高性能超聲模擬前端AFE5805

摘要： 簡述低功耗、低噪聲、高集成度超聲模擬前端AFE5805及其應用。
關鍵詞： 醫(yī)療電子；超聲波系統(tǒng)；模擬前端；AFE5805 
引言

隨著20世紀80年代PC產品的發(fā)展和20世紀90年代通信產品的發(fā)展，我們將迎來21世紀及未來醫(yī)療保健產品的發(fā)展。

人口老齡化，醫(yī)療保健成本不斷提高，邊遠山區(qū)和新興經濟地區(qū)對醫(yī)療服務的要求不斷上升，以及對消費型醫(yī)療設備的興趣不斷增強，成為推動醫(yī)療電子迅速發(fā)展的因素。去年總體醫(yī)療設備達26.39億美元，復合年平均增長率達11%。其中消費類醫(yī)療設備(血壓監(jiān)測儀，心率檢測儀，血液分析儀，數字體溫計，脈博血氧測定儀，便攜式醫(yī)療產品)復合年平均增長率為12%；診斷、病人監(jiān)控和治療(心電圖，腦電圖，血氧量，通氣/呼吸，去纖顫器)設備復合年平均增長率達11%；醫(yī)學成像(超聲波，CT，核磁共振成像，數字式X光，正電子放射層析成像掃描儀)設備復合年平均增長率為13%；其他醫(yī)療儀器復合年平均增長率為11%。而便攜式或手持式超聲波系統(tǒng)市場的復合年平均增長率為19.2%，到2010年將達到3.3億美元。

針對超聲波市場的發(fā)展和要求，德州儀器(TI)推出一系列全面集成的模擬前端。該系列產品可滿足從便攜產品到高端超聲波診斷設備在內的各種應用要求。

超聲模擬前端AFE5805

圖1 AFE 5805超聲波系統(tǒng)結構圖

TI公司新推出的AFE5805是一款專為便攜式超聲波系統(tǒng)而設計的完整模擬信號鏈解決方案(圖1)。該器件集成了8個通道，其中包括低噪聲放大器(LNA)、壓控衰減器(VCA)、可編程增益放大器(PGA)、低通濾波器(LPF)、支持LVDS數據輸出的12位50MSPS ADC(見圖2)。

 圖2 AFE 5805功能框圖
AFE5805主要特性如下：  
                             
.完整的8通道模擬前端減少了組件數量，實現了經濟實惠的超聲波解決方案；
.低功耗，每個通道功耗122mW；
.超低噪聲：0.85nV/；
.低噪聲LNA：20dB固定增益；
.PGA增益設置：20dB，25dB，27dB，30dB；
.LPF可編程到10MHz或15MHz；
.12位ADC：10MSPS~50MSPS，69.5dB SNR(在10MHz，串行LVDS接口)；
.集成CW開關矩陣；
.15mm×9mm135-BGA封裝。

圖3和圖4示出AFE 5805的信噪比性能和快速過載恢復功能。

 圖3  信噪比性能

圖4  快速過載恢復功能以實現穩(wěn)定的性能

總之，AFE5805是一款高集成度(外形尺寸縮小50%)、低功耗(功耗降低20%)、低噪聲(噪聲降低40%)的完整8通道模擬前端，實現了經濟實惠、高質量圖像  、小尺寸、低功耗的超聲波系統(tǒng)設計。

參考文獻：
1.  AFE5805 Datasheet，TI公司，2008年
2.  www.ti.com.cn/afe5805-pr
3.  單芯片8通道超聲模擬前端，電子產品世界，2007.5