描述 Description

AFE58JD32LP 是高度集成的模擬前端 (AFE) 解決方案，專用于需要高性能、低功耗和小尺寸特性的便攜式超聲波系統(tǒng)。

該器件采用帶有兩個裸片（1 個 VCA 裸片和 1 個 ADC 裸片）的多芯片模塊 (MCM)。VCA 裸片的 32 個通道與 ADC 裸片的 16 個通道相連。每個 ADC 通道交替轉(zhuǎn)換奇數(shù)和偶數(shù) VCA 通道。

VCA 裸片中的每個通道均可配置為兩種模式之一：時間增益補償 (TGC) 模式和連續(xù)波 (CW) 模式。在 TGC 模式下，每個通道包含一個低噪聲放大器 (LNA)、一個可編程衰減器 (ATTEN)、一個可編程增益放大器和一個三階低通濾波器 (LPF)。LNA 增益可通過編程設(shè)定為 21dB、18dB 或 15dB。ATTEN 支持 0dB 至 36dB 的衰減范圍，并對衰減進(jìn)行數(shù)字化控制。PGA 提供階躍為 3dB 的 21dB 至 27dB 增益選項。LPF 截至頻率可以在 10MHz 和 25MHz 之間進(jìn)行設(shè)置，以支持具有不同頻率的 應(yīng)用 。在 CW 模式下，LNA 的輸出將進(jìn)入具有 16 種可選相位延遲的低功耗無源混頻器。可以對每個模擬輸入信號施加不同的相位延遲，從而執(zhí)行片上波束形成操作。CW 混頻器中的諧波濾波器可以抑制三階和五階諧波，從而增強 CW 多普勒測量的靈敏度。

ADC 裸片的 16 個通道可以配置為以 12 位或 10 位分辨率運行。ADC 分辨率可與轉(zhuǎn)換速率之間進(jìn)行折衷，并且能夠在 12 位和 10 位分辨率下分別以 80MSPS 和 100MSPS 的最大速度運行。由于每個 ADC 交替轉(zhuǎn)換兩個 VCA 通道，因此該 AFE 的 32 個通道中每個通道的最大采樣率在 12 位和 10 位模式下分別為 40MSPS 和 50MSPS。根據(jù)設(shè)計，ADC 的功耗可根據(jù)采樣率進(jìn)行調(diào)整。ADC 輸出接口通過低壓差分信令 (LVDS) 進(jìn)行輸出，可輕松與低成本現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 連接。

作為一種極低功耗的 AFE 解決方案，此產(chǎn)品適用于具有嚴(yán)格電池壽命要求的系統(tǒng)。

該 AFE 采用 15mm × 15mm 289 引腳 NFBGA 封裝，并與 AFE5832 系列實現(xiàn)引腳兼容。

特性 Features

? 用于超聲波應(yīng)用的 32 通 道 AFE：
? LNA、衰減器、LPF、ADC、CW 混頻器和數(shù)字 I/Q 解調(diào)器
? 數(shù)字時間增益補償 (DTGC)
? 總增益范圍：0dB 至 48dB

? 具有可編程增益的低噪聲放大器 (LNA)：
? 低電流噪聲：1pA/rtHz
? 增益：21dB、18dB 和 15dB
? 線性輸入范圍：高達(dá) 700mVPP

? 可編程衰減器 (ATTEN)：
? 衰減范圍（階躍為 0.125dB）：0 至 36dB
? 數(shù)字 TGC 引擎

? 可編程增益放大器 (PGA)：
? 增益：21dB、24dB 和 27dB

? 三階線性相位低通濾波器 (LPF)：
? 10MHz 至 25MHz 的截止頻率

? 可在 12 位 80MSPS 或 10 位 100MSPS 條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的 16 個 ADC：
? 每個 ADC 可在半速率下轉(zhuǎn)換兩組輸入
? 12 位模式：72dBFS SNR
? 10 位模式：61dBFS SNR

? TGC 模式功耗（無數(shù)字 I/Q 解調(diào)器）：
? 在低功耗模式、4nV/rtHz、10 位、20MSPS、LVDS（2 倍速率）條件下的最低功耗為 18.5mW/通道
? 在低噪聲模式、3nV/rtHz、12 位、40MSPS 條件下的功耗為 27.8mW/通道
? 在低功耗模式、4nV/rtHz、12 位、40MSPS 條件下的功耗為 24.4mW/通道

? 出色的器件間增益匹配：
? ±0.5dB（典型值）

? 諧波失真等級：–55dBc
? 快速且一致的過載恢復(fù)
? 具有以下特性的連續(xù)波 (CW) 路徑：
? 在相對于 5MHz 載波 1kHz 頻率偏移下具有 –148dBc/Hz 的低近端相位噪聲
? 無信號時的功耗：10mW/通道
? 相位分辨率：λ/16
? 三次和五次諧波 12dB 抑制

? 數(shù)字 I/Q 解調(diào)器：
? 抽取濾波器 M = 1 至 63
? 數(shù)據(jù)吞吐量在抽取后降低
? 帶有 32 種預(yù)設(shè)模式的片上 RAM

? LVDS 接口，速度高達(dá) 1Gbps
? 小型封裝：15mm × 15mm NFBGA-289