TX7364是一款用于超聲成像系統(tǒng)的高度集成、高性能的發(fā)射器設(shè)備。該器件共有 64 個(gè)脈沖發(fā)生器電路、64 個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)（稱為 T/R 或 TR 開關(guān)），并支持片上波束形成器 （TxBF）。該器件還集成了片內(nèi)浮動電源，可減少所需的高壓電源數(shù)量。

TX7364 有一個(gè)脈沖發(fā)生器電路，可產(chǎn)生三級高壓脈沖（高達(dá) ±100 V），用于激發(fā)超聲換能器的多個(gè)通道。該設(shè)備總共支持 64 個(gè)輸出。最大輸出電流為1A。
*附件：tx7364.pdf

該設(shè)備可用作許多應(yīng)用的發(fā)射器解決方案，如超聲成像、無損檢測、聲納、激光雷達(dá)、海洋導(dǎo)航系統(tǒng)、腦成像系統(tǒng)等。

特性

• 發(fā)射器支持：
  • 64 通道 3 電平脈沖發(fā)生器和有源發(fā)射/接收 （T/R） 開關(guān)
• 3級脈沖發(fā)生器：
  • 最大輸出電壓：±100V
  • 最小輸出電壓：±1V
  • 最大輸出電流：1A
  • 真正歸零，將輸出放電到地
  • 5MHz時(shí)的二次諧波為–40dBc
  • –3 dB帶寬，400Ω ||125pF 負(fù)載
    • 22MHz，用于±100V電源
  • 極低的接收功率：0.1 mW/ch
• 有源發(fā)送/接收 （T/R） 開關(guān)，具有：
  • 導(dǎo)通電阻為26Ω
  • 開啟和關(guān)閉時(shí)間：100ns
  • 瞬態(tài)毛刺：10mVPP
• 片上光束形成器具有：
  • 基于通道的 T/R 開關(guān)開啟和關(guān)閉控制
  • 延遲分辨率：半波束形成器時(shí)鐘周期，最小 2.5ns
  • 最大延遲：214波束形成器時(shí)鐘周期
  • 最束形成器時(shí)鐘速度：200MHz
  • 用于碼型和延遲配置文件的片上 RAM
  • 一個(gè) 512 × 32 存儲器，用于存儲一組 4 個(gè)通道的波束形成模式和延遲
  • 存在全局重復(fù)功能，可實(shí)現(xiàn)長持續(xù)時(shí)間模式
• 高速（最大 400 MHz）、2 通道 LVDS 串行編程接口。
  • 編程時(shí)間短：延遲配置文件更新 ≈2.5 us
  • 32位校驗(yàn)和，用于檢測錯(cuò)誤的SPI寫入
• 支持 CMOS 串行編程接口（最大 50 MHz）
• 高可靠性特點(diǎn)：
  • 內(nèi)部溫度傳感器和自動熱關(guān)斷
  • 無特定的電源排序要求
  • 用于檢測故障情況的錯(cuò)誤標(biāo)志寄存器
  • 用于浮動電源和偏置電壓的集成無源器件
  • 小型封裝：FC-BGA-196（12 mm × 12 mm），間距為 0.8 mm

參數(shù)

TX7364 是德州儀器（TI）推出的 高度集成化 3 電平、64 通道發(fā)射器 ，核心優(yōu)勢為集成片上波束成形器、收發(fā)（T/R）開關(guān)及高壓脈沖發(fā)生器，專為超聲成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)適配壓電驅(qū)動器、探頭內(nèi)超聲成像等場景，具備高電壓輸出、低功耗、快速配置與高可靠性等特性，采用小型化封裝以滿足精密設(shè)備設(shè)計(jì)需求。

一、核心特性

1. 64 通道 3 電平脈沖發(fā)生器

• 電壓與電流能力 ：輸出電壓范圍 ±1V~±100V，最大輸出電流 1A，支持 True Return to Zero（真歸零）功能，可將輸出放電至接地，避免殘留電荷影響超聲換能器性能；
• 動態(tài)性能 ：5MHz 頻率下二次諧波抑制比達(dá) - 40dBc，帶負(fù)載（400Ω 并聯(lián) 125pF）時(shí) - 3dB 帶寬為 22MHz（±100V 供電），確保高頻信號傳輸保真度；
• 接收功耗 ：接收模式下每通道功耗僅 0.1mW，顯著降低系統(tǒng)整體功耗。

2. 集成有源 T/R 開關(guān)

• 電氣性能 ：導(dǎo)通電阻低至 26Ω，減少信號衰減；開關(guān)切換速度快（導(dǎo)通 / 關(guān)斷時(shí)間均為 100ns），支持高頻脈沖序列快速切換；
• 信號完整性 ：切換瞬態(tài)毛刺僅 10mVpp，避免毛刺干擾超聲信號采集，提升成像精度。

3. 片上波束成形器（TxBF）

• 延遲控制 ：延遲分辨率為波束成形器時(shí)鐘周期的一半（最小 2.5ns），最大延遲達(dá)214個(gè)時(shí)鐘周期，支持精細(xì)波束角度調(diào)整；
• 時(shí)鐘與存儲 ：波束成形器最高時(shí)鐘速度 200MHz，集成片上 RAM（512×32 位）存儲 4 通道一組的波束成形圖案與延遲參數(shù)，支持全局重復(fù)功能，可生成長時(shí)間序列圖案；
• 通道控制 ：基于通道的 T/R 開關(guān)啟?？刂疲m配多通道協(xié)同波束掃描。

