AFE1256 核心产品信息总结

该AFE1256是一款 256 通道模拟前端 （AFE），旨在满足以下要求： 基于数字 X 射线系统的平板探测器 （FPD）。该器件包括 256 个积分器、一个 可编程增益放大器 （PGA），用于满量程、电荷电平选择、相关双精度 具有双组、256：4模拟多路复用器和四个16位、 板载逐次逼近寄存器 （SAR） 模数转换器 （ADC）。串行数据 ADC的音频以SPI™格式提供。
*附件：afe1256.pdf

硬件可选的集成极性允许集成正极或 带负电荷，为系统设计提供更大的灵活性。Nap 功能可实现大量 省电。这种节能方式在电池供电系统中特别有用。

该器件有 22 毫米× 5 毫米镀金两种颜色 芯片和 38 mm × 28 mm COF-314 TDS 封装 单一形式。

特性

• 256 个通道
• 片内16位ADC
• 光电二极管短抗扰度
• 色谱柱短免疫度
• 高性能：
  • 噪声：758 e-RMS，带 28pF 传感器
    电容器，范围为 1.2pC
  • 积分非线性：
    ±2 LSB，带内部16位ADC
  • 最短扫描时间：
    • 正常模式下为 37.9 μs
    • 20 μs（2x 分档模式）
• 集成：
  • 八个可选满量程范围：
    0.15 pC（最小值）至 9.6 pC（最大值）
  • 内置相关双采样器
  • 2 倍分档（两个相邻
    通道的平均电荷）可实现更快的吞吐量
  • 流水线集成和读取：允许在集成过程中读取数据
• 灵活性：
  • 电子和空穴积分
• 低功耗：
  • 2.9 mW/通道，带ADC
  • 2.3 mW/通道，不带ADC
  • 0.1 mW/Ch（在 Nap 模式下）
  • 全面掉电功能
• 22 mm × 5 mm 镀金芯片，
  适用于 TCP 和 COF
  参数
  
  方框图
  
  AFE1256 是德州仪器推出的 256 通道高集成度模拟前端（AFE），专为数字 X 射线平板探测器（FPD）设计，核心优势为多通道并行采集、低功耗及灵活的电荷处理能力，适配医疗影像等高精度信号采集场景。

一、核心产品参数

1. 基础规格

• 通道与分辨率：256 个独立采集通道，集成 4 个 16 位 SAR ADC，支持 256:4 模拟多路复用
• 采样与扫描性能：正常模式最小扫描时间 37.9 µs，2x 合并模式（Binning）下最小 20 µs，支持流水线式积分与读取（边积分边读数）
• 封装与温度：提供两种封装 —— 金凸点裸片（22mm×5mm）、COF-314 TDS 封装（38mm×28mm）；工作温度 0°C 至 70°C
• 电源与功耗：差异化功耗设计，开启 ADC 时 2.9 mW / 通道，关闭 ADC 时 2.3 mW / 通道，休眠模式（Nap Mode）仅 0.1 mW / 通道，支持全局掉电

2. 性能特性

• 电荷处理：8 档可编程满量程电荷范围（0.15 pC-9.6 pC），支持电子 / 空穴双极性积分，适配不同类型探测器
• 噪声与线性度：28 pF 传感器电容、1.2 pC 量程下，输入参考噪声典型 758 e-RMS；积分非线性（INL）典型 ±2 LSB，无丢失码
• 抗干扰能力：内置相关双采样器（CDS），具备光电二极管短路免疫、列短路免疫特性，提升信号完整性

二、关键功能特性

1. 高灵活信号采集

• 合并模式（Binning）：支持 2 邻接通道电荷平均合并，提升吞吐量的同时优化信噪比
• 双极性积分：硬件可选择积分极性，适配正负电荷输入场景，增强系统设计灵活性
• 并行处理：256 通道同步采集，通过多路复用器与 4 个 ADC 配合，平衡采集速度与硬件成本

2. 低功耗与可靠性设计

• 多功耗模式：支持正常工作、休眠、全局掉电三种模式，休眠模式功耗骤降，适配电池供电设备
• 抗干扰设计：相关双采样（CDS）抑制低频噪声与偏移，针对平板探测器场景优化短路免疫能力
• 封装适配：金凸点裸片支持 TCP/COF 封装工艺，COF 封装提供 314 引脚配置，适配不同板级集成需求

三、典型应用场景

• 医疗影像：数字 X 射线平板探测器信号采集
• 工业检测：高精度射线成像系统前端信号调理

四、设计与使用建议

1. 信号调理

• 电荷匹配：根据探测器输出电荷特性，选择合适的满量程电荷档位，避免信号饱和或噪声占比过高
• 采样时序：优先采用流水线式积分与读取模式，提升数据吞吐量；高速场景可启用 2x Binning 模式

2. 功耗优化

• 模式切换：非采集时段启用休眠模式，长时间停机时触发全局掉电，最大化节能
• 通道配置：无需全部通道工作时，可针对性关闭冗余通道，进一步降低功耗

3. 封装与布局

• 封装选择：空间受限场景选用金凸点裸片，需简化板级集成时选择 COF 封装
• ESD 防护：存储与操作时需注意静电防护，建议将引脚短接或放置在导电泡沫中，避免 MOS 栅极损坏。