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  • PGA460 超声波信号处理器和换能器驱动器

    • ZHCSGA0C April   2017  – February 2023 PGA460

      PRODUCTION DATA  

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  • PGA460 超声波信号处理器和换能器驱动器
  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 引脚配置和功能
  6. 6 规格
    1. 6.1  绝对最大额定值
    2. 6.2  ESD 等级
    3. 6.3  建议的工作条件
    4. 6.4  热性能信息
    5. 6.5  内部电源稳压器特性
    6. 6.6  传感器驱动器特性
    7. 6.7  传感器接收器特性
    8. 6.8  模数转换器特性
    9. 6.9  数字信号处理特性
    10. 6.10 温度传感器特征
    11. 6.11 高电压 I/O 特性
    12. 6.12 数字 I/O 特性
    13. 6.13 EEPROM 特性
    14. 6.14 时序要求
    15. 6.15 开关特性
    16. 6.16 典型特性
  7. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  电源块
      2. 7.3.2  突发生成
        1. 7.3.2.1 使用中心抽头变压器
        2. 7.3.2.2 直接驱动
        3. 7.3.2.3 其他配置
      3. 7.3.3  模拟前端
      4. 7.3.4  数字信号处理
        1. 7.3.4.1 超声回波 - 带通滤波器
        2. 7.3.4.2 超声回波 - 整流器、峰值保持、低通滤波器和数据选择
        3. 7.3.4.3 超声回波 - 非线性调节
        4. 7.3.4.4 超声回波 - 阈值数据分配
        5. 7.3.4.5 数字增益
      5. 7.3.5  系统诊断
        1. 7.3.5.1 器件内部诊断
      6. 7.3.6  接口说明
        1. 7.3.6.1 时间命令接口
          1. 7.3.6.1.1 RUN 命令
          2. 7.3.6.1.2 CONFIGURATION/STATUS 命令
        2. 7.3.6.2 USART 接口
          1. 7.3.6.2.1 USART 异步模式
            1. 7.3.6.2.1.1 同步字段
            2. 7.3.6.2.1.2 命令字段
            3. 7.3.6.2.1.3 数据字段
            4. 7.3.6.2.1.4 校验和字段
            5. 7.3.6.2.1.5 PGA460 UART 命令
            6. 7.3.6.2.1.6 UART 操作
              1. 7.3.6.2.1.6.1 无响应操作
              2. 7.3.6.2.1.6.2 响应操作（除寄存器读取之外的所有操作）
              3. 7.3.6.2.1.6.3 响应操作（寄存器读取）
            7. 7.3.6.2.1.7 诊断字段
            8. 7.3.6.2.1.8 USART 同步模式
          2. 7.3.6.2.2 单线 UART 接口
          3. 7.3.6.2.3 通过 UART 操作进行超声波物体检测
        3. 7.3.6.3 系统内 IO 引脚接口选择
      7. 7.3.7  回波数据转储
        1. 7.3.7.1 板载存储器数据存储
        2. 7.3.7.2 通过 USART 同步模式实现直接数据突发
      8. 7.3.8  低功耗模式
        1. 7.3.8.1 时间命令接口
        2. 7.3.8.2 UART 接口
      9. 7.3.9  传感器时间和温度去耦
        1. 7.3.9.1 时间去耦
        2. 7.3.9.2 温度去耦
      10. 7.3.10 存储器 CRC 计算
      11. 7.3.11 温度传感器和温度数据路径
      12. 7.3.12 TEST 引脚功能
    4. 7.4 器件功能模式
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 UART 和 USART 通信示例
    6. 7.6 寄存器映射
      1. 7.6.1 EEPROM 编程
      2. 7.6.2 寄存器映射分区和默认值
      3. 7.6.3 REGMAP 寄存器
  8. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 传感器类型
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 变压器驱动方法
        1. 8.2.1.1 设计要求
        2. 8.2.1.2 详细设计过程
          1. 8.2.1.2.1 传感器驱动电压
          2. 8.2.1.2.2 传感器驱动频率
          3. 8.2.1.2.3 传感器脉冲计数
          4. 8.2.1.2.4 变压器匝数比
          5. 8.2.1.2.5 变压器饱和电流和主电压额定值
        3. 8.2.1.3 应用曲线
      2. 8.2.2 直接驱动（无变压器）法
        1. 8.2.2.1 设计要求
        2. 8.2.2.2 详细设计过程
        3. 8.2.2.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  9. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  10. 10机械、封装和可订购信息
  11. 重要声明
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DATA SHEET

PGA460 超声波信号处理器和换能器驱动器

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

1 特性

  • 适用于超声波检测的完全集成式解决方案
  • 带可配置电流限制的互补低侧驱动器，支持基于变压器的拓扑和直接驱动拓扑用于换能器激励
  • 单个换能器用于突发和侦听操作；或在一个换能器对中，一个用于突发，另一个用于侦听操作
  • 可编程 6 点时变增益（32dB 到 90dB）低噪声接收器，带用于回波包络检测的 DSP（BPF，解调）
  • 12 点时变阈值的两个预设，适用于物体检测
  • 计时器用于测量多回声距离和持续时间
  • 集成温度传感器
  • 记录检测最远 11m 物体所用的时间
  • 用于回波记录的 128 字节 RAM
  • 用于存储快速初始化配置的 42 字节用户 EEPROM
  • 单线高电压时间指令接口或 USART 异步接口
  • CMOS 电平 USART 接口
  • 传感器诊断（衰减频率和时间，激励电压）、电源和收发器诊断

