמש במייצבי DC/DC‏ בודדים הממוקמים קרוב ככל האפשר ל-ICs‏ של העומס שלהם. זה ממזער את מפל ה-IR, את חתימת-השטח של לוח ה-PCB‏ ואת קליטת רעשי הפס והקרינה. עם זאת, כדי שגישה זו תהיה בת-קיימא, חיוני שיהיו מייצבים קטנים, יעילים עם רעש נמוך שניתן למקם ליד העומס ועדיין לעמוד בכל דרישות הזרם שלו.

זה המקום שבו מייצבי Silent Switcher רבים של Analog Devices‏ הם פותרי הבעיות. מייצבים אלו לא רק מספקים יציאות מתח חד-ספרתי ברמות זרם של כמה אמפר עד A‏ 10‏, אלא שהם עושים זאת עם רעש נמוך ביותר, המושג על ידי שימוש בחידושי תכנון רבים.

מייצבים אלו אינם מהווים "פשרה" הממוקמת איפשהו לאורך הקו בין תכונות הרעש הנמוך של LDOs לבין הנצילות של מייצבים ממותגים. במקום זאת, התכן החדשני שלהם מאפשר למהנדסים להשיג את מלוא יתרונות הנצילות של ממתגים (Switchers) עם רמות רעש נמוכות ביותר וקרובות לאלו של LDO. למעשה, הם מאפשרים למתכננים להשיג את הטוב משני המאפיינים בכל הנוגע לרעש ונצילות.

מייצבים אלו משנים את החשיבה הקונבנציונלית של הפער בין LDO לבין מייצב-ממותג. הם זמינים בהתקני Silent Switcher 1 (דור ראשון), Silent Switcher 2 (דור שני), ו-Silent Switcher 3 (דור שלישי). המתכננים של התקנים אלו זיהו את מקורות הרעש השונים ופיתחו דרכים להנחית כל אחד מהם, וכל דור שלאחר-מכן הניב שיפורים נוספים (איור 4‏).

איור 4: מייצבי DC/DC‏ Silent Switcher‏ מתפרשים על פני שלושה דורות, כאשר כל דור עוקב מתבסס ומרחיב את הביצועים של קודמו. (מקור התמונה: Analog Devices)

היתרונות של התקני Silent Switcher 1 כוללים EMI נמוך, נצילות גבוהה ותדר מיתוג גבוה המרחיק את רוב הרעש שנותר מהחלקים בספקטרום שבהם הוא יפריע לפעולת המערכת או שיגרום לבעיות רגולטוריות. היתרונות של Silent Switcher 2 כוללים את כל המאפיינים של טכנולוגיית Silent Switcher 1 ובנוסף קבלים מדויקים משולבים, גודל פתרון קטן יותר וביטול הרגישות לפריסת לוח ה-PCB‏. לבסוף, סדרת Silent Switcher 3 מציגה מאפייני רעש נמוכים ביותר בפס התדרים הנמוכים מ-10 הרץ (הרץ) עד 100 קילו-הרץ (kHz‏), קריטי במיוחד עבור יישומי אולטרסאונד.

הודות לגורם הצורה הזעיר שלהם של כמה מילימטרים רבועים (ממ"ר) בלבד, וביחד עם הנצילות האינהרנטית שלהם, ממתגים (Switchers) אלה יכולים להיות ממוקמים קרוב מאוד לעומס של FPGA או ASIC‏. זה ממקסם את הביצועים ומבטל פערים בין ביצועי גיליון הנתונים לבין המציאות בשימוש.

סיכום של התכונות התרמיות ושל הרעש של התקני Silent Switcher מוצג באיור 5.

איור 5: משתמשי מייצבים אלו מנצלים יתרונות תרמיים ורעש ממשיים מהתכן של ה-Silent Switchers. (מקור התמונה: Analog Devices)

אפשרויות רבות במטריצת ה-Silent Switcher

מייצבי Silent Switcher זמינים בקבוצות, גרסות ודגמים רבים עם דירוגי מתח וזרם שונים כדי לעמוד בדרישות הספציפיות של תכני מערכות, כמו גם במגוון של מארזים זעירים (איור 6).

איור 6: ההתקנים הרבים המשתמשים בטכנולוגיית Silent Switcher מציעים פרמוטציות רבות של מתח, זרם, רעש ותכונות אחרות. (מקור התמונה: Analog Devices)

התקני הדור הראשון והשני כוללים, אך אינם מוגבלים, ליחידות של 5 וולט עם יציאות של A‏ 3‏, A‏ 4‏, A‏ 6‏ ו-A‏ 10‏, כגון:

• LTC3307‏: Silent Switche מוריד-מתח סינכרוני 5‏ וולט, A‏ 3‏ במארז LQFN‏ של 2 מ"מ ×‏ 2 מ"מ
• LTC3308A‏: Silent Switche מוריד-מתח סינכרוני 5‏ וולט, A‏ 4‏ במארז LQFN‏ של 2 מ"מ ×‏ 2 מ"מ
• LTC3309A‏: Silent Switche מוריד-מתח סינכרוני 5‏ וולט, A‏ 6‏ במארז LQFN‏ של 2 מ"מ ×‏ 2 מ"מ
• LTC3310‏: 2‏ Silent Switche מוריד-מתח סינכרוני 5‏ וולט, A‏ 10‏ במארז LQFN‏ של 3 מ"מ ×‏ 3 מ"מ

כל אחד מהם, בתורו, זמין במספר גרסות. לדוגמה, ה-LTC3310 זמין בארבע גרסות בסיסיות, כולל כמה שהן מורשות לכלי-רכב לפי AEC-Q100. שימו לב שגם התקני הדור הראשון (SS1‏) - ה-LTC3310‏ ו-LTC3310-1‏ - וגם התקני הדור השני (SS2‏) - LTC3310S ו-LTC3310S-1 - זמינים כהתקני יציאה מתכווננת וקבועה.

