IDT ICS664 - 02 PECL數字視頻時鐘源:高清電視數字視頻設備的理想之選
在高清電視數字視頻設備的設計中,時鐘源的性能至關重要,它直接影響著設備的同步性和信號質量。今天,我們就來深入了解一下IDT公司的ICS664 - 02 PECL數字視頻時鐘源,看看它是如何滿足高清電視數字視頻設備需求的。
文件下載:ICS664G-02T.pdf
一、產品概述
ICS664 - 02專為高清電視數字視頻設備中常見的時鐘速率提供時鐘生成和轉換功能。它采用了最新的鎖相環(PLL)技術,具備出色的相位噪聲和長期抖動性能,能夠實現卓越的同步和信噪比。如果需要從27 MHz生成音頻采樣時鐘,可使用ICS661。若文檔中未涵蓋所需的輸入和輸出頻率,可聯系IDT,他們能快速修改產品以滿足特殊需求。
二、產品特性
1. 封裝形式
采用16引腳TSSOP封裝,并且有無鉛封裝可供選擇,符合環保要求。
2. 輸入類型
支持時鐘或晶體輸入,為設計提供了更多的靈活性。
3. 低噪聲與低抖動
具有低相位噪聲和低抖動的特性,確保時鐘信號的穩定性和準確性。
4. 精確乘法比率
擁有精確(0 ppm)的乘法比率,能實現精準的時鐘轉換。
5. 電源控制
具備電源關斷控制功能,可在不需要時鐘信號時降低功耗。
6. 性能提升
相比ICS660,其相位噪聲性能得到了改善。
7. 輸出類型
提供差分輸出,支持SMTE 292M HD - SDI標準,適用于高清電視廣播。
三、引腳分配與功能
1. 引腳分配
該芯片共有16個引腳,不同引腳承擔著不同的功能,包括電源引腳、輸入引腳和輸出引腳等。
2. 引腳功能
| 引腳編號 | 引腳名稱 | 引腳類型 | 引腳描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | X1/REFIN | 輸入 | 連接晶體或時鐘輸入 |
| 2 | VDD | 電源 | 晶體振蕩器的電源 |
| 3 | VDD | 電源 | PLL的電源 |
| 4 | S0 | 輸入 | 輸出頻率選擇,根據輸出時鐘選擇表確定輸出頻率,片上上拉 |
| 5 | GND | 電源 | PLL的接地 |
| 6 | GND | 電源 | 振蕩器的接地 |
| 7 | S3 | 輸入 | 輸出頻率選擇,根據輸出時鐘選擇表確定輸出頻率,片上上拉 |
| 8 | S2 | 輸入 | 輸出頻率選擇,根據輸出時鐘選擇表確定輸出頻率,片上上拉 |
| 9 | S1 | 輸入 | 輸出頻率選擇,根據輸出時鐘選擇表確定輸出頻率,片上上拉 |
| 10 | VDD | 電源 | 電源供應 |
| 11 | SELIN | 輸入 | 低電平為時鐘輸入,高電平為晶體輸入,片上上拉 |
| 12 | GND | 電源 | 輸出級的接地 |
| 13 | CLK | 輸出 | 互補時鐘輸出 |
| 14 | CLK | 輸出 | 時鐘輸出 |
| 15 | VDDO | 電源 | 輸出級的電源 |
| 16 | X2 | 輸入 | 連接晶體,若使用時鐘輸入則懸空 |
3. 輸出時鐘選擇
| 通過S3、S2、S1、S0四個輸入引腳的不同組合,可以選擇不同的輸入頻率和輸出頻率,具體如下表所示: | S3 | S2 | S1 | S0 | 輸入頻率 (MHz) | 輸出頻率 (MHz) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 電源關斷 | ||
| 0 | 0 | 0 | 1 | 直通 | 輸入頻率 | |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 27 | 74.25 | |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 27 | 74.175824 | |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 13.5 | 74.25 | |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 13.5 | 74.175824 | |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 保留 | 保留 | |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 保留 | 保留 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 74.25 | 54 | |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 74.175824 | 54 | |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 保留 | 保留 | |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 保留 | 保留 | |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 54 | 74.25 | |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 54 | 74.175824 | |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 54 | 13.5 | |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 27 | 13.5 |
四、應用信息
1. 終端電阻
輸出端需使用50Ω電阻接地進行終端匹配,以確保信號的穩定傳輸。
2. 去耦電容
為了使ICS664 - 02達到最佳性能,必須將其與系統電源噪聲隔離。每個VDD引腳與PCB接地平面之間應連接0.01μF的去耦電容。同時,為了進一步防止系統電源噪聲干擾,ICS664 - 02應使用一個公共連接到PCB電源平面。鐵氧體磁珠和大容量電容有助于降低電源中的低頻噪聲,避免其導致輸出時鐘相位調制。
3. 推薦電源連接
為了實現最佳的器件性能,建議使用專用的LDO穩壓器為器件供電,這樣可以提供高電源噪聲隔離。例如,National Semiconductor LP2985就是一款不錯的選擇。
4. 晶體負載電容
