該LM96570是一種八通道單片光束形成器，用于脈沖發(fā)生器 多通道醫(yī)療超聲應(yīng)用。它非常適合與LM965XX系列一起使用 芯片組提供面向低功耗、便攜式的完整醫(yī)療超聲解決方案 系統(tǒng)。

該LM96570提供八個P和N輸出通道，單個延遲最高可達(dá)102.4微秒 其脈沖頻率可達(dá)80 MHz。所有通道都會啟動脈沖序列 同時通過單一發(fā)射信號。高級功能包括延遲分辨率細(xì)至 0.78納秒，可編程模式最多64脈沖。脈沖模式和延遲設(shè)置為 通過串行接口預(yù)編程，從而簡化了對 驅(qū)動電路。

該LM96570采用32針WQFN封裝。
*附件：lm96570.pdf

特性

• 通過編程單個通道參數(shù)，完全控制光束方向和脈沖模式的選擇
• 輸出與八進(jìn)制高壓脈沖集成電路上的正負(fù)輸入無縫接口
• 光束成形器定時提供：
  • 延遲分辨率為0.78納秒
  • 延遲范圍最高可達(dá)102.4微秒
• 脈沖模式通過以下方式本地生成：
  • 最多64個脈沖的序列
  • 可調(diào)脈沖寬度
• 2.5V至3.3V CMOS邏輯接口

主要規(guī)格

• 輸入輸出電壓 2.5 至 3.3 V
• 鐵芯電源電壓 1.8 V
• 輸出脈沖頻率 80 MHz
• 參考頻率 40（±5%） MHz
• 1σ 輸出抖動（@ 5MHz）25 ps
• 輸出相位噪聲（@ 5MHz，1kHz偏移）?116 dBc/Hz
• 延遲分辨率 0.78 納秒
• 延遲范圍 102.4微秒
• 最大模式長度：64脈沖
• 串行接口速度：80 Mbps
• 總功率 0.063瓦
• 運行溫度0至+70°C

參數(shù)

方框圖

LM96570 是德州儀器（TI）推出的 8 通道單片式波束形成器，專為醫(yī)療超聲應(yīng)用的脈沖發(fā)生器設(shè)計，核心優(yōu)勢為高精度延遲控制、可編程脈沖模式與低功耗，可與 LM965XX 系列芯片組搭配構(gòu)建完整超聲解決方案，適配便攜式低功耗醫(yī)療設(shè)備。

一、核心產(chǎn)品參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能指標(biāo)

• 通道與脈沖特性 ：8 路 P/N 輸出通道，支持 0.625 MHz80 MHz 輸出脈沖率，脈沖模式長度可編程（464 個脈沖），單通道獨立配置。
• 延遲控制 ：延遲范圍最大 102.4 μs，延遲分辨率 0.78 ns，支持粗調(diào)（14 位，6.25 ns / 步）與細(xì)調(diào)（3 位，0.78 ns / 步），相位調(diào)節(jié)精度 45°。
• 時序性能 ：輸出抖動 1σ=25 ps（5 MHz），相位噪聲 - 116 dBc/Hz（5 MHz，1 kHz 偏移），上升 / 下降時間典型值 0.5 ns（2 mA 負(fù)載）。
• 功耗與供電 ：數(shù)字核心（VDDC）與模擬電源（VDDA）均為 1.711.89 V，數(shù)字 I/O 電源（VIO）為 2.373.47 V；典型總功耗 0.063 W，低功耗設(shè)計適配便攜式設(shè)備。

2. 環(huán)境與封裝

• 工作溫度：0°C 至 70°C，滿足醫(yī)療設(shè)備常規(guī)工作環(huán)境要求；
• 封裝形式：32 引腳 WQFN 封裝（5.3mm×5.3mm），符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，引腳鍍層為錫（SN），MSL 等級 2，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護(hù)：人體模型（HBM）±2 kV、機(jī)器模型（MM）±200 V、充電設(shè)備模型（CDM）±750 V，保障操作與使用可靠性。

