描述 Description

AFE58JD48 器件是一款高度集成的模擬前端 (AFE) 解決方案，專門為高端超聲系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。

AFE58JD48 是一款針對(duì)高端醫(yī)療超聲應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化的集成模擬前端 (AFE)。該器件通過一個(gè)多芯片模塊 (MCM) 實(shí)現(xiàn)，該模塊帶有三個(gè)裸片：一個(gè) 16 通道壓控放大器 (VCA) 裸片和兩個(gè) 8 通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 裸片。

VCA 裸片中的每個(gè)通道均可配置為兩種模式之一：時(shí)間增益補(bǔ)償 (TGC) 模式和連續(xù)波 (CW) 模式。在 TGC 模式下，每個(gè)通道包含一個(gè)低噪聲放大器 (LNA)、一個(gè)電壓控制器衰減器 (VCAT)、一個(gè)可編程增益放大器 (PGA) 和一個(gè)三階低通濾波器 (LPF)。LNA 能夠以 21dB、18dB 或 15 dB 的增益進(jìn)行編程。LNA 還支持有源終端。VCAT 支持 0dB 至 36dB 的衰減范圍，并對(duì)衰減進(jìn)行模擬電壓控制。PGA 提供階躍為 3dB 的 18dB 至 27dB 增益選項(xiàng)。LPF 截至頻率可以在 10MHz 和 60MHz 之間進(jìn)行設(shè)置，以支持具有不同頻率的超聲 應(yīng)用， 尤其是新興的高頻超聲成像 應(yīng)用中的數(shù)字輸入 D 類音頻放大器。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，后跟具有帶通濾波器的加法放大器?？梢詫?duì)每個(gè)模擬輸入信號(hào)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(qiáng) CW 多普勒測量的靈敏度。

ADC 裸片可配置為以 16 位或 14 位的分辨率運(yùn)行。該 ADC 主要支持速率高達(dá) 12.8Gbps 的 JESD204B 接口，并可降低高通道數(shù)系統(tǒng)中電路板布線的難度。ADC 的輸出接口也可以設(shè)置為低電壓差分信號(hào) (LVDS)，可輕松與低成本現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 相連接。該 ADC 能夠以 125MSPS 16 位的最高速率運(yùn)行，并通過 JESD204B 接口發(fā)送數(shù)字化數(shù)據(jù)。當(dāng)使用 LVDS 接口時(shí)，ADC 采樣率和分辨率受 1.28Gbps 的 LVDS 輸出速率或 16 位分辨率下的 80MSPS 的轉(zhuǎn)換速率限制。在這種情況下，可以將 14 位分辨率的 ADC 配置為以更高的速率采樣，但仍保持相同的輸出數(shù)據(jù)速率。根據(jù)設(shè)計(jì)，ADC 的功耗可根據(jù)采樣率進(jìn)行調(diào)整。

此外，AFE58JD48 還包含數(shù)字解調(diào)器模塊。具有可編程抽取濾波器的數(shù)字同相和正交 (I/Q) 解調(diào)器加快了低功耗下計(jì)算密集型算法的執(zhí)行速度。

該器件還支持各種功率和噪聲組合選項(xiàng)，從而優(yōu)化系統(tǒng)性能。因此，對(duì)于采用墻壁電源插座或電池供電的高端系統(tǒng)而言，該器件是非常適合的超聲波 AFE 解決方案。

該器件采用 15mm × 15mm NFBGA-289 封裝，并且?guī)缀蹩膳c AFE58JD28 和 AFE58JD18 器件引腳兼容。

特性 Features

? 適用于超聲波 應(yīng)用：
? 四個(gè)可編程 TGC 設(shè)置配置文件

? 具有有源終端的低噪聲放大器 (LNA)：
? 可編程增益：21dB、18dB 和 15dB
? 線性輸入振幅：0.37/0.5/0.71 VPP
? 最大輸入振幅：1 Vpp

? 壓控衰減器 (VCAT)：
? 衰減范圍：0dB–36dB

? 可編程增益放大器 (PGA)：
? 18dB–27dB（階躍為 3dB）

? 三階 10 ~ 60MHz 低通濾波器 (LPF)
? ADC 空閑通道 SNR：
? 16 位、125MSPS 模式：80dBFS
? 14 位、80MSPS 模式：79dBFS

? 出色的近場 SNR：74dBFS
? TGC 模式 JESD204B 輸出
? 140mW/通道、0.8nV/√Hz、125MSPS、16 位
? 120mW/通道、0.8nV/√Hz、80MSPS、16 位
? 115mW/通道、0.8nV/√Hz、65MSPS、16 位
? 105mW/通道、0.8nV/√Hz、40MSPS、16 位

? TGC 模式 LVDS 輸出
? 120mW/通道、0.8nV/√Hz、80MSPS、16 位
? 115mW/通道、0.8nV/√Hz、65MSPS、16 位
? 150mW/通道、0.8nV/√Hz、125MSPS、16 位、2 倍抽取率、LVDS 0.5x 模式

? CW 模式：63mW/通道、1.15nV/√Hz
? ±0.4dB（典型值）器件間增益匹配
? 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：
? 1kHz 頻偏載波下具有 –159dBc/Hz 相位噪聲
? λ/16 相位分辨率
? 支持 16x 和 8x CW 時(shí)鐘
? 三階和五階諧波 12dB 抑制

? 數(shù)字 I/Q 解調(diào)器，帶數(shù)據(jù)簡化功能
? 分?jǐn)?shù)抽取濾波器 M = 1 至 63（單位增量為 0.25）
? 帶有 32 個(gè)預(yù)設(shè)模式的片上 RAM

? LVDS 接口，速度高達(dá) 1.28Gbps
? 10Gbps JESD204B 子類 0、1 和 2
? 高達(dá) 12.8Gbps，帶 10cm PCB 布線
? 每個(gè) JESD 信道包含 2、4 或 8 個(gè)通道