TX7364是一款用于超聲成像系統的高度集成、高性能的發射器設備。該器件共有 64 個脈沖發生器電路、64 個發射/接收開關（稱為 T/R 或 TR 開關），并支持片上波束形成器 （TxBF）。該器件還集成了片內浮動電源，可減少所需的高壓電源數量。

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

該設備可用作許多應用的發射器解決方案，如超聲成像、無損檢測、聲納、激光雷達、海洋導航系統、腦成像系統等。

特性

• 發射器支持：
  • 64 通道 3 電平脈沖發生器和有源發射/接收 （T/R） 開關
• 3級脈沖發生器：
  • 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時的二次諧波為–40dBc
  • –3 dB帶寬，400Ω ||125pF 負載
    • 22MHz，用于±100V電源
  • 極低的接收功率：0.1 mW/ch
• 有源發送/接收 （T/R） 開關，具有：
  • 導通電阻為26Ω
  • 開啟和關閉時間：100ns
  • 瞬態毛刺：10mVPP
• 片上光束形成器具有：
  • 基于通道的 T/R 開關開啟和關閉控制
  • 延遲分辨率：半波束形成器時鐘周期，最小 2.5ns
  • 最大延遲：214波束形成器時鐘周期
  • 最束形成器時鐘速度：200MHz
  • 用于碼型和延遲配置文件的片上 RAM
  • 一個 512 × 32 存儲器，用于存儲一組 4 個通道的波束形成模式和延遲
  • 存在全局重復功能，可實現長持續時間模式
• 高速（最大 400 MHz）、2 通道 LVDS 串行編程接口。
  • 編程時間短：延遲配置文件更新 ≈2.5 us
  • 32位校驗和，用于檢測錯誤的SPI寫入
• 支持 CMOS 串行編程接口（最大 50 MHz）
• 高可靠性特點：
  • 內部溫度傳感器和自動熱關斷
  • 無特定的電源排序要求
  • 用于檢測故障情況的錯誤標志寄存器
  • 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

TX7364 是德州儀器（TI）推出的 高度集成化 3 電平、64 通道發射器 ，核心優勢為集成片上波束成形器、收發（T/R）開關及高壓脈沖發生器，專為超聲成像系統設計，同時適配壓電驅動器、探頭內超聲成像等場景，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備設計需求。

一、核心特性

1. 64 通道 3 電平脈沖發生器

• 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；
• 動態性能 ：5MHz 頻率下二次諧波抑制比達 - 40dBc，帶負載（400Ω 并聯 125pF）時 - 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，顯著降低系統整體功耗。

2. 集成有源 T/R 開關

• 電氣性能 ：導通電阻低至 26Ω，減少信號衰減；開關切換速度快（導通 / 關斷時間均為 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鐘周期的一半（最小 2.5ns），最大延遲達214個時鐘周期，支持精細波束角度調整；
• 時鐘與存儲 ：波束成形器最高時鐘速度 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，支持全局重復功能，可生成長時間序列圖案；
• 通道控制 ：基于通道的 T/R 開關啟停控制，適配多通道協同波束掃描。

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間約 2.5μs，滿足實時波束調整需求；
• CMOS 接口 ：支持最高 50MHz CMOS 串行編程接口，兼容傳統低速配置場景；
• 錯誤檢測 ：32 位校驗和（Checksum）功能，可檢測 SPI 寫入錯誤，避免配置數據異常導致設備故障。

5. 高可靠性設計

• 熱保護 ：集成內部溫度傳感器與自動熱關斷功能，溫度過高時自動切斷部分電路，防止器件損壞；
• 電源靈活性 ：無特定電源時序要求，簡化系統電源設計；
• 故障監測 ：錯誤標志寄存器（Error Flag Register）可檢測故障狀態（如過溫、配置錯誤），便于系統診斷；
• 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量，降低 PCB 設計復雜度。

二、封裝與物理規格

1. 封裝參數

2. 機械與焊接信息

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

三、應用場景

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，主要應用包括：

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

四、訂購信息與可靠性

1. 訂購型號參數（關鍵型號）

2. 可靠性特性

• ESD 防護 ：器件易受靜電放電（ESD）損壞，需遵循 TI 推薦的 ESD 防護操作流程（如使用防靜電包裝、接地工作臺）；
• 溫度適應性 ：工作溫度 0°C~70°C，存儲溫度需遵循工業標準，避免高溫高濕環境導致器件性能退化；
• 質量認證 ：量產型號通過 TI 嚴格的質量測試，包括熱循環、濕度偏壓等可靠性驗證，確保長期穩定工作。

五、設計與文檔支持

1. 設計資源

• 硬件設計參考 ：提供 PCB 布局示例（含焊盤、鋼網設計細節），推薦參考 TI 文檔《SPRAA99》獲取封裝布線與散熱設計指南；
• 工具支持 ：TI 提供評估板、代碼生成工具與設計方案，可通過 TI 官網產品文件夾獲取相關資源。

2. 文檔與支持

• 術語定義 ：關鍵術語說明（如 PRT = 脈沖重復時間、PRF = 脈沖重復頻率、HV = 高壓電源），便于理解技術參數；
• 更新通知 ：通過 TI 官網產品頁面 “Notifications” 功能訂閱文檔更新，獲取最新修訂歷史與技術細節；
• 技術支持 ：可通過 TI E2E?論壇獲取工程師專家解答，解決設計過程中的技術問題。

六、關鍵注意事項

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