自 80 年代初引入模擬蜂窩網絡以來，蜂窩通信已經走了很長一段路。如今，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×）的100×提高，5G還將延遲大幅降低到1毫秒以下。1同時為不斷增長的物聯網 （IoT） 中的數十億連接設備實現幾乎無處不在的連接。典型的5G波束成形發射器包括數字MIMO、數據轉換器、信號處理組件、放大器和天線，如圖1所示。

圖1.用于 5G 系統的波束成形發射器的高級框圖。

為 FPGA 供電

為了充分實現 5G 的優勢，設計人員需要更高頻率的無線電，通過集成更多集成的微波/毫米波收發器、現場可編程門陣列 （FPGA）、更快的數據轉換器以及用于小型蜂窩的高功率、低噪聲功率放大器 （PA），利用滿足未來數據容量需求所需的新頻譜。此外，這些5G蜂窩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構建，因為它們通常使用緊湊型封裝的高電流低電壓 （<0.9 V） 快速執行計算。此外，新一代FPGA需要更低的內核電壓來大幅提高計算速度，同時需要更高的I/O接口電壓，并且它們需要額外的DDR存儲器軌。3,4,5因此，從本質上講，單個FPGA需要具有嚴格容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，這些電壓軌必須以正確的順序排序。采用最新半導體技術、尖端電路拓撲和先進封裝技術構建的電源可以滿足如此嚴格的要求。但是，如果設計人員沒有正確利用正確的電源管理解決方案，則風險范圍從效率低下到熱并發癥以及其他不希望的性能相關問題。

安靜地為高速數據轉換器供電

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，具有極低的噪聲和直流紋波。6通常，這些高速ADC和DAC放置在空間有限的擁擠印刷電路板（PCB）上。因此，在為這些高速數據轉換器設計電源系統時，ADC和DAC的電源靈敏度必須成為首要考慮因素。

通過結合先進半導體和封裝技術的優勢，ADI公司的μModule靜音開關穩壓器可以輕松解決這一問題，滿足高速數據轉換器的效率、密度和噪聲性能需求。靜音切換器 LTM8065 就是一個很好的例子，它可以提供一種安靜、更緊湊、更高效的解決方案，為這些器件供電。與傳統的分立式解決方案不同，LTM8065 可以顯著減少組件數量和電源板空間，而不會影響數據轉換器的動態性能。單個符合 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，為了最大限度地提高電源抑制比（PSRR）性能，在開關穩壓器之后的電源路徑中使用線性穩壓器。ADP7118就是這樣一款低壓差（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、高PSRR以及出色的線路和負載瞬態響應。但是，該產品系列中還有更多產品，可以使用ADI的軟件工具（如LTpowerCAD和LTspice）正確選擇它們。?

管理 PA 和收發器的電源

這些下一代無線電集成了集成收發器和具有更寬帶寬的低噪聲、高功率微波/毫米波PA，配備了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PA將需要高達28 V至50 V的電壓，而基于FPGA的控制以及高速ADC和DAC將需要多個具有適當排序、監控和保護的較低電壓。7,8最先進的DC-DC轉換器可以提供這些5G PA所需的效率（>90%）、功率密度、低噪聲性能和控制。

在交付性能優于上一代（4G）的下一代（5G）產品的巨大壓力下，幾乎沒有妥協的余地。因此，像ADI這樣專注于基站RF鏈各個方面的公司，對為這些應用供電所需的電源管理工具有透徹的了解，能夠為當今基于5G的PA和收發器提供合適的電源資源。提供業界最廣泛的高性能線性功率產品組合?從高效率、高密度DC-DC轉換器模塊到電源管理IC（PMIC）和超低噪聲線性穩壓器，包括電源排序、監控和保護，ADI可以提供更全面的方法來為5G信號鏈供電。

ADI公司的μModule穩壓器和靜音開關服務是完整的電源系統級封裝解決方案，能夠以最高效率（>95%）和功率密度提供精確的電壓，采用具有高可靠性和最低EMI和噪聲的微型封裝。這些解決方案專門設計用于為具有最高功率轉換效率和密度的高性能RF系統供電，而不會給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的電源時序控制挑戰，ADI公司構建了一系列時序控制器，從兩個電源（ADM6819/ADM6820）到17個通道（ADM1266）的時序控制。為確保系統正確、高效、安全地運行，監控設備電壓、電流或溫度至關重要。為此，ADI公司提供了LTC2990等器件。

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總之，ADI的線性電源產品組合包括低噪聲LDO穩壓器、低EMI、高度集成的多軌DC-DC轉換器μModule器件、靜音開關技術以及其他電源管理IC，包括電源排序器、監視器和保護電路，所有這些產品使ADI能夠提供業界最廣泛的電源產品線。它包括為5G基站組件供電所需的一切，包括軟件設計和仿真工具，如LTpowerCAD和LTspice。這些工具簡化了為這些設備選擇正確電源管理解決方案的任務，從而為 5G 基站組件提供最佳電源解決方案。

審核編輯：郭婷