AFE58JD16ZAV [TI]
功耗为 90mW/通道、噪声为 0.95nV/√Hz 的 16 通道超声波模拟前端 | ZAV | 289 | -40 to 85;
| 型号： | AFE58JD16ZAV |
| 厂家： | 
TEXAS INSTRUMENTS |
| 描述： | 功耗为 90mW/通道、噪声为 0.95nV/√Hz 的 16 通道超声波模拟前端 | ZAV | 289 | -40 to 85 |
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AFE58JD16
ZHCSE27A –AUGUST 2015–REVISED MAY 2016
AFE58JD16 16 通道超声波 AFE，功耗为 90mW/通道、噪声为
1nV/√Hz、具有 14 位 65MSPS 或 12 位 80MSPS ADC 以及 CW 无源混频
器
1
1 特性
•
面向超声波应用的 16 通道 模拟前端 (AFE)：
–
低近端相位噪声：
1KHz 时为 -148dBc/Hz
–
输入衰减器、低噪声放大器 (LNA)、低通滤波器
(LPF)、模数转换器 (ADC) 和
–
–
相位分辨率：λ/16
连续波 (CW) 混频器
支持 16X、8X、4X 和 1X CW 时钟
–
–
–
数字时间增益补偿 (DTGC)
总增益范围：6dB 至 45dB
线性输入范围：1 VPP
•
数字 特性：
ADC 之后的数字 I/Q 解调器：
–
–
分数抽取滤波器 M = 1 至 63（递增步长为
0.25X）
•
•
带有 DTGC 的输入衰减器：
–
–
衰减范围为 0dB 至 8dB（步长为 0.125dB）
–
–
数据吞吐量在抽取后降低
支持阻抗匹配：
带有 32 种预设配置文件的片上随机存取存
储器 (RAM)
–
50Ω 至 800Ω 的源阻抗
•
•
5Gbps JESD 接口：
带有 DTGC 的低噪声放大器 (LNA)：
–
–
JESD204B 子类 0、1 和 2
–
–
增益范围为 14dB 至 45dB（步长为 0.125dB）
低输入电流噪声：1.2pA/√Hz
每条 JESD 信道包含 2、4 或 8 条通道
小型封装：15mm × 15mm NFBGA-289
•
•
三阶线性相位低通滤波器 (LPF)：
10MHz、15MHz、20MHz 和 25MHz
模数转换器 (ADC)：
–
2 应用
•
•
•
•
医疗超声波成像
–
–
14 位 ADC：65MSPS 时 75dBFS SNR
12 位 ADC：80MSPS 时 72dBFS SNR
无损检测设备
声纳成像设备
•
•
低压差分信令 (LVDS) 接口，接口速率最高达
1GBPS
多通道高速数据采集
针对噪声和功耗进行了优化：
3 说明
–
–
–
90mW/通道，1nV/√Hz (65MSPS)
55mW/通道，1.45nV/√Hz (40MSPS)
59mW/通道（CW 模式）
AFE58JD16 是一套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。
•
出色的器件间增益匹配：
±0.5dB（典型值）
如需完整数据表或其他设计资源，请点击：请求获取
–
AFE58JD16
•
•
•
低谐波失真等级：–60dBc
快速且持续的过载恢复
连续波 (CW) 路径：
器件信息(1)
器件型号
封装
封装尺寸（标称值）
AFE58JD16
nFBGA (289)
15.00mm x 15.00mm
(1) 要了解所有可用封装，请见数据表末尾的封装选项附录。
1
An IMPORTANT NOTICE at the end of this data sheet addresses availability, warranty, changes, use in safety-critical applications,
intellectual property matters and other important disclaimers. PRODUCTION DATA.
