AFE58JD28数据手册集成电路（IC）的模拟前端（AFE）规格书PDF

描述 Description

AFE58JD28 器件是高度集成的模拟前端 (AFE) 解决方案，专用于需要高性能、低功耗和小尺寸的超声波系统。

AFE58JD28 是针对医疗超声波应用进行了优化的集成模拟前端 (AFE)。该器件通过具有两个裸片的多芯片模块 (MCM) 进行实现：一个电压控制放大器 (VCA) 裸片和一个模数转换器 (ADC) 裸片。VCA 裸片具有 16 个与 ADC 裸片的 16 个通道进行连接的通道。

VCA 裸片中的每个通道均可配置为两种模式之一：时间增益补偿 (TGC) 模式和连续波 (CW) 模式。在 TGC 模式下，每个通道包含一个低噪声放大器 (LNA)、一个电压控制器衰减器 (VCAT)、一个可编程增益放大器 (PGA) 和一个三阶低通滤波器 (LPF)。LNA 能够以 21dB、18dB 或 15 dB 的增益进行编程。LNA 还支持有源终端。VCAT 支持 0dB 至 36dB 的衰减范围，并对衰减进行模拟电压控制。PGA 提供阶跃为 3dB 的 18dB 至 27dB 增益选项。LPF 截至频率可以在 10MHz 和 30MHz 之间进行设置，以支持具有不同频率的超声波 应用 。在 CW 模式下，LNA 的输出将进入具有 16 种可选相位延迟的低功耗无源混频器，后跟具有带通滤波器的加法放大器。可以对每个模拟输入信号施加不同的相位延迟，从而执行片上波束形成操作。CW 混频器中的谐波滤波器可以抑制三阶和五阶谐波，从而增强 CW 多普勒测量的灵敏度。

ADC 裸片的 16 个通道可以配置为以 14 位或 12 位分辨率运行。ADC 分辨率可以与转换速率进行折衷，并且能够在 14 位和 12 位的分辨率下分别以 65MSPS 和 80MSPS 的最大速度运行。ADC 设计为根据采样率调整其功耗。ADC 的输出接口通过低电压差分信号 (LVDS) 进行输出，可轻松与低成本现场可编程门阵列 (FPGA) 相连接。

此外，AFE58JD28 还包含数字解调器和 JESD204B 数据打包块。具有可编程抽取滤波器的数字同相和正交 (I/Q) 解调器以低功耗加快了计算密集型算法的执行速度。该器件还支持速率高达 5Gbps 的可选 JESD204B 接口，进一步降低了高通道数系统中电路板布线的难度。

该器件还支持各种功率和噪声组合选项，从而优化系统性能。因此，对于具有严格的电池寿命要求的系统而言，这些器件是非常合适的超声波 AFE 解决方案。

该器件采用 15mm × 15mm NFBGA-289 封装，并且与 AFE5818 和 AFE5816 系列引脚兼容。

特性 Features

• 用于超声波 应用的16 通道 AFE：
• 用于 TGC 和 CW 模式且经过优化的信号链
• 四个可编程 TGC 配置文件

• 具有以下特性的低噪声放大器 (LNA)：
• 可编程增益：21dB、18dB 和 15 dB
• 线性输入信号振幅： 0.37VPP、0.5VPP 和 0.71VPP
• 有源终端

• 电压控制衰减器 (VCAT)：
• 衰减范围：0dB–36dB

• 可编程增益放大器 (PGA)：
• 18dB–27dB（阶跃为 3dB）

• 三阶线性相位低通滤波器 (LPF)：
• 10MHz 到 30MHz 的截止频率

• ADC 模式（空闲通道 SNR）：
• 14 位、65MSPS 模式：75dBFS
• 12 位、80MSPS 模式：72dBFS

• 针对噪声和功耗进行了优化：
• TGC 模式：102mW/通道 (0.8nV/√Hz)、 65MSPS、14 位输出
• CW 模式：63mW/通道

• 出色的器件间增益匹配：
• ±0.4dB（典型值）

• 快速且一致的过载恢复
• 具有以下特性的连续波 (CW) 路径：
• 在相对于 2.5MHz 载波 1kHz 频率偏移下具有 –159dBc/Hz 的低近端相位噪声
• 相位分辨率：λ/16
• 支持 16x 和 8x CW 时钟
• 三阶和五阶谐波 12dB 抑制

• 数字 I/Q 解调器：
• 分数抽取滤波器 M = 1 至 63（单位增量为 0.25）
• 数据吞吐量在抽取后降低
• 具有 32 个预设配置文件的片上 RAM

• LVDS 接口，速度高达 1Gbps
• 5Gbps JESD 接口：
• JESD204B 子类 0、1 和 2
• 每个 JESD 信道包含 2、4 或 8 个通道

• 小型封装：15mm × 15mm NFBGA-289