TX08D 技术文档总结

一、产品概述

TX08D 是德州仪器（TI）推出的 8 通道超声发射器 ，专为超声成像系统设计，集成脉冲发生器（Pulser）、收发（T/R）开关与片内波束成形器，可驱动压电换能器实现高精度超声信号发射。器件采用 196 引脚 FCCSP 封装（12mm×12mm，0.8mm 引脚间距），具备高输出电压、大输出电流、低抖动与快速编程特性，适配超声诊断设备等对信号质量与集成度要求严苛的场景。

二、核心特性

（一）8 通道独立发射架构

1. 每通道核心组件
   • 5 电平脉冲发生器 ：支持输出电压 ±1~±100V 可调，最大输出电流 2A，兼容 4A 大电流模式（需特定配置），满足不同压电换能器的驱动需求；
   • 有源 T/R 开关 ：导通电阻仅 8Ω，开关切换时间 300ns，支持通道级独立开关控制，可灵活切换发射 / 接收模式，减少信号损耗；
   • 片内波束成形器 ：延迟分辨率为波束成形时钟周期的一半（最小 1.56ns），最大延迟达214个时钟周期，可实现多通道信号的精准相位控制，优化超声波束指向性。
2. 信号质量优化
   • 支持 “真归零”（True Return to Zero）功能，发射后可将输出放电至接地电位，避免残留电荷影响下一次信号发射；
   • 低失真特性：5MHz 信号下二次谐波抑制比达 - 45dBc，集成抖动仅 100fs（100Hz~20kHz 频段），确保超声信号的高保真度；
   • 宽频带性能：220Ω 并联 240pF 负载下，±100V 供电时 - 3dB 带宽 20MHz，4A 模式下带宽提升至 35MHz，适配高频超声成像需求。

（二）高速编程与配置能力

1. LVDS 串行编程接口
   • 2 通道 LVDS 接口，最高速率 400MHz，延迟配置更新时间＜500ns，支持快速调整波束成形参数，适配动态聚焦场景；
   • 32 位校验和（Checksum）功能：检测 SPI 写入数据的正确性，避免错误配置导致的器件异常，提升系统可靠性。
2. 大容量存储与灵活配置
   • 每通道集成 960×32 位存储器，可存储波形数据与延迟参数，无需外部存储器，简化系统设计；
   • 无特定电源时序要求，上电即可稳定工作，降低系统集成复杂度。

（三）可靠性与保护机制

1. 热管理与故障检测
   • 内置温度传感器，实时监测器件温度，超温时自动触发热关断（Thermal Shutdown），防止器件损坏；
   • 错误标志寄存器：可检测多类故障状态（如过温、配置错误等），便于系统诊断与维护。
2. 集成化设计与 ESD 防护
   • 内置浮动电源与偏置电压所需的无源元件，减少外部元器件数量，缩小 PCB 面积；
   • ESD 防护：需遵循 TI 静电放电防护规范（如佩戴防静电手环、使用防静电包装），避免器件因 ESD 损坏（文档未明确具体 ESD 等级，需参考 TI 通用 ESD 防护指南）。

三、器件信息与封装规格

（一）基本器件信息

参数	规格
通道数量	8 个独立发射通道
封装类型	196 引脚 FCCSP（型号 ACP）
封装尺寸	12mm×12mm（长 × 宽），最大高度 1.321mm
工作温度范围	0~70°C
存储温度范围	未明确标注，参考 TI 同类器件通常为 - 65~150°C

（二）封装与机械特性

1. 引脚与布局
   • 引脚排列：采用球栅阵列（BGA）结构，引脚间距 0.8mm，共 196 个引脚，需严格遵循 PCB 布局规范（如焊盘尺寸、阻焊层设计）；
   • 散热设计：封装底部建议预留散热焊盘，通过过孔连接至内层地平面，确保大电流工作时的散热效率（文档未提供具体热阻参数，需参考 TI 热设计应用笔记）。
2. 订购信息 | 订购型号 | 状态 | 封装 | 数量 / 载体 | 工作温度 | 关键说明 ||----|----|----|----|----|----||TX08DACP | 量产 | 196 引脚 FCCSP（ACP）|160 片 / JEDEC 托盘（5+1 结构）|070°C | 标准量产型号，球材质 SnAgCu||TX08DACP.B | 量产 | 196 引脚 FCCSP（ACP）|160 片 / JEDEC 托盘（5+1 结构）|070°C | 可选型号，具体参数需咨询 TI|

四、PCB 设计与应用指南

（一）PCB 布局关键要求

1. 封装焊盘与阻焊设计
   • 参考文档提供的 “示例板布局”，焊盘尺寸建议为 0.4mm（ nominal），阻焊层开口需覆盖焊盘边缘，推荐采用 “非阻焊定义”（Non-Solder Mask Defined）方式，提升焊接可靠性；
   • 钢网设计：建议使用 0.125mm 厚钢网，激光切割梯形开口与圆角，优化焊膏释放效果，避免虚焊。
2. 信号与电源布线
   • 高压输出引脚（脉冲发生器输出）需采用粗线宽（建议≥0.5mm），远离数字信号布线，减少干扰；
   • 电源引脚需就近并联去耦电容（如 1μF 钽电容 + 0.1μF 陶瓷电容），浮动电源相关引脚需单独布线，避免与其他电源网络耦合。

（二）典型应用场景

• 超声成像系统 ：8 通道 TX08D 可直接驱动超声探头的 8 个换能器单元，通过片内波束成形器实现波束聚焦；多片级联可扩展通道数，适配相控阵超声探头；
• 压电驱动 ：可作为高精度压电换能器驱动芯片，应用于非破坏性检测（NDT）、工业超声传感等领域，利用其宽电压 / 电流范围与低失真特性，提升检测精度。

*附件：tx08d.pdf