2 应用

  • 超声波雷达
  • 物体距离和位置检测
  • 存在和接近检测
  • 无人机和机器人着陆辅助及障碍物检测
  • 占位传感器和运动传感器

3 说明

PGA460 器件是一款高度集成的片上系统超声波换能器驱动器和信号调节器，配备先进的 DSP 内核。该器件具有一个互补低侧驱动器对，可以在基于变压器的拓扑中使用升压变压器驱动换能器，或在直接驱动拓扑中使用外部高侧 FET 驱动换能器。该器件可以接收和调节反射的回波信号，实现物体的可靠检测。此功能是使用模拟前端 (AFE) 实现的，模拟前端包含一个低噪声放大器和一个馈送到 ADC 的可编程时变增益级。使用时变阈值在 DSP 内核中处理数字化信号，从而实现近场和远场物体检测。

与外部控制器的主要通信可通过 IO 引脚上的时间指令接口 (TCI) 或 1 线 USART 异步接口，或者 RXD 和 TXD 引脚上的 CMOS 电平 USART 接口实现。PGA460 可进入超低静态电流低功耗模式以减少闲置时的功耗，并且可在通信接口上使用指令将其唤醒。

PGA460 还包括片上系统诊断（可监控突发期间的换能器电压、换能器的频率和衰减时间，以提供完整的激励信息）和面向过压、欠压、过流和短路情形的电源侧和收发器侧诊断。

封装信息(1)
器件型号封装封装尺寸（标称值）
PGA460TSSOP (16)5.00mm × 4.40mm
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附录。
GUID-1A8F54E4-D995-4869-BE50-6AC0F67950B2-low.gif典型应用图（变压器驱动）

4 修订历史记录

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLB (January 2019)to RevisionC (February 2023)

  • 更新了整个文档中的表格、图和交叉参考的编号格式Go
  • 将提到 SPI 的旧术语的所有实例更改为控制器和外设Go
  • 将表标题从“器件信息”更改为封装信息Go
  • 将电源相关建议 和布局 部分移到了应用和实施 部分Go

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLA (August 2017)to RevisionB (January 2019)

  • 更改了功能方框图的 GND 和 GNDP 引脚标识符，使输出驱动器正确接地Go
  • 更新了表 7-3 的表注Go
  • 添加了以下句子：USART 同步模式与不带片选的串行外设接口 (SPI) 相同，因为寻址由三位 UART_ADDR 值处理，可在一条总线上支持多达八个器件。Go
  • 添加了以下句子：发出温度测量命令后，温度测量的采样和转换时间至少需要 100us。请勿在此期间发送其他命令，以确保温度值能够正确更新。Go

Date Letter Revision History Changes Intro HTML* (April 2017)to RevisionA (August 2017)

  • 向 CONFIGURATION/STATUS 命令 部分添加了补零信息Go
  • 将 UART 接口参数文本从“1 个停止位”更改为“2 个停止位”Go
  • 将字段间等待时间文本从“可选”更改为“1 个停止位需要”Go
  • 添加了句子：同步字段 (0x55) 不包含在校验和计算中。Go
  • 更新了内容并向表 7-3 添加了表注Go
  • 添加了句子：诊断字段包含在外设生成的校验和计算中。Go
  • 添加了通过 USART 同步模式实现直接数据突发 小节Go
  • 添加了Equation8 Go
  • 添加了句子：这包括所有阈值时序和电平值。Go
  • 更新了 UART 和 USART 通信示例 内容Go
  • 更新了表 8-2 中的内容Go
  • 向应用曲线 添加了内容Go
  • 向直接驱动（无变压器）法 添加了内容并更改了图 8-6，以便 XDCRNegative 和 CINN 上存在 GND 节点Go
  • 将文本从“TDK EPCOS B78416A2232A03 变压器、muRata MA40H1S-R 换能器”更改为“Fairchild FDC6506P p 沟道 MOSFET、muRata MA40H1S-R 换能器”Go

5 引脚配置和功能

图 5-1 PW 封装16 引脚 TSSOP顶视图
表 5-1 引脚功能
引脚 类型(1) 说明
编号 名称
1 GND P 接地
2 INP I 正换能器接收
3 INN I 负换能器接收
4 GND P 接地
5 OUTA O 换能器驱动器输出 A
6 GNDP P 电源接地
7 OUTB O 换能器驱动器输出 B
8 IO I/O 时间指令接口数据输入和输出
9 TEST I/O 测试输出引脚
10 TXD O USART 接口发送
11 RXD I USART 接口接收
12 SCLK I USART 同步模式时钟输入
13 DECPL O 去耦晶体管栅极驱动
14 IOREG P I/O 缓冲器电压稳压器电容器
15 VPWR P 电源电压
16 AVDD P 模拟稳压器电容器
(1) I = 输入，O = 输出，I/O = 输入和输出，P = 电源

6 规格

6.1 绝对最大额定值

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）(1)
最小值最大值单位
输入电压VPWR-0.330V
IO-0.330
INP、INN-0.32V
TEST、SCLK、RXD–0.35.5V
输出电压AVDD-0.32V
IOREG、DECPL、TEST、TXD–0.35.5
OUTA、OUTB-0.330
接地电压GNDP、GND–0.30.3V
灌电流OUTA、OUTB500mA
工作结温-40125°C
贮存温度，Tstg-40125°C
(1) 超出绝对最大额定值 的运行可能会对器件造成永久损坏。绝对最大额定值 并不表示器件在这些条件下或在建议运行条件 以外的任何其他条件下能够正常运行。如果超出建议运行条件、但在绝对最大额定值 范围内使用，器件可能不会完全正常运行，这可能影响器件的可靠性、功能和性能并缩短器件寿命。

 
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