מבט מקרוב על התקן מהדור השלישי, ה-LT8625S, מבליט את התכונות של תכני Silent Switcher 3, המודגשות על ידי ביצועי הרעש הנמוך יוצא-הדופן של התקן יציאה זה של 2.7 עד 18 וולט, A‏ 8‏ (איור 7).

איור 7: ה-LT8625S דורש רק מעט רכיבים חיצוניים סטנדרטיים (כאן מוצג ה-LTC8624S‏ שאחרת הוא זהה לו אך עם A‏ 4‏). (מקור התמונה: Analog Devices)

מאפייני ה- LT8625S‏ כוללים:

• היענות לטרנזיינטים אולטרה-מהירה הודות למגבר השגיאה עם ההגבר הגבוה שלו
• זמן-מצב-מופעל למיתוג מינימלי מהיר של 15 ננו-שניות (ns‏) בלבד
• ייחוס מדויק עם סחיפת טמפרטורה של %‏0.8‏±
• פעולת PolyPhase התומכת בעד 12 פאזות עבור יציאת זרם מצטבר גבוהה יותר
• שעון מתכוונן ומסתנכרן מ-kHz‏ 300‏ עד MHz‏ 4‏
• מחוון הספקת-כוח-תקינה ניתן-לתכנות
• זמין במארזי 20-מוליכים של 4 מ"מ × 3 מ"מ (LT8625SP‏) או LQFN‏ עם 24-מוליכים של 4 מ"מ × 4 מ"מ (LT8625SP-1‏)

מפרט ביצועי הרעש שלו מראים מדוע הוא מתאים במיוחד ליישומי אולטרסאונד (איור 8):

• רעש שורש ממוצע הריבועים (RMS‏) אולטרה-נמוך (Hz‏ 10‏ עד kHz‏ 100‏): 4 מיקרו-וולט RMS‏ (_RMS‏μV‏)
• רעש Spot אולטרה-נמוך: 4 ננו-וולט לשורש Hz‏ (nV/√Hz‏) ב-kHz‏ 10‏
• פליטות EMI אולטרה-נמוכות על כל לוח PCB‏
• קבלי מעקף פנימיים מפחיתים EMI מוקרן

איור 8: הגרפים מראים שצפיפות הרעש הספקטרלי גם בתדר נמוך (משמאל) וגם בפס רחב (מימין) של ה-LT8625S היא מינימלית. (מקור התמונה: Analog Devices)

ביצועי רעש נמוך אלו מושגים ביחד עם נצילות גבוהה והפסדי הספק נמוכים על פני כל תחום העומסים (איור 9‏).

איור 9: נצילות הפעולה הגבוהה וההשפעה התרמית הנמוכה של ה-LT8625S מקלות על שיקולי תכנון המערכת. (מקור התמונה: Analog Devices)

התכנון עם ה-LT8625S בעל 20 מוליכים מואץ הודות לזמינות של מעגל ההדגמה/לוח ההערכה הנלווה DC3219A‏ (איור 10). ערך ברירת המחדל של הלוח הוא 1.0 וולט בזרם יציאה DC‏ מקסימלי של A‏ 8‏. המשתמש יכול לשנות את הגדרת המתח לפי הצורך.

איור 10: כדי לאפשר בדיקה ותכנון מהירים, לוח ההערכה DC3291A תומך ב-LT8625S. (מקור התמונה: Analog Devices)

סיכום

מערכות דימות אולטרסאונד הן כלי אבחון רפואי הכרחי וללא סיכונים. כדי להשיג את בהירות התמונה, הרזולוציה ומדדי ביצועים אחרים הנדרשים, חיוני להכיר בכך שהאותות הנקלטים יכולים להיות ברמות נמוכות ביותר, עם תחום דינמי רחב. זה דורש מהמהנדסים לבחור רכיבים בעלי רעש נמוך, להשתמש בטכניקות תכנון נבונות ולהבטיח שפסי הספקת-הכוח DC יהיו עם רעש נמוך ככל האפשר.

משפחת Silent Switcher של Analog Devices מציעה את הנצילות הגבוהה האינהרנטית של מייצבי DC/DC ממותגים אך עם רמת רעש הדומה ל-LDOs שהנצילות שלהם הרבה יותר נמוכה. בנוסף, גודלם הקטן של מילימטרים רבועים ספורים בלבד מאפשר למקם אותם קרוב לעומסים שהם תומכים בהם, ולמזער את האפשרות לקלוט רעשי מעגל מוקרנים.