高性能超声模拟前端AFE5805

孟想成真

随着20世纪80年代PC产品的发展和20世纪90年代通信产品的发展，我们将迎来21世纪及未来医疗保健产品的发展。

人口老龄化，医疗保健成本不断提高，边远山区和新兴经济地区对医疗服务的要求不断上升，以及对消费型医疗设备的兴趣不断增强，成为推动医疗电子迅速 发展的因素。去年总体医疗设备达26.39亿美元，复合年平均增长率达11%。其中消费类医疗设备(血压监测仪，心率检测仪，血液分析仪，数字体温计，脉 博血氧测定仪，便携式医疗产品)复合年平均增长率为12%；诊断、病人监控和治疗(心电图，脑电图，血氧量，通气/呼吸，去纤颤器)设备复合年平均增长率 达11%；医学成像(超声波，CT，核磁共振成像，数字式X光，正电子放射层析成像扫描仪)设备复合年平均增长率为13%；其他医疗仪器复合年平均增长率 为11%。而便携式或手持式超声波系统市场的复合年平均增长率为19.2%，到2010年将达到3.3亿美元。

针对超声波市场的发展和要求，德州仪器(TI)推出一系列全面集成的模拟前端。该系列产品可满足从便携产品到高端超声波诊断设备在内的各种应用要求。

超声模拟前端AFE5805

图1 AFE 5805超声波系统结构图

TI公司新推出的AFE5805是一款专为便携式超声波系统而设计的完整模拟信号链解决方案(图1)。该器件集成了8个通道，其中包括低噪声放大器(LNA)、压控衰减器(VCA)、可编程增益放大器(PGA)、低通滤波器(LPF)、支持LVDS数据输出的12位50MSPS ADC(见图2)。

图2 AFE 5805功能框图
AFE5805主要特性如下：   
                              
.完整的8通道模拟前端减少了组件数量，实现了经济实惠的超声波解决方案；
.低功耗，每个通道功耗122mW；
.超低噪声：0.85nV/；
.低噪声LNA：20dB固定增益；
.PGA增益设置：20dB，25dB，27dB，30dB；
.LPF可编程到10MHz或15MHz；
.12位ADC：10MSPS~50MSPS，69.5dB SNR(在10MHz，串行LVDS接口)；
.集成CW开关矩阵；
.15mm×9mm135-BGA封装。

图3和图4示出AFE 5805的信噪比性能和快速过载恢复功能。

图3  信噪比性能

图4  快速过载恢复功能以实现稳定的性能

总之，AFE5805是一款高集成度(外形尺寸缩小50%)、低功耗(功耗降低20%)、低噪声(噪声降低40%)的完整8通道模拟前端，实现了经济实惠、高质量图像  、小尺寸、低功耗的超声波系统设计。