ZHCAE83 July 2024 TMUX9832 , TX7516
2 前端架構比較
本節(jié)介紹用于創(chuàng)建 64 通道系統(tǒng)的兩種不同的超聲波發(fā)送器前端架構（圖 2-1）。這兩種架構均采用 TX7516（具有發(fā)送/接收開關和片上波束形成器的 ±100V 五級 16 通道發(fā)送器）。后一個架構采用 TMUX9832，這是一款具有閂鎖效應抑制的 5V 電源 220V 高壓 1:1、32 通道開關。
第一個架構由四個并行的 TX7516 發(fā)送器組成。在此配置中，可以同時驅動全部 64 個通道。每個 TX7516 在發(fā)送接收模式下耗散 77mW/通道，在連續(xù)波 (CW) 模式下耗散高達 197mW/通道。對于四個發(fā)送器，這相當于 4.93W 至 12.6W 的功耗范圍。每個發(fā)送器 IC 均為 100mm^2，IC 總面積為 400mm^2。
第二個架構包含兩個 TX7516 發(fā)送器，它們連接到兩個 TMUX9832 多路復用器。在此配置中，一次只從兩個發(fā)送器驅動 32 個通道。開關將信號路由到相應的傳感器元件，在每組 32 個通道之間交替以構成全部 64 個通道。當以 50kHz 的頻率切換全部 32 個通道時，TMUX9832 的典型動態(tài)功耗為 9.5mW。兩個發(fā)送器和兩個開關一起的功耗可以是從 2.47W 到 6.31W 之間的任何功耗。與全部采用發(fā)送器的設計相比，這相當于功耗降低了近 50%。每個多路復用器 IC（采用 BGA 封裝）為 56.25mm^2，IC 總面積為 312.5mm^2，相當于尺寸縮減了 22%。
圖 2-1 64 通道超聲波系統(tǒng)的示例前端架構表 2-1 總結了前面概述的兩種架構在功耗和尺寸方面的比較情況。
| 四個 16 通道發(fā)送器 |
兩個 16 通道發(fā)送器， |
采用多路復用器實現(xiàn)的減少量 (%) | |
|---|---|---|---|
| 功耗 — B 模式 (W) | 4.93 | 2.47 | 49.7% |
| 功耗 — CW 模式 (W) | 12.6 | 6.31 | 49.8% |
| IC 面積 (mm^2) | 400 | 312.5 | 21.9% |
另一種潛在的選擇是使用四個 TX7516 器件（無多路復用器），但一次僅操作兩個 TX7516 IC，總共發(fā)送 32 個通道。在本例中，對于 B 模式，此設計的總功耗可以為 2.496W，其中發(fā)送通道的功耗為 77mW/通道 ×32，而兩個不發(fā)送的 TX7516 IC 的總功耗可為 16mW/IC ×2。對于此配置，兩個 16 通道 TX7516 發(fā)送器和兩個 32 通道 TMUX9832 開關架構的功耗改善僅提高 1%。但是，如果電路板上仍有四個發(fā)送器，IC 面積仍可能按相同的數(shù)量增大，客戶還需要考慮采用四個 TX7516 IC 與兩個 TX7516 IC 和兩個 TMUX9832 IC 的價格差異。