AFE58JD32LP数据手册集成电路（IC）的模拟前端（AFE）规格书PDF

描述 Description

AFE58JD32LP 是高度集成的模拟前端 (AFE) 解决方案，专用于需要高性能、低功耗和小尺寸特性的便携式超声波系统。

该器件采用带有两个裸片（1 个 VCA 裸片和 1 个 ADC 裸片）的多芯片模块 (MCM)。VCA 裸片的 32 个通道与 ADC 裸片的 16 个通道相连。每个 ADC 通道交替转换奇数和偶数 VCA 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)、一个可编程衰减器 (ATTEN)、一个可编程增益放大器和一个三阶低通滤波器 (LPF)。LNA 增益可通过编程设定为 21dB、18dB 或 15dB。ATTEN 支持 0dB 至 36dB 的衰减范围，并对衰减进行数字化控制。PGA 提供阶跃为 3dB 的 21dB 至 27dB 增益选项。LPF 截至频率可以在 10MHz 和 25MHz 之间进行设置，以支持具有不同频率的 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。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 12 位或 10 位分辨率运行。ADC 分辨率可与转换速率之间进行折衷，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。由于每个 ADC 交替转换两个 VCA 通道，因此该 AFE 的 32 个通道中每个通道的最大采样率在 12 位和 10 位模式下分别为 40MSPS 和 50MSPS。根据设计，ADC 的功耗可根据采样率进行调整。ADC 输出接口通过低压差分信令 (LVDS) 进行输出，可轻松与低成本现场可编程门阵列 (FPGA) 连接。

作为一种极低功耗的 AFE 解决方案，此产品适用于具有严格电池寿命要求的系统。

该 AFE 采用 15mm × 15mm 289 引脚 NFBGA 封装，并与 AFE5832 系列实现引脚兼容。

特性 Features

• 用于超声波应用的 32 通 道 AFE：
• LNA、衰减器、LPF、ADC、CW 混频器和数字 I/Q 解调器
• 数字时间增益补偿 (DTGC)
• 总增益范围：0dB 至 48dB

• 具有可编程增益的低噪声放大器 (LNA)：
• 低电流噪声：1pA/rtHz
• 增益：21dB、18dB 和 15dB
• 线性输入范围：高达 700mVPP

• 可编程衰减器 (ATTEN)：
• 衰减范围（阶跃为 0.125dB）：0 至 36dB
• 数字 TGC 引擎

• 可编程增益放大器 (PGA)：
• 增益：21dB、24dB 和 27dB

• 三阶线性相位低通滤波器 (LPF)：
• 10MHz 至 25MHz 的截止频率

• 可在 12 位 80MSPS 或 10 位 100MSPS 条件下进行转换的 16 个 ADC：
• 每个 ADC 可在半速率下转换两组输入
• 12 位模式：72dBFS SNR
• 10 位模式：61dBFS SNR

• TGC 模式功耗（无数字 I/Q 解调器）：
• 在低功耗模式、4nV/rtHz、10 位、20MSPS、LVDS（2 倍速率）条件下的最低功耗为 18.5mW/通道
• 在低噪声模式、3nV/rtHz、12 位、40MSPS 条件下的功耗为 27.8mW/通道
• 在低功耗模式、4nV/rtHz、12 位、40MSPS 条件下的功耗为 24.4mW/通道

• 出色的器件间增益匹配：
• ±0.5dB（典型值）

• 谐波失真等级：–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 5MHz 载波 1kHz 频率偏移下具有 –148dBc/Hz 的低近端相位噪声
• 无信号时的功耗：10mW/通道
• 相位分辨率：λ/16
• 三次和五次谐波 12dB 抑制

• 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 种预设模式的片上 RAM

• LVDS 接口，速度高达 1Gbps
• 小型封装：15mm × 15mm NFBGA-289