4. 高速配置接口

• LVDS 接口 ：2 通道 LVDS 串行編程接口，最高速率 400MHz，延遲配置文件更新時(shí)間約 2.5μs，滿足實(shí)時(shí)波束調(diào)整需求；
• CMOS 接口 ：支持最高 50MHz CMOS 串行編程接口，兼容傳統(tǒng)低速配置場景；
• 錯(cuò)誤檢測 ：32 位校驗(yàn)和（Checksum）功能，可檢測 SPI 寫入錯(cuò)誤，避免配置數(shù)據(jù)異常導(dǎo)致設(shè)備故障。

5. 高可靠性設(shè)計(jì)

• 熱保護(hù) ：集成內(nèi)部溫度傳感器與自動熱關(guān)斷功能，溫度過高時(shí)自動切斷部分電路，防止器件損壞；
• 電源靈活性 ：無特定電源時(shí)序要求，簡化系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)；
• 故障監(jiān)測 ：錯(cuò)誤標(biāo)志寄存器（Error Flag Register）可檢測故障狀態(tài)（如過溫、配置錯(cuò)誤），便于系統(tǒng)診斷；
• 集成無源元件 ：片上集成浮動電源與偏置電壓所需的無源元件，減少外部高壓電源數(shù)量，降低 PCB 設(shè)計(jì)復(fù)雜度。

二、封裝與物理規(guī)格

1. 封裝參數(shù)

2. 機(jī)械與焊接信息

• 布局與鋼網(wǎng)設(shè)計(jì) ：推薦焊盤布局采用對稱設(shè)計(jì)， solder mask 開口尺寸與金屬焊盤匹配（示例中開口 0.4mm），鋼網(wǎng)厚度建議 0.125mm，激光切割梯形孔與圓角設(shè)計(jì)可提升焊膏釋放效果；
• 散熱與可靠性 ：底部裸露金屬區(qū)域需與 PCB 接地平面充分焊接，確保散熱效率；封裝符合 ASME Y14.5M 尺寸標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械公差適配精密裝配。

三、應(yīng)用場景

TX7364 核心適配對多通道、高電壓、快速波束控制有需求的精密系統(tǒng)，主要應(yīng)用包括：

1. 超聲成像系統(tǒng) ：64 通道支持多探頭陣列，±100V 高壓脈沖可驅(qū)動超聲換能器，片上波束成形器實(shí)現(xiàn)快速波束掃描，提升成像分辨率與幀率；
2. 壓電驅(qū)動器 ：1A 大電流輸出可驅(qū)動高功率壓電元件，適配非破壞性檢測（NDT）、聲吶（SONAR）等場景；
3. 探頭內(nèi)超聲成像 ：小型化 12mm×12mm 封裝與低功耗特性，滿足探頭內(nèi)置電路設(shè)計(jì)空間與功耗限制；
4. 其他高頻驅(qū)動場景 ：如激光雷達(dá)（LIDAR）、海洋導(dǎo)航系統(tǒng)、腦部成像設(shè)備等，需高壓高頻脈沖驅(qū)動的精密儀器。

四、訂購信息與可靠性

1. 訂購型號參數(shù)（關(guān)鍵型號）

2. 可靠性特性

• ESD 防護(hù) ：器件易受靜電放電（ESD）損壞，需遵循 TI 推薦的 ESD 防護(hù)操作流程（如使用防靜電包裝、接地工作臺）；
• 溫度適應(yīng)性 ：工作溫度 0°C~70°C，存儲溫度需遵循工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，避免高溫高濕環(huán)境導(dǎo)致器件性能退化；
• 質(zhì)量認(rèn)證 ：量產(chǎn)型號通過 TI 嚴(yán)格的質(zhì)量測試，包括熱循環(huán)、濕度偏壓等可靠性驗(yàn)證，確保長期穩(wěn)定工作。

五、設(shè)計(jì)與文檔支持

1. 設(shè)計(jì)資源

• 硬件設(shè)計(jì)參考 ：提供 PCB 布局示例（含焊盤、鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)），推薦參考 TI 文檔《SPRAA99》獲取封裝布線與散熱設(shè)計(jì)指南；
• 工具支持 ：TI 提供評估板、代碼生成工具與設(shè)計(jì)方案，可通過 TI 官網(wǎng)產(chǎn)品文件夾獲取相關(guān)資源。

2. 文檔與支持

• 術(shù)語定義 ：關(guān)鍵術(shù)語說明（如 PRT = 脈沖重復(fù)時(shí)間、PRF = 脈沖重復(fù)頻率、HV = 高壓電源），便于理解技術(shù)參數(shù)；
• 更新通知 ：通過 TI 官網(wǎng)產(chǎn)品頁面 “Notifications” 功能訂閱文檔更新，獲取最新修訂歷史與技術(shù)細(xì)節(jié)；
• 技術(shù)支持 ：可通過 TI E2E?論壇獲取工程師專家解答，解決設(shè)計(jì)過程中的技術(shù)問題。

六、關(guān)鍵注意事項(xiàng)

1. 電源設(shè)計(jì) ：高壓電源（AVDDP_HV/AVDDM_HV）與低壓電源（AVDDP_5/AVDDM_5/AVDDP_1P8）需獨(dú)立布線，避免高壓噪聲耦合至低壓電路；
2. ESD 防護(hù) ：裝配與調(diào)試過程中必須采取 ESD 防護(hù)措施（如佩戴防靜電手環(huán)、使用防靜電工作臺），防止器件損壞；
3. 散熱設(shè)計(jì) ：雖然器件集成熱關(guān)斷功能，但高功率工作時(shí)仍需通過 PCB 敷銅、散熱墊等方式增強(qiáng)散熱，避免頻繁觸發(fā)熱保護(hù)；
4. 配置校驗(yàn) ：使用 SPI 配置時(shí)需啟用 32 位校驗(yàn)和功能，確保延遲參數(shù)、波束圖案等關(guān)鍵配置數(shù)據(jù)正確，避免波束成形錯(cuò)誤。