意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）推出的STHV1600是一款高度集成的單片高速超聲發(fā)射器，專為多通道超聲傳感器激勵(lì)設(shè)計(jì)。該IC具有16個(gè)獨(dú)立通道，內(nèi)置數(shù)字波束成形功能，能夠生成高達(dá)±100V的5電平高壓脈沖，適用于多種超聲應(yīng)用。

STHV1600技術(shù)參數(shù)詳解

主要特性

16個(gè)獨(dú)立通道：每個(gè)通道都集成了有源RTZ電路（Clamp）和T/R開(kāi)關(guān)，確保在脈沖發(fā)生時(shí)高壓發(fā)射器和低壓接收器之間的高隔離度。

靈活的半橋配置：每個(gè)通道包含兩個(gè)獨(dú)立的半橋（TX0和TX1），可以在3級(jí)或5級(jí)配置中提供高達(dá)±2A的峰值輸出電流。這些半橋可以并聯(lián)，以在所有16個(gè)輸出上提供高達(dá)±4A的電流能力。

全面保護(hù)功能：防泄漏、防內(nèi)存塊、熱傳感器和再循環(huán)電流保護(hù)等功能完善了該架構(gòu)，確保了設(shè)備的安全性和可靠性。

數(shù)字波束成形

傳統(tǒng)的超聲傳輸波束成形通常使用模擬延遲線實(shí)現(xiàn)。STHV1600則嵌入了數(shù)字波束成形模式，允許以低至5ns的分辨率對(duì)所有通道進(jìn)行精確控制編程。來(lái)自每個(gè)傳感器元件的信號(hào)被適當(dāng)延遲，以便將波束轉(zhuǎn)向所需的方向，從而實(shí)現(xiàn)更精確的成像。

通信與控制

高速接口：數(shù)字狀態(tài)機(jī)和串行通信接口的時(shí)鐘頻率均可高達(dá)200MHz，支持差分或軌到軌單端嵌入式選項(xiàng)。

大容量存儲(chǔ)器：內(nèi)置的大容量存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)多個(gè)模式，以驅(qū)動(dòng)具有所需代碼激勵(lì)的輸出通道。合適的寄存器允許以正確的順序處理所有器件操作，并管理器件診斷功能。

封裝與性能

緊湊封裝：STHV1600采用10mm x 10mm x 1.4mm 144引腳、0.8mm間距LFBGA封裝，額定工作溫度范圍為0°C至80°C。

集成電容：封裝中嵌入了12個(gè)低壓電容器，減少了外部BoM（物料清單）。

全部功能

輸出信號(hào)：0至200V峰峰值輸出信號(hào)。

工作頻率：高達(dá)30MHz。

自偏置架構(gòu)：柵極驅(qū)動(dòng)器采用自偏置架構(gòu)，無(wú)需濾波電容器。

脈沖波模式：5/3電平輸出，±2A/±4A拉電流和灌電流。

連續(xù)波模式：150mW功耗/通道，270fs RMS抖動(dòng)（100Hz-20kHz），-147dBc/Hz @ 1kHz相位噪聲。

彈性成像模式：完全集成的真實(shí)箝位對(duì)地功能，11Ω同步有源鉗位，±2A拉電流和灌電流。

T/R開(kāi)關(guān)：9Ω導(dǎo)通電阻，28pF寄生電容，兼容接收器多路復(fù)用功能。

輔助功能：噪聲阻隔二極管功能，再循環(huán)電流保護(hù)，防記憶功能，熱保護(hù)，欠壓保護(hù)和偏置電源檢查。

可編程電源管理：優(yōu)化探頭性能。

波束成形：用于波束控制和聚焦的可編程通道延遲，時(shí)鐘頻率高達(dá)200MHz，延遲范圍為0至327μs，分辨率為5ns。

嵌入式存儲(chǔ)器：64kbit（每通道256行x16位），波形壓縮和重復(fù)算法。

控制接口：通過(guò)串行接口進(jìn)行設(shè)備控制，驅(qū)動(dòng)多個(gè)器件的輸入信號(hào)很少，診斷中斷輸出，具有抗毛刺功能的單觸發(fā)輸入，校驗(yàn)和奇偶校驗(yàn)。

熱阻：極低的熱阻。

技術(shù)：采用HV SOI技術(shù)，無(wú)閂鎖，只需要幾個(gè)無(wú)源元件。

數(shù)字輸入：差分或軌到軌單端數(shù)字輸入（例如LVDS、LVPECL、VML、CML或CMOS）。

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意法半導(dǎo)體的STHV1600通過(guò)其高度集成的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的功能，為超聲成像系統(tǒng)提供了卓越的性能和可靠性。無(wú)論是醫(yī)療超聲成像、現(xiàn)場(chǎng)護(hù)理還是工業(yè)檢測(cè)，STHV1600都能滿足各種應(yīng)用需求，推動(dòng)超聲技術(shù)的發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，意法半導(dǎo)體將繼續(xù)為客戶提供更多創(chuàng)新的超聲成像IC產(chǎn)品，助力實(shí)現(xiàn)更高效、更便捷的超聲應(yīng)用。