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準備好迎接TI BAW 技術了嗎?


作者:德州儀器 Arvind Sridhar    時間:2019/3/16 12:02:42  來源:   

5G革命即將來臨。無論是以無縫增強和虛擬現實體驗形式提供更快,更豐富的內容還是實現真正自動駕駛汽車的技術,它都有望激發一系列創新和新服務。


在電信行業的快速發展的驅使下,產生了對更高帶寬和更快數據速率的巨大需求,需要進行嚴格的網絡升級。通過交換機和路由器的復雜互連將信息從終端用戶傳輸到中央核心網絡的以太網骨干網已經發生了翻天覆地的變化,從10 Mbps到現在的400千兆以太網速度,以及未來大于1 太比特的以太網。


每個5G和400Gbps節點的核心是一個稱為網絡同步器的半導體定時集成電路(IC)。該同步器可確保采樣信息的準確性,從而減少誤碼和鏈路損傷。


有助于在這些網絡同步器的輸出時鐘上實現超低抖動(噪聲)的突破性技術稱為體聲波(BAW)諧振器。 


用于計時的TI BAW諧振器技術


了解TI的體聲波時鐘技術如何降低振動并簡化下一代通信系統中的設計。

圖1顯示了分組交換電信網絡生態系統,其中包括5G無線基礎設施和400-Gbps交換機以及在網絡邊緣及其核心之間傳輸數據的路由器。 

 

圖1:分組交換電信網絡


BAW諧振器是一種高品質因數(高Q值)諧振器,它取代了網絡同步器IC中常見的傳統電感器 - 電容器振蕩器。它是一種類似于石英晶體的薄膜諧振器,夾在金屬薄膜和其他層之間,以限制機械能。結果實現了無比強大性能的高-Q,超低噪聲諧振器。


為什么這種性能對5G和400-Gbps網絡至關重要?


400-Gbps收發器使用四級脈沖幅度調制(PAM-4)方案來傳輸數據。與傳統的非歸零調制方案相比,該數據調制方案在相同帶寬上實現更高的數據速率。像光互聯網論壇通用電氣接口和電氣和電子工程師協會802.3bs這樣的400-Gbps標準對PAM-4發射機具有非常嚴格的發射振動需求,僅將整個發射機抖動的一小部分分配給網絡同步器生成 參考時鐘。


采用56G PAM-4串行器/解串器(SerDes)解決方案的交換機應用專用IC供應商要求在12 kHz至20 MHz頻段內最大集成參考時鐘抖動為150 fs均方根(RMS)。采用TI BAW諧振器技術的網絡同步器時鐘,例如LMK05318,通常具有小于60 fs(156.25-MHz載波)的集成RMS抖動(12 kHz至20 MHz),如圖2所示。這種性能水平可以幫助設計人員為他們的系統提供面對未來的保障。 

圖2:來自LMK05318網絡同步器時鐘的156.25 MHz輸出時鐘


現在,關于5G應用中的無線電,5G新無線電標準規定了低于6 GHz的新頻帶,并擴展到毫米波頻率。雖然低于6 GHz是現有長期演進(LTE) - 高級功能的進步,但真正的挑戰在于毫米波設計,其中更多連續帶寬可用于傳輸大量數據。參考時鐘損傷(例如相位噪聲)可能導致調制信號失真,這在毫米波設計的較高頻率和較寬帶寬特性中成為問題。


信號質量的特征在于系統的誤差矢量幅度,參考時鐘的相位噪聲對它起主要影響。由于更加密集的調制方案計劃用于5G(目前從256個正交幅度調制 [QAM] ,未來高達1, 024個QAM),對誤差矢量幅度的要求變得越來越嚴格。因此,來自網絡同步器的低噪聲參考時鐘對于確保最佳系統性能至關重要。

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