自從80年代早期推出模擬蜂窩網絡以來,蜂窩通信已經走過了漫長的道路。今天,隨著市場從4G遷移到5G網絡解決方案,蜂窩通信行業正在為數據傳輸速度,更低延遲,容量,用戶密度和可靠性的巨大飛躍奠定基礎。例如,隨著數據速率和網絡容量(10倍)的100倍改進,5G還大幅縮短了1毫秒以下的延遲,同時為數十億連接設備提供了無處不在的連接。是物聯網(IoT)不斷發展的一部分。圖1顯示了一個典型的5G波束形成發射機,包括數字MIMO,數據轉換器,信號處理組件,放大器和天線。
為了充分發揮5G的優勢,設計人員需要更高頻率的無線電,通過采用更集成的微波/毫米波收發器,現場可編程門陣列(FPGA),以滿足未來數據容量需求所需的新頻譜更快的數據轉換器,以及用于小型電池的高功率,低噪聲功率放大器(PA)。此外,這些5G單元還將包括更多集成天線,以應用大規模多輸入多輸出(MIMO)技術實現可靠連接。因此,需要各種最先進的電源來為5G基站組件供電。
現代FPGA和處理器采用先進的納米工藝制造,因為它們通常以快速進行計算在緊湊封裝的高電流下使用低電壓(<0.9 V)。此外,新一代FPGA需要更低的核心電壓以大幅提高計算速度,同時需要更高的I / O接口電壓,并且需要額外的DDR存儲器軌。 3,4,5 所以,實質上,單個FPGA需要具有嚴格公差和不同額定電流的多個電壓,以實現最佳操作。更重要的是,為了避免損壞,必須按正確的順序對這些電壓軌進行排序。使用最新半導體技術構建的電源結合先進的電路拓撲和先進的封裝技術,可以滿足這些嚴格的要求。但是,如果設計人員沒有正確使用正確的電源管理解決方案,則風險范圍從低效率到熱并發癥以及其他不期望的性能相關問題。
為高速數據轉換器靜音供電
同樣,運行速度更快的精密數據轉換器,如模數轉換器(ADC)和數模轉換器(DAC),也需要多個電源軌,例如1.3 V,2.5 V和3.3 V,低噪聲和直流紋波。 6 通常,這些高速ADC和DAC放置在擁擠的印刷電路板(PCB)上,空間有限。因此,在為這些高速數據轉換器設計電源系統時,ADC和DAC的電源靈敏度必須是首要考慮因素。
結合先進半導體和封裝技術的優勢,ADI的μModule?靜音切換器?調節器可輕松解決此問題,滿足高速數據轉換器的效率,密度和噪聲性能需求。一個很好的例子是Silent Switcher LTM8065,它可以提供安靜,更緊湊,更高效的解決方案,為這些設備供電。與傳統的分立式解決方案不同,LTM8065可以顯著減少元件數量和電源板空間,同時不會影響數據轉換器的動態性能。符合RoHS標準的BGA封裝集成了開關控制器,電源開關,電感器和所有支持組件。
在某些情況下,為了最大化電源抑制比(PSRR)性能,線性穩壓器用于電源路徑,跟隨開關穩壓器。 ADP7118是一款低壓差(LDO)低噪聲線性穩壓器,可處理寬輸入電壓范圍,具有高輸出精度,低噪聲和高PSRR,以及出色的線路和負載瞬態響應。但是,該產品系列還有更多,可以使用ADI的LTpowerCAD和LTspice等軟件工具正確選擇它們。?
為PA和收發器管理電源
這些下一代無線電集成了集成收發器和低噪聲,高功率微波/毫米波PA以及更寬帶寬的數字控制和管理系統,這需要使用多種專用電源技術。例如,基于氮化鎵(GaN)的低噪聲,高功率功率放大器將需要高達28 V至50 V的電壓,而基于FPGA的控制和高速ADC和DAC將需要多個較低的電壓,并具有適當的排序,監控和保護。 7,8 最先進的DC-DC轉換器可以提供這些5G功率放大器所需的效率(> 90%),功率密度,低噪聲性能和控制。
面對下一代(5G)產品的巨大壓力,其表現優于上一代(4G),因此幾乎沒有妥協的余地。因此,ADI公司專注于基站射頻鏈的各個方面,并且擁有為這些應用供電所需的電源管理工具的全面知識,能夠為當今基于5G的功率放大器和收發器提供合適的電源。提供業界最廣泛的高性能Power by Linear ?產品組合,包括高效率,高密度DC-DC轉換器模塊,電源管理IC(PMIC)和超低噪聲線性穩壓器,包括電源排序,監控和保護,ADI可以為5G信號鏈提供更全面的方法。
ADI的μModule穩壓器和靜音切換器服務是完整的電源系統級封裝解決方案,可以提供精確的電壓。微型封裝具有最高效率(> 95%)和功率密度,具有高可靠性和最低EMI和噪聲。這些解決方案專為高性能RF系統而設計,具有最高的功率轉換效率和密度,而不會對感興趣的無線電信號增加噪聲或干擾,從而確保這些RF PA和其他此類RF電路的最佳性能。
同樣,為了解決需要多個電源軌的電路中電源排序的挑戰,ADI已經建立了一系列定序器,從兩個電源(ADM6819 / ADM6820)到17個通道(ADM1266)的排序。為了確保系統正確,高效和安全地運行,監控設備電壓,電流或溫度至關重要。為此,ADI提供類似LTC2990的部件。
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總之,ADI公司的Power by Linear產品系列包括低噪聲LDO穩壓器,低EMI,高度集成的多線圈DC-DC轉換器μModule器件,靜音切換器技術和其他電源管理IC,包括電源序列發生器,監視器和保護電路 - 所有這些都使ADI成為業界最廣泛的電源產品系列。它包括為5G基站組件供電所需的一切,包括軟件設計和LTpowerCAD和LTspice等仿真工具。這些工具簡化了為這些器件選擇合適的電源管理解決方案的任務,從而為5G基站組件提供了最佳的電源解決方案。
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