2 前端架构比较

本节介绍用于创建 64 通道系统的两种不同的超声波发送器前端架构（图 2-1）。这两种架构均采用 TX7516（具有发送/接收开关和片上波束形成器的 ±100V 五级 16 通道发送器）。后一个架构采用 TMUX9832，这是一款具有闩锁效应抑制的 5V 电源 220V 高压 1:1、32 通道开关。

第一个架构由四个并行的 TX7516 发送器组成。在此配置中，可以同时驱动全部 64 个通道。每个 TX7516 在发送接收模式下耗散 77mW/通道，在连续波 (CW) 模式下耗散高达 197mW/通道。对于四个发送器，这相当于 4.93W 至 12.6W 的功耗范围。每个发送器 IC 均为 100mm^2，IC 总面积为 400mm^2。

第二个架构包含两个 TX7516 发送器，它们连接到两个 TMUX9832 多路复用器。在此配置中，一次只从两个发送器驱动 32 个通道。开关将信号路由到相应的传感器元件，在每组 32 个通道之间交替以构成全部 64 个通道。当以 50kHz 的频率切换全部 32 个通道时，TMUX9832 的典型动态功耗为 9.5mW。两个发送器和两个开关一起的功耗可以是从 2.47W 到 6.31W 之间的任何功耗。与全部采用发送器的设计相比，这相当于功耗降低了近 50%。每个多路复用器 IC（采用 BGA 封装）为 56.25mm^2，IC 总面积为 312.5mm^2，相当于尺寸缩减了 22%。

表 2-1 总结了前面概述的两种架构在功耗和尺寸方面的比较情况。

另一种潜在的选择是使用四个 TX7516 器件（无多路复用器），但一次仅操作两个 TX7516 IC，总共发送 32 个通道。在本例中，对于 B 模式，此设计的总功耗可以为 2.496W，其中发送通道的功耗为 77mW/通道 ×32，而两个不发送的 TX7516 IC 的总功耗可为 16mW/IC ×2。对于此配置，两个 16 通道 TX7516 发送器和两个 32 通道 TMUX9832 开关架构的功耗改善仅提高 1%。但是，如果电路板上仍有四个发送器，IC 面积仍可能按相同的数量增大，客户还需要考虑采用四个 TX7516 IC 与两个 TX7516 IC 和两个 TMUX9832 IC 的价格差异。