如果使用晶體,器件的晶體連接應包括從X1到地和從X2到地的電容焊盤。這些電容用于調整電路板的雜散電容,以匹配晶體標稱所需的負載電容。為了減少可能的噪聲拾取,晶體與器件之間應使用非常短的PCB走線(且無過孔)。負載電容的值可以通過公式 (C = 2(C{L}-6)) 大致確定,其中C是連接到X1和X2的負載電容,(C{L}) 是晶體指定的負載電容值。典型的晶體 (C_{L}) 為18 pF,則 (C = 2(18 - 6)=24 pF) 。由于這些電容用于調整PCB的雜散電容,因此需要使用最終布局檢查輸出頻率,以確定是否需要更改C的值。
5. PCB布局建議
為了實現最佳的器件性能和最低的輸出相位噪聲,應遵循以下PCB布局準則:
- 每個0.01μF去耦電容應安裝在電路板的元件側,盡可能靠近VDD引腳。去耦電容與VDD引腳之間不應使用過孔,連接VDD引腳和接地過孔的PCB走線應盡可能短。鐵氧體磁珠和大容量去耦電容與器件的距離要求相對不那么嚴格。
- 外部晶體應靠近器件安裝,X1和X2走線不應彼此相鄰,應保持一定間隔并遠離其他走線。
- 為了最小化EMI并獲得最佳的信號完整性,50Ω串聯終端電阻應靠近時鐘輸出放置。
- 最佳布局是將所有元件放置在電路板的同一側,盡量減少穿過其他信號層的過孔(鐵氧體磁珠和大容量去耦電容可以安裝在背面)。其他信號走線應遠離ICS664 - 02,包括器件下方或與器件使用的接地平面層相鄰的層上的信號走線。
五、電氣特性
1. 絕對最大額定值
| 項目 | 額定值 |
|---|---|
| 電源電壓,VDD | 5.5 V |
| 所有輸入和輸出 | -0.5V至VDD + 0.5 V |
| 環境工作溫度 | 0至 +70 °C |
| 存儲溫度 | -65至 +150 °C |
| 結溫 | 125 °C |
| 焊接溫度 | 260 °C |
2. 推薦工作條件
| 參數 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 環境工作溫度 | 0 | +70 | °C | |
| 電源電壓(相對于GND測量) | +3.0 | +3.6 | V |
3. DC電氣特性
| 在 (VDD = 3.3 V pm 10%) ,環境溫度0至 +70°C的條件下,具有以下DC電氣特性: | 參數 | 符號 | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作電壓 | VDD | 3.0 | 3.6 | V | |||
| 工作電壓 | VDDO | 2.5 | VDD | V | |||
| 電源電流 | IDD | 無負載 | 25 | mA | |||
| 待機電源電流 | IDDPD | 75 | μA | ||||
| 輸入高電壓 | VIH | 2 | V | ||||
| 輸入低電壓 | VIL | 0.8 | V | ||||
| 輸出高電壓 | VOH | VDDO - 1.5 | VDDO - 1.1 | V | |||
| 輸出低電壓 | VOL | VDDO - 2.0 | VDDO - 1.8 | V | |||
| 輸入電容 | CIN | 輸入引腳 | 7 | pF | |||
| 內部上拉電阻 | RPU | 120 | kΩ |
4. AC電氣特性
| 同樣在 (VDD = 3.3 V pm 10%) ,環境溫度0至 +70°C的條件下,其AC電氣特性如下: | 參數 | 符號 | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 晶體頻率 | 28 | MHz | |||||
| 輸出時鐘上升時間 | tOR | 20%至80%,15 pF負載 | 1.5 | ns | |||
| 輸出時鐘下降時間 | tOF | 80%至20%,15 pF負載 | 1.5 | ns | |||
| 輸出占空比 | tOD | 在VDD/2,15 pF負載 | 40 | 49至51 | 60 | % | |
| 上電時間 | tPU | 輸入脫離PD狀態到時鐘穩定 | 10 | ms | |||
| 掉電時間 | tPD | 輸入處于PD狀態到時鐘關閉 | 1 | μs | |||
| 短期抖動 | 70 | ps p - p | |||||
| 長期抖動 | 10 μs延遲 | 300 | ps p - p | ||||
| 單邊帶相位噪聲 | 10 kHz偏移 | -120 | dBc | ||||
| 實際平均頻率誤差與目標值 | 0 | ppm |
5. 熱特性
| 參數 | 符號 | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 結到環境的熱阻 | θJA | 靜止空氣 | 78 | °C/W | ||
| 結到環境的熱阻 | θJA | 1 m/s氣流 | 70 | °C/W | ||
| 結到環境的熱阻 | θJA | 3 m/s氣流 | 68 | °C/W | ||
| 結到外殼的熱阻 | θJC | 37 | °C/W |
六、封裝與訂購信息
1. 封裝尺寸
采用16引腳TSSOP封裝,4.40 mm主體,0.65 mm間距,具體尺寸符合JEDEC Publication No. 95, MO - 153標準。
2. 訂購信息
| 部件/訂單編號 | 標記 | 運輸包裝 | 封裝 | 溫度范圍 |
|---|---|---|---|---|
| 664G - 02* | 664G - 02 | 管裝 | 16引腳TSSOP | 0至 +70 °C |
| 664G - 02T* | 664G - 02 | 卷帶包裝 | 16引腳TSSOP | 0至 +70 °C |
| 664G - 02LF | 664G02LF | 管裝 | 16引腳TSSOP | 0至 +70 °C |
| 664G - 02LFT | 664G02LF | 卷帶包裝 | 16引腳TSSOP | 0至 +70 °C |
需要注意的是,非綠色部件將于2010年5月13日停產。部件編號帶有“LF”后綴的為無鉛配置,符合RoHS標準。
總的來說,IDT的ICS664 - 02 PECL數字視頻時鐘源憑借其出色的性能和豐富的特性,為高清電視數字視頻設備的設計提供了可靠的時鐘解決方案。在實際應用中,工程師們需要根據具體需求合理選擇和使用該芯片,并嚴格遵循其應用指南和布局建議,以確保設備的性能和穩定性。你在使用類似時鐘源芯片時遇到過哪些問題呢?歡迎在評論區分享你的經驗和見解。
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