AFE58JD32数据手册集成电路（IC）的模拟前端（AFE）规格书PDF

描述 Description

AFE58JD32 器件是一款高度集成的模拟前端解决方案，专用于需要高性能、低功耗和小尺寸的超声波系统。

AFE58JD32 是一款集成模拟前端 (AFE)，针对医疗超声波应用进行了优化。该器件通过具有三个裸片的多芯片模块 (MCM) 进行实现：两个压控放大器 (VCA) 裸片和一个模数转换器 (ADC) 裸片。每个 VCA 裸片具有 16 个通道，且 ADC 裸片可转换全部的 32 个通道。

VCA 裸片中的每个通道均可配置为两种模式：时间增益补偿 (TGC) 模式和连续波 (CW) 模式。在 TGC 模式下，每个通道均包含一个输入衰减器 (ATTEN)、一个带有可变增益的低噪声放大器 (LNA) 和一个三阶低通滤波器 (LPF)。衰减器支持的衰减范围为 0dB 至 8dB，LNA 支持的增益范围为 20dB 至 51dB。LPF 的截止频率可配置为 5MHz、7.5MHz、10MHz 或 12.5 MHz，可支持不同频率的超声波 应用 。在 CW 模式下，每条通道包含一个增益固定为 18dB 的 LNA 以及一个具有 16 种可选相位延迟的低功耗无源混频器。通过对每个模拟输入信号施加不同的相位延迟可执行片上波束赋形操作。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 裸片具有 16 个物理 ADC。每个 ADC 可转换两组输出，其中一组来自相应的 VCA 裸片。ADC 裸片可配置为以 12 位或 10 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 12 位和 10 位分辨率下分别以 80MSPS 和 100MSPS 的最大速度运行。ADC 的功耗可根据采样率进行调整。ADC 输出接口通过低电压差动信号 (LVDS) 进行输出，可轻松与低成本现场可编程门阵列 (FPGA) 连接。

AFE58JD32 包含可选的数字解调器和 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) 解调器加快了低功耗下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。

AFE58JD32 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，该器件是非常适合的超声波 AFE 解决方案。

特性 Features

• 适用于超声波 标准应用的 32 通道 AFE：
• 输入衰减器、LNA、LPF、ADC、 数字 I/Q 解调器和 CW 混频器
• 数字时间增益补偿 (DTGC)
• 总增益范围：12dB 至 51dB
• 线性输入范围：800mVPP

• 具有 DTGC 功能的输入衰减器：
• 8dB 至 0dB 衰减，阶跃 0.125dB
• 支持匹配的阻抗：
• 50Ω 至 800Ω 的源阻抗


• 具有 DTGC 功能的低噪声放大器 (LNA)：
• 20dB 至 51dB 增益，阶跃 0.125dB
• 低输入电流噪声：1.2pA/√Hz

• 三阶线性相位低通滤波器 (LPF)：
• 5MHz、7.5MHz、10MHz 和 12.5MHz

• 16 位 ADC，可以 12 位、80MSPS 或以 10 位、100MSPS 的分辨率和速率进行转换：
• 每个 ADC 可在半速率下转换两组输入
• 12 位 ADC：72 dBFS SNR
• 10 位 ADC：61 dBFS SNR

• 针对噪声和功耗进行了优化：
• 2.1nV/√Hz、40MSPS 时，35mW/通道
• 1.4nV/√Hz、40MSPS 时，42mW/通道
• 1.3nV/√Hz、40MSPS 时，52mW/通道
• CW 模式下，60mW/通道

• 出色的器件间增益匹配：
• ±0.5dB（典型值）

• 低谐波失真：–55dBc
• 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 –151dBc/Hz 的低近端相位噪声
• 相位分辨率：λ/16
• 支持 16X CW 时钟
• 三阶和五阶谐波 12dB 抑制

• ADC 后的数字 I/Q 解调器：
• 抽取滤波器 M = 1 至 63
• 数据吞吐量在抽取后降低
• 带有 32 种预设配置文件的片上随机存取存储器 (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