MAX2086

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8通道、高性能、低功耗、全集成、超声收发器，带3电平脉冲发生器和T/R开关

业界首款全集成高性能超声收发器

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概述

  • 8路完整通道，每个通道均包括3电平脉冲发生器、T/R开关、集成AFE、14位ADC和CWD混频器，以及优异的数字后处理功能
  • 脉冲发生器具有内部浮地电源和DirectDrive®架构，无需使用外部高压信号电容
  • 嵌入式数字电路支持发送波束成形，大大减少电路互连和FPGA的 I/O数量
  • 高性能脉冲发生器特性：-40dBc 二次谐波失真 @ 5MHz；13.5ns低传输延迟；有源归零(箝位)；可编程电流；每通道4mW超低静态功耗
  • 快速脉冲摆率：8.5V/ns (220pF||1KΩ)
  • 整个接收器通道具有超低噪声：2.4dB @ RIN = RS = 200Ω
  • 宽动态范围接收器：81dBFS SNR @ FIN = 5MHz及2MHz带宽
  • 常规成像模式下，工作在65Msps全性能，每通道接收器(包括LNA、VGA、AAF和ADC)功耗仅为153mW；超低功耗模式下，每通道功耗100mW
  • 可选择有源输入阻抗LNA：50、100、200和400输入选项(LNA增益 = 18dB)；开环反馈选项包括：3KΩ输入阻抗 @ 2MHz和1.2KΩ @ 5MHz。
  • 集成模拟高通滤波器；可选择3极点，10、15、20和30MHz带宽巴特沃斯抗混叠滤波器；也可旁路可编程数字高通滤波器
  • 完全集成的高性能CWD波束成形器，带有独立的I和Q混频器，有效提高动态范围(2MHz载频、1KHz频偏时，每通道动态范围为157dBc/Hz)和灵敏度
  • 可旁路解调器包含96dB SNR NCO、16 x M抽头多相抽样滤波器，抽样率可设置为：2 ≤ M ≤ 32。

DirectDrive是Maxim Integrated Products, Inc的注册商标。

MAX2086是高度集成的8通道超声收发器，优化用于通道密度高、性能优异的超声系统。

8通道、3电平、高压(HV)脉冲发生器利用高压电源产生高频、高压、双极性脉冲，用于驱动超声系统的压电传感器。每路通道可发送高达200VPP、2.5A电流的脉冲，集成2A有源箝位(归零)。可编程电流驱动低至0.4A。

脉冲发生器可通过嵌入式数字电路(SRAM和状态机)控制，用于支持波束成形发射，从而大大节省电路互连及FPGA I/O的数量。嵌入式数字电路则可通过高速串行接口进行编程，支持复杂的发射模式，例如PWM，用于突发式成形和波束成形的变迹。

器件也可由外部数字器件(FPGA)通过专用的CMOS逻辑输入以常规方式控制。

MAX2086还集成了8个独立的低噪声、低阻抗有源T/R开关。结构紧凑的接收器包括LNA、VGA、AAF、ADC以及多个数字后处理电路(包括数字HPF)。RS = RIN = 200Ω时，器件具有极低的噪声系数(2.4dB)；50Msps采样时，每通道功耗仅为143mW。此外，器件提供低功耗工作模式，可实现每通道100mW功耗，但该模式下交流性能有所降低。接收通道针对二次谐波成像进行优化，FIN = 5MHz时，满增益范围的二次谐波失真为-70dBFS。器件对动态范围同样进行了优化，在强杂波环境中能够获得优异的脉冲多普勒和彩色流体多普勒性能。5MHz时，整个接收通道呈现优异的SNR (81dBFS)，带宽为2MHz。双极性前端和CMOS ADC同样经过优化设计，在5MHz载频、1KHz频偏时具有极低的近载波调制噪声(-141dBc/Hz)，提供优异的低速多普勒检测灵敏度。

器件还集成一个8通道CWD波束成形器，构成完备的多普勒解决方案。每个通道具有独立的混频器，用于优化CWD灵敏度，在2MHz载频、1KHz频偏时，每通道动态范围达到157dBc/Hz。

此外，MAX2086提供与数字混频-基带转换相关的数字后处理选项。器件包括96dB SNR的NCO，可编程频率范围为800KHz至17.6MHz，分辨率< 1KHz；器件还包括解调电路，及其之后的FIR抽样滤波器，可设置不同的抽样率，其中M可设置为2至32之间的任意整数。也提供一个16xM抽头低通FIR抽样滤波器。并且，后置抽样滤波器增益数字可调。

使用混频至基带转换时，如果抽样率≥ 4，则可降低所要求的LVDS输出通道数量(从10对儿减少为6对儿)。

应用

  • 推车式中、高性能超声系统
  • 推车式中、高性能超声系统
  • 多普勒超声心电图系统
  • 实时4D超声系统
  • 剪切波弹性成像系统
MAX2086
8通道、高性能、低功耗、全集成、超声收发器，带3电平脉冲发生器和T/R开关
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