描述 Description

AFE5809 是一款高度集成的模擬前端 (AFE) 解決方案，此解決方案設計用于高性能和小型超聲波系統(tǒng)。 AFE5809 集成了一個完整的時間增益控制 (TGC) 成像路徑和一個連續(xù)波多普勒 (CWD) 路徑。 它還使得用戶可以選擇不同的功率/噪音組合來優(yōu)化系統(tǒng)性能。 因此，AFE5809 是一款不但適合于高端系統(tǒng)，而且也適用于便攜式系統(tǒng)的超聲波模擬前端解決方案。AFE5809 包含 8 通道壓控放大器 (VCA)，14 和 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和 CW 混頻器。 此 VCA 包括低噪音放大器 (LNA)，電壓控制衰減器 (VCAT)，可編程增益放大器 (PGA)，和低通濾波器 (LPF)。 LNA 增益可編程以支持 250mVPP 至 1VPP 的輸入信號。 LNA 還支持可編程主動終止。 此超低噪音 VCAT 提供了一個 40dB 的衰減控制范圍并提升了有益于諧波成像和近場成像的總體低增益 SNR。 PGA 提供了 24dB 和 30dB 的增益選項。 在 ADC 之前，一個 LPF 可被配置為 10MHz，15MHz，20MHz 或者 30MHz 以支持不同頻率下的超聲波應用。 此外，AFE5809 的信號鏈能夠處理頻率低于 100KHz 的信號，這使得 AFE5809 能夠被用于聲納和醫(yī)療應用中。 AFE5809 中的高性能 14 位 / 65MSPS ADC 可實現(xiàn) 77dBFS SNR。 它確保了低鏈路增益下的出色 SNR。 ADC 的 LVDS 輸出可實現(xiàn)小型化系統(tǒng)所需的靈活系統(tǒng)集成。AFE5809 集成了一個低功耗無源混波器和一個低噪聲加法放大器來實現(xiàn)片載 CWD 波束成型器。16 個可選相位延遲可被應用于每個模擬輸入信號。 同時，執(zhí)行一個特有的 3rd和 5th 次序諧波抑制濾波器來提高 CW 敏感度。 AFE5809 還包括一個數(shù)字相內(nèi)和正交 (I/Q) 解調(diào)器和一個低通抽取濾波器。 解調(diào)塊的主要用途是為了減少 LVDS 數(shù)據(jù)速率并提升系統(tǒng)總體功效。 I/Q 解調(diào)器可接受高達 65MSPS 采樣速率和 14 位分辨率的 ADC 輸出。 例如，數(shù)字解調(diào)和 4x 抽取濾波之后，相內(nèi)或正交輸出的數(shù)據(jù)速率被減少到 16.25MSPS，從而將數(shù)據(jù)分辨率提升至 16 位。 因此，總體 LVDS 激勵衰減系數(shù)可以為 2。這個解調(diào)器可被旁通，如果需要的話，也可將其完全斷電。 AFE5809 采用 15mm × 9mm，135 引腳 BGA 封裝并且其額定運行溫度范圍為 0°C 至 85°C。日期編碼在 2014 年之后的 AFE5809，即日期編碼 > 41XXXX，具有以下可由寄存器 61[15,14,13] 啟用的功能。 現(xiàn)有模擬性能保持不變。 61[13] 在 PGA 的 V2I 輸入上啟用一個額外電壓鉗位。 這限制了 PGA 上可見的過載信號數(shù)量。 61[14] 啟用一個一階 5MHz 低通 (LPF) 濾波器來抑制大于 5MHz 的信號或者高階諧波。 61[15] 啟用一個 -6dB PGA 鉗位設置。 實際 PGA 輸出少于 ADC 的滿量程振幅 2Vpp。

特性 Features

? 8 通道完全模擬前端
? LNA, VCAT, PGA, LPF, ADC和 CW 混頻器

? 可編程增益低噪音放大器 (LNA)
? 24，18，12dB 增益
? 0.25，0.5，1VPP 線性輸入范圍
? 0.63，0.7，0.9nV/rtHz 輸入?yún)⒖荚胍?br />? 可編程主動終止

? 40dB 低噪音壓控衰減器 (VACT)
? 24/30dB 可編程增益放大器 (PGA)
? 3rd 階線性相位低通濾波器 (LPF)
? 10，15，20，30MHz

? 14 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)
? 65MSPS 時為 77dBFS 信噪比 (SNR)
? LVDS 輸出

? 噪聲、功率優(yōu)化（無數(shù)字解調(diào)器）
? 0.75nV/rtHz，65MSPS 時為 158mW/CH
? 1.1nV/rtHz，40MSPS 時為 101mW/CH
? 在 CW 模式下為 80mW/CH

? 出色的器件到器件增益匹配
? ±0.5dB（典型值）和 ±1dB（最大值）

? 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 之后的數(shù)字 I/Q 解調(diào)器
? 寬范圍解調(diào)頻率
?
? 低諧波失真
? 低頻聲納信號處理
? 快速且持續(xù)的過載恢復
? 針對連續(xù)聲波多普勒 (CWD) 的無源混頻器
? 低接近相位噪聲-在低于 1KHz 至 2.5MHz 載波時為 156dBc/Hz
? 1/16λ 的相位分辨率
? 支持 16X，8X，4X 和 1X CW 時鐘
? 在 3rd和 5th 諧波上的 12dB 抑制
? 靈活的輸入時鐘

? 小型封裝：15mm x 9mm，135 球狀引腳柵格陣列 (BGA) 封裝

應用 Application

醫(yī)療超聲波成像
非侵入性評估設備
聲納應用