English Data Sheet: SBAS737
AFE58JD16
ZHCSE27A –AUGUST 2015–REVISED MAY 2016
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简化框图
SPI IN
SPI Logic
ATTEN
INP
INM
3rd-Order LPF with
10 MHz, 15 MHz,
LVDS
or
JESD
Digital
Processing and
Demodulator
12- or
14-Bit
ADC
8 dB
to
0 dB
LNA
14 dB to
45 dB
20 MHz, and 25 MHz
1 of 16 Channels
16 x 16
Cross-Point
Switch
CW Mixer
Reference
TGC Control
Signals
DTGC Engine
16-Phase
Generator
CW Clocks
CW Current Outputs
2
版权 © 2015–2016, Texas Instruments Incorporated
AFE58JD16
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ZHCSE27A –AUGUST 2015–REVISED MAY 2016
目录
1
2
3
4
5
特性.......................................................................... 1
6
7
器件和文档支持........................................................ 5
6.1 文档支持 ................................................................... 5
6.2 商标........................................................................... 5
6.3 静电放电警告............................................................. 5
6.4 Glossary.................................................................... 5
机械、封装和可订购信息 ......................................... 5
应用.......................................................................... 1
说明.......................................................................... 1
修订历史记录 ........................................................... 3
说明 （续）.............................................................. 4
4 修订历史记录
注：之前版本的页码可能与当前版本有所不同。
Changes from Original (August 2015) to Revision A
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•
已添加 请求获取完整数据表链接 ............................................................................................................................................ 1
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3
AFE58JD16
ZHCSE27A –AUGUST 2015–REVISED MAY 2016
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5 说明 （续）
AFE58JD16 是一款集成模拟前端 (AFE)，针对医疗超声波应用进行了优化。AFE58JD16 是一款多芯片模块
(MCM) 器件，包含两个芯片：VCA 和 ADC_CONV。每个芯片均有 16 条通道。
VCA 芯片中的每条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
条通道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) 以及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 14dB 至 45dB。LPF 的截止频率可配置为
10MHz、15MHz、20MHz 或 25 MHz，以便支持频率不同的 各类 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通过抑制三阶和五阶谐波来增强 CW 多普勒
测量的灵敏度。CW 模式支持三种时钟模式：16 倍频、8 倍频和 4 倍频。
ADC_CONV 芯片的每条通道都具有一个高性能模数转换器 (ADC)，该转换器的分辨率可编程为 14 位或 12 位。
ADC 在 14 位 和 12 位模式下分别可实现 75dBFS 和 72dBFS 的信噪比 (SNR)。该 ADC 在低通道增益时仍具有出
色的 SNR。该器件的最高运行速度为 65MSPS 和 80MSPS，分别提供 14 位和 12 位输出。ADC 设计为根据采样
率调整其功耗。ADC 的输出接口为低压差分信令 (LVDS) 或 JESD 接口，可轻松与低成本现场可编程门阵列
(FPGA) 相连。
AFE58JD16 包括一个可选的数字解调器和 JESD204B 数据打包模块，位于 12 位或 14 位 ADC 之后。带有可编程
分数抽取滤波器的数字同相和正交 (I/Q) 解调器提高了运算量较大的算法在低功耗状态下的运算速度。该器件还支
持速率高达 5Gbps 的可选 JESD204B 接口，进一步降低了多通道系统中电路板布线的难度。
AFE58JD16 还允许选择多种功率和噪声组合，从而优化系统性能。因此，对于电池寿命要求严格的系统而言，这
些器件是一套非常适合的超声波 AFE 解决方案。AFE58JD16 采用 15mm × 15mm NFBGA-289 封装（ZAV 封
装，S-PBGA-N289），额定工作温度范围为 –40°C 至 +85°C。该器件的引脚分配与 AFE5818 系列的引脚分配类
似。
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AFE58JD16
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6 器件和文档支持
6.1 文档支持
6.1.1 相关文档
《AFE5818 数据表》，SBAS687
《ADS8413 数据表》，SLAS490
《ADS8472 数据表》，SLAS514
《CDCE72010 数据表》，SCAS858
《CDCM7005 数据表》，SCAS793
《ISO7240 数据表》，SLLS868
《LMK04803 数据表》，SNAS489
《OPA1632 数据表》，SBOS286
《OPA2211 数据表》，SBOS377
《SN74AUP1T04 数据表》，SCES800
《THS4130 数据表》，SLOS318
《MicroStar BGA 封装参考指南》，SSYZ015
WEBENCH® Filter Designer
6.2 商标
All trademarks are the property of their respective owners.
