意法半导体STHV1600高性能超声发射器IC技术参数详解

意法半导体（STMicroelectronics）推出的STHV1600是一款高度集成的单片高速超声发射器，专为多通道超声传感器激励设计。该IC具有16个独立通道，内置数字波束成形功能，能够生成高达±100V的5电平高压脉冲，适用于多种超声应用。

STHV1600技术参数详解

主要特性

16个独立通道：每个通道都集成了有源RTZ电路（Clamp）和T/R开关，确保在脉冲发生时高压发射器和低压接收器之间的高隔离度。

灵活的半桥配置：每个通道包含两个独立的半桥（TX0和TX1），可以在3级或5级配置中提供高达±2A的峰值输出电流。这些半桥可以并联，以在所有16个输出上提供高达±4A的电流能力。

全面保护功能：防泄漏、防内存块、热传感器和再循环电流保护等功能完善了该架构，确保了设备的安全性和可靠性。

数字波束成形

传统的超声传输波束成形通常使用模拟延迟线实现。STHV1600则嵌入了数字波束成形模式，允许以低至5ns的分辨率对所有通道进行精确控制编程。来自每个传感器元件的信号被适当延迟，以便将波束转向所需的方向，从而实现更精确的成像。

通信与控制

高速接口：数字状态机和串行通信接口的时钟频率均可高达200MHz，支持差分或轨到轨单端嵌入式选项。

大容量存储器：内置的大容量存储器可以存储多个模式，以驱动具有所需代码激励的输出通道。合适的寄存器允许以正确的顺序处理所有器件操作，并管理器件诊断功能。

封装与性能

紧凑封装：STHV1600采用10mm x 10mm x 1.4mm 144引脚、0.8mm间距LFBGA封装，额定工作温度范围为0°C至80°C。

集成电容：封装中嵌入了12个低压电容器，减少了外部BoM（物料清单）。

全部功能

输出信号：0至200V峰峰值输出信号。

工作频率：高达30MHz。

自偏置架构：栅极驱动器采用自偏置架构，无需滤波电容器。

脉冲波模式：5/3电平输出，±2A/±4A拉电流和灌电流。

连续波模式：150mW功耗/通道，270fs RMS抖动（100Hz-20kHz），-147dBc/Hz @ 1kHz相位噪声。

弹性成像模式：完全集成的真实箝位对地功能，11Ω同步有源钳位，±2A拉电流和灌电流。

T/R开关：9Ω导通电阻，28pF寄生电容，兼容接收器多路复用功能。

辅助功能：噪声阻隔二极管功能，再循环电流保护，防记忆功能，热保护，欠压保护和偏置电源检查。

可编程电源管理：优化探头性能。

波束成形：用于波束控制和聚焦的可编程通道延迟，时钟频率高达200MHz，延迟范围为0至327μs，分辨率为5ns。

嵌入式存储器：64kbit（每通道256行x16位），波形压缩和重复算法。

控制接口：通过串行接口进行设备控制，驱动多个器件的输入信号很少，诊断中断输出，具有抗毛刺功能的单触发输入，校验和奇偶校验。

热阻：极低的热阻。

技术：采用HV SOI技术，无闩锁，只需要几个无源元件。

数字输入：差分或轨到轨单端数字输入（例如LVDS、LVPECL、VML、CML或CMOS）。

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意法半导体的STHV1600通过其高度集成的设计和先进的功能，为超声成像系统提供了卓越的性能和可靠性。无论是医疗超声成像、现场护理还是工业检测，STHV1600都能满足各种应用需求，推动超声技术的发展。随着技术的不断进步，意法半导体将继续为客户提供更多创新的超声成像IC产品，助力实现更高效、更便捷的超声应用。