TIDA-01427

适用于超声波的 2.3nV/√Hz、时间增益控制 (TGC) 差分 DAC 参考设计

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概述

TIDA-01427 参考设计提供一个差分信号链解决方案，用于生成时变控制电压 (VCNTL)，以驱动并联配置中的多个 AFE 器件。TI 低噪声模拟前端 (AFE) 适于医用超声应用，具有时间增益控制 (TGC) 功能，该功能有助于面向超声应用实现出色信噪比 (SNR)。该参考设计使用双通道乘法型 DAC (DAC8802) 与电流电压转换器 (OPA2209)，以生成 20V 的摆幅。在使用多反馈滤波器 (THS4130) 对该 20V 摆幅进行滤波之后，使用无源衰减器将其衰减至 1.5V。该设计可以使用 ±15V 或 5V 电源供电（板载 Fly-Buck 转换器 LM5160 可将 5V 输入转换为 ±15V 电压轨）。使用 TPS7A39 和 TPS7A47 生成整个信号链的低噪声电源。使用 REF5010 和 OPA2209 生成 DAC 的 ±10V 基准电压。

特性

低噪声 (2.3nV/√Hz) 差分 TGC 信号使 AFE58xx 系列器件能够放大振幅更低的信号，从而在超声成像中实现更大的穿透深度
使 AFE 能够以更低的噪声解析数据，从而实现高分辨率超声图像
全信号链传播延迟 < 5µs，可缩短总体系统响应时间
fc = 150kHz 时的二阶巴特沃斯有源低通滤波器可帮助实现平滑的控制信号转换
能够驱动通道多达 64个以上的 AFE
0V 至 2.5V 的可配置输出共模电压，支持具有不同控制电压要求的 AFE

工业

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设计文件和产品

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设计指南 — TIDA-01427

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参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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Assembly drawing — TIDA-01427

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元件放置方式设计布局的详细原理图

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Bill of materials (BOM) — TIDA-01427

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设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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CAD/CAE symbol — TIDA-01427

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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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Gerber file — TIDA-01427

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包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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PCB layout — TIDA-01427

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用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

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Schematic — TIDA-01427

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设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

AC/DC 和 DC/DC 转换器（集成 FET）

LM5160 — LM5160 宽输入 65V、2A 同步降压/Fly-Buck™ 转换器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA2209 — 双通道、2.2nV/rtHz、18MHz、RRO、36V 精密运算放大器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA2210 — 超低噪声 (2.2nV/√Hz)、超 β (0.3nA)、高精度（5µV、0.1µV/°C）、36V、双通道运算放大器

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精密 DAC (≤10 MSPS)

DAC8802 — 14 位双通道串行接口乘法数模转换器

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全差分放大器

THS4130 — 具有关断模式的 150MHz 全差分输入/输出低噪声放大器

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串联电压基准

REF50 — 低噪声、极低漂移、宽 VIN 精密电压基准

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A39 — 150mA、33V、低噪声、高 PSRR、双通道、正负电压范围、低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A47 — 具有使能功能的 1A、36V、低噪声、高 PSRR、低压降稳压器

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开始开发

软件

仿真模型

TIDM002 — TIDA-01427 TINA Simulation

支持的产品和硬件

硬件开发

参考设计

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固件

TIDCDP5 — TIDA-01427_Firmware

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发布信息

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	类型	标题		下载最新的英语版本	日期
*	设计指南	适用于超声波应用的2.3nV/√Hz、差动、时间增益控制DAC 参考设计		英语版	2017-9-5
	技术文章	Take your ultrasound design to the next level	PDF \| HTML		2018-2-8
	模拟设计期刊	Design and analysis of a TGC circuit to drive the control voltage			2017-4-26
	应用手册	Time Gain Control (Compensation) in Ultrasound Applications			2016-12-2

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