6.3 静电放电警告
这些装置包含有限的内置 ESD 保护。 存储或装卸时，应将导线一起截短或将装置放置于导电泡棉中，以防止 MOS 门极遭受静电损
伤。
6.4 Glossary
SLYZ022 — TI Glossary.
This glossary lists and explains terms, acronyms, and definitions.
7 机械、封装和可订购信息
以下页中包括机械、封装和可订购信息。这些信息是针对指定器件可提供的最新数据。这些数据会在无通知且不对
本文档进行修订的情况下发生改变。欲获得该数据表的浏览器版本，请查阅左侧的导航栏。
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5
PACKAGE OPTION ADDENDUM
www.ti.com
10-Dec-2020
PACKAGING INFORMATION
Orderable Device
Status Package Type Package Pins Package
Eco Plan
Lead finish/
Ball material
MSL Peak Temp
Op Temp (°C)
Device Marking
Samples
Drawing
Qty
(1)
(2)
(3)
(4/5)
(6)
AFE58JD16ZAV
ACTIVE
NFBGA
ZAV
289
126
RoHS & Green
SNAGCU
Level-3-260C-168 HR
-40 to 85
AFE58JD16
(1) The marketing status values are defined as follows:
ACTIVE: Product device recommended for new designs.
LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect.
NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design.
PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available.
OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device.
(2) RoHS: TI defines "RoHS" to mean semiconductor products that are compliant with the current EU RoHS requirements for all 10 RoHS substances, including the requirement that RoHS substance
do not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, "RoHS" products are suitable for use in specified lead-free processes. TI may
reference these types of products as "Pb-Free".
RoHS Exempt: TI defines "RoHS Exempt" to mean products that contain lead but are compliant with EU RoHS pursuant to a specific EU RoHS exemption.
Green: TI defines "Green" to mean the content of Chlorine (Cl) and Bromine (Br) based flame retardants meet JS709B low halogen requirements of <=1000ppm threshold. Antimony trioxide based
flame retardants must also meet the <=1000ppm threshold requirement.
(3) MSL, Peak Temp. - The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and peak solder temperature.
(4) There may be additional marking, which relates to the logo, the lot trace code information, or the environmental category on the device.
(5) Multiple Device Markings will be inside parentheses. Only one Device Marking contained in parentheses and separated by a "~" will appear on a device. If a line is indented then it is a continuation
of the previous line and the two combined represent the entire Device Marking for that device.
(6)
Lead finish/Ball material - Orderable Devices may have multiple material finish options. Finish options are separated by a vertical ruled line. Lead finish/Ball material values may wrap to two
lines if the finish value exceeds the maximum column width.
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continues to take reasonable steps to provide representative and accurate information but may not have conducted destructive testing or chemical analysis on incoming materials and chemicals.
TI and TI suppliers consider certain information to be proprietary, and thus CAS numbers and other limited information may not be available for release.
In no event shall TI's liability arising out of such information exceed the total purchase price of the TI part(s) at issue in this document sold by TI to Customer on an annual basis.
Addendum-Page 1
PACKAGE MATERIALS INFORMATION
www.ti.com
5-Jan-2022
TRAY
Chamfer on Tray corner indicates Pin 1 orientation of packed units.
*All dimensions are nominal
Device
Package Package Pins SPQ Unit array
Max
matrix temperature
(°C)
L (mm)
W
K0
P1
CL
CW
Name
Type
(mm) (µm) (mm) (mm) (mm)
AFE58JD16ZAV
ZAV
NFBGA
289
126
7 X 18
150
315 135.9 7620 17.2
11.3 16.35
Pack Materials-Page 1
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