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Diseños de referencia

TIDA-01427

Dis. de ref. del DAC dif c/compens. de TGC, p/ultras., c/una dens. espectral de ruido de 2.3 nV/√Hz

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TIDA-01427

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Información general

El diseño de referencia TIDA-01427 proporciona una solución para la cadena de señales diferenciales que se utiliza para generar una tensión de control variable en el tiempo (VCNTL) y accionar varios dispositivos AFE en una configuración paralela. Las etapas frontales analógicas (AFE) de bajo ruido de TI para ultrasonidos médicos cuentan con una función de compensación de ganancia en el tiempo (TGC) que ayuda a lograr la mejor relación señal a ruido (SNR) posible en estas aplicaciones. Este diseño de referencia utiliza DAC multiplicadores dobles (DAC8802), seguidos de convertidores de corriente a tensión (OPA2209) para generar una oscilación de 20 V. Después de filtrar esta oscilación de 20 V con un filtro de retroalimentación múltiple (THS4130), se atenúa a 1.5 V mediante un atenuador pasivo. El diseño se puede alimentar con una fuente de alimentación de ±15 o 5 V (el convertidor Fly-Buck LM5160 integrado convierte una entrada 5 V en carriles ±15 V). Los suministros de potencia limpia para toda la cadena de señales se generan con los modelos TPS7A39 y TPS7A47. Las referencias ±10 V para el DAC se generan con los modelos REF5010 y OPA2209.

Funciones
  • La señal TGC diferencial de bajo ruido (2.3 nV/√Hz) permite que los dispositivos de la serie AFE58xx amplifiquen señales de menor amplitud, lo que resulta en una mayor profundidad de penetración en las imágenes por ultrasonido
  • Permite que los AFE resuelvan los datos con menos ruido, lo que se traduce en imágenes de ultrasonido de alta resolución
  • La demora de propagación de la cadena de señal completo de < 5 µs mejora el tiempo de respuesta general del sistema
  • El filtro activo de paso bajo Butterworth de segundo orden con fc = 150 kHz ayuda a una transición suave de la señal de control
  • Capaz de controlar hasta más de 64 canales de AFE
  • Tensión de modo común de salida configurable de 0 a 2.5 V para admitir AFE con diferentes requisitos de tensión de control
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Se desarrolló una placa completamente integrada únicamente para pruebas y validación de rendimiento y no está disponible para la venta.

Archivos de diseño y productos

Archivos de diseño

Descargue archivos de sistema listos para usar para acelerar su proceso de diseño.

download Guía de diseño — TIDA-01427
TIDUD38.PDF (7231 KB)

Descripción general del diseño de referencia y datos de las pruebas de rendimiento verificadas

download Assembly drawing — TIDA-01427
TIDRS46.PDF (248 KB)

Descripción detallada del diseño para la instalación de componentes

download Bill of materials (BOM) — TIDA-01427
TIDRS45.PDF (103 KB)

Lista completa de componentes de diseño, designadores de referencia y números de fabricantes/piezas

download CAD/CAE symbol — TIDA-01427
TIDRS48.ZIP (1373 KB)

Archivos para modelos 3D o dibujos 2D de componentes de IC

download Gerber file — TIDA-01427
TIDCDP4.ZIP (1250 KB)

Fichero de diseño que contiene información sobre la capa física de la PCB de diseño

download PCB layout — TIDA-01427
TIDRS47.PDF (1059 KB)

Archivo de trazado de capas de PCB para generar el trazado del diseño de PCB

download Schematic — TIDA-01427
TIDRS44.PDF (435 KB)

Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

LM5160 — Convertidor Fly-Buck™/reductor síncrono LM5160 con entrada amplia de 65 V y 2 A

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Amplificadores operacionales de precisión (Vos < 1 mV)

OPA2209 — Amplificador operacional doble, 2,2 nV/rtHz, 18 MHz, de precisión, RRO, 36 V

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Amplificadores operacionales de precisión (Vos < 1 mV)

OPA2210 — Amp op doble de 36 V, de ultrabajo ruido (2,2 nV/√Hz), superbeta (0,3 nA) y alta precisión (5 µV, 0,

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DAC de precisión (≤ 10 MSPS)

DAC8802 — Convertidor digital a analógico multiplicador, 14 bits, doble canal, interfaz en serie

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Amplificadores totalmente diferenciales

THS4130 — Amplificador de bajo ruido de entrada/salida completamente diferencial de 150 MHz, con capacidad de

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Referencias de tensión en serie

REF50 — Referencia de tensión de precisión de VIN amplia, bajo ruido y deriva muy baja

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS7A39 — Regulador de tensión de caída baja positiva y negativa de doble canal de 150 mA, 33 V, ruido bajo y

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS7A47 — Regulador de tensión de 1 A, 36 V, bajo ruido, alto PSRR y baja caída de tensión con activación

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Software

Firmware

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Productos y hardware compatibles

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Modelo de simulación

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Tipo Título Descargar la versión más reciente en inglés Fecha
* Guía de diseño 2.3-nV/√Hz, Differential, Time Gain Control DAC Reference Design for Ultrasound 8/08/2017
Artículo técnico Take your ultrasound design to the next level PDF | HTML 8/02/2018
Analog Design Journal Design and analysis of a TGC circuit to drive the control voltage 26/04/2017
Nota sobre la aplicación Time Gain Control (Compensation) in Ultrasound Applications 2/12/2016

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