二、關(guān)鍵功能特性

1. 波束形成核心功能

• 脈沖模式編程：支持單通道獨立編程（P 通道 08h0Fh、N 通道 10h17h）與全局統(tǒng)一編程（18h/P 通道、19h/N 通道），二進(jìn)制直碼輸出，LSB 優(yōu)先傳輸。
• 脈沖寬度調(diào)節(jié)：通過相位延遲補(bǔ)償路徑差異，支持 P/N 通道相對延遲調(diào)整，可實現(xiàn) 50% 占空比校準(zhǔn)，適配高壓脈沖發(fā)生器驅(qū)動需求。
• 多工作模式：支持常規(guī)發(fā)射模式、連續(xù)波（CW）模式（循環(huán)輸出固定脈沖）、反向發(fā)射模式（諧波成像，先正后反兩次發(fā)射）。

2. 控制與接口

• 串行接口：4 線串行接口（sCLK/sWR/sRD/sLE），時鐘頻率最高 80 MHz，支持寄存器讀寫，地址 6 位（含讀寫控制），數(shù)據(jù)長度 8~64 位。
• PLL 時鐘：支持 40 MHz 差分（LVDS 兼容）或單端（LVCMOS）參考時鐘輸入，內(nèi)部生成 160 MHz 8 相時鐘，保障時序精度。
• 觸發(fā)與復(fù)位：TX_EN 引腳觸發(fā)發(fā)射，RST 引腳異步復(fù)位，支持上電復(fù)位序列與低功耗管理。

3. 系統(tǒng)兼容性

• 輸出接口：P/N 輸出直接驅(qū)動高壓超聲脈沖發(fā)生器（如 LM96550），適配正 / 負(fù)脈沖控制需求；
• 芯片組兼容：可與 LM96550（脈沖器）、LM96530（T/R 開關(guān)）、LM96511（模擬前端）等搭配，構(gòu)建完整超聲發(fā)射 / 接收系統(tǒng)。

三、應(yīng)用與設(shè)計要點

1. 典型應(yīng)用場景

• 醫(yī)療超聲設(shè)備：便攜式超聲診斷儀、超聲成像系統(tǒng)，支持 128/256 通道擴(kuò)展；
• 具體應(yīng)用：腹部超聲、心血管超聲、小器官超聲等醫(yī)療成像場景，適配諧波成像、連續(xù)波多普勒等模式。

2. 硬件設(shè)計建議

• 供電與去耦 ：VDDC、VDDA 需 1.8 V 穩(wěn)定供電，VIO 支持 2.5~3.3 V，各電源引腳就近放置 0.1 μF 陶瓷電容去耦，PLL_Vin 引腳建議外接 0.94 V 參考電壓。
• 時鐘電路：參考時鐘推薦 40 MHz 低抖動 LVDS 信號，差分輸入時 PLL_CLK - 引腳需交流耦合，單端輸入時接地或接 VDDA。
• 布局規(guī)范：模擬地（AGND）與數(shù)字地（DGND/DGNDIO）分開布線，時鐘線短且隔離，P/N 輸出通道遠(yuǎn)離噪聲源，確保時序精度。

3. 軟件與配置

• 寄存器配置：通過 1Ah 寄存器設(shè)置脈沖長度、輸出頻率與 PLL 使能；00h~07h 配置單通道延遲與脈沖寬度調(diào)整；1Bh 選擇 PLL 時鐘輸入類型（差分 / 單端）。
• 工作流程：上電后先配置電源與復(fù)位，再編程脈沖模式與延遲參數(shù)，最后通過 TX_EN 引腳觸發(fā)發(fā)射，支持連續(xù)發(fā)射與單次發(fā)射控制。

四、典型工作模式

1. 常規(guī)發(fā)射模式

• 配置 64 位脈沖模式，通過延遲編程實現(xiàn) 8 通道相位聚焦，適用于常規(guī)超聲成像，相鄰?fù)ǖ姥舆t差可低至 13.28 ns。

2. 連續(xù)波（CW）模式

• 循環(huán)輸出固定脈沖序列（默認(rèn) [1 0]/[0 1]），無需重復(fù)編程，適用于多普勒血流測量，脈沖率最高 80 MHz。

3. 反向發(fā)射模式

• 單次 TX_EN 觸發(fā)兩次發(fā)射（先正相后反相），適配諧波成像，提升成像分辨率，支持 8 位自定義脈沖模式。