IDT ICS664 - 03數字視頻時鐘源：設計與應用詳解

引言

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、信噪比等關鍵指標。今天要為大家介紹的IDT ICS664 - 03數字視頻時鐘源，憑借其出色的性能和靈活的設計，成為了數字視頻設備領域的熱門選擇。

ICS664 - 03概述

主要功能

ICS664 - 03專為高清電視數字視頻設備提供常用時鐘速率的時鐘生成和轉換。它采用最新的PLL技術，能夠提供出色的相位噪聲和長期抖動性能，有助于實現卓越的同步性和高信噪比。

適用場景

該芯片適用于數字視頻機頂盒（Digital Video STB）和數字電視（DTV）等應用。如果是發射機應用，建議使用ICS664 - 01或ICS664 - 02；若需要從27 MHz生成音頻采樣時鐘，則可選用ICS661。要是有文檔中未涵蓋的輸入和輸出頻率需求，可以聯系IDT，他們能快速修改產品以滿足特殊要求。

特性亮點

封裝形式：采用16引腳TSSOP封裝，并且有無鉛（Pb）封裝可供選擇，符合環保要求。
輸入靈活性：支持時鐘或晶體輸入，為設計提供了更多的靈活性。
低噪聲與低抖動：低相位噪聲有助于提高信噪比，在同類產品中抖動最低，僅為100 ps，能夠確保穩定的時鐘輸出。
精確的乘法比率：具有精確（0 ppm）的乘法比率，可保證時鐘信號的準確性。
低功耗設計：具備電源關斷模式，可降低功耗。
性能提升：相比ICS660，其相位噪聲性能有所改善。
高清視頻時鐘支持：能夠為720p、1080i和1080p YUV標準提供高清視頻時鐘。

需要注意的是，非環保型零件將于2010年5月13日停產。

引腳分配與功能

引腳分配

ICS664 - 03的引腳分配明確，其輸出時鐘選擇表如下：	S3	S2	S1	S0	Input Frequency (MHz)
0	0	0	0		Power down
0	0	0	1	27	27 (passthrough)
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	27	148.5000
0	1	1	1	27	148.351648
1	0	0	0	74.25	54
1	0	0	1	74.175824	54
1	0	1	0	74.25	27
1	0	1	1	74.175824	27
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

通過設置S3、S2、S1、S0引腳的電平，可以根據輸入頻率選擇不同的輸出頻率。

引腳描述

Pin Number	Pin Name	Pin Type	Pin Description
1	X1/REFIN	Input	連接晶體或時鐘輸入
2	VDD	Power	晶體振蕩器電源
3	VDD	Power	PLL電源
4	S0	Input	輸出頻率選擇，根據上表確定輸出頻率，內部上拉
5	GND	Power	PLL接地
6	GND	Power	晶體振蕩器PLL接地
7	S3	Input	輸出頻率選擇，根據上表確定輸出頻率，內部上拉
8	S2	Input	輸出頻率選擇，根據上表確定輸出頻率，內部上拉
9	CLK	Output	時鐘輸出
10	S1	Input	輸出頻率選擇，根據上表確定輸出頻率，內部上拉
11	VDDO	Power	輸出級電源
12	SEL	Input	低電平為時鐘輸入，高電平為晶體輸入，內部上拉
13	GND	Power	輸出接地
14	VDD	Power	電源
15	NC	—	不連接，不要連接任何東西
16	X2	Input	連接晶體，若使用時鐘輸入則留空

應用設計要點

串聯終端電阻

時鐘輸出走線應采用串聯終端。對于常用的50Ω走線阻抗，應在時鐘線串聯一個33Ω電阻，且盡量靠近時鐘輸出引腳。時鐘輸出的標稱阻抗為20Ω。

去耦電容

作為高性能混合信號IC，ICS664 - 03必須與系統電源噪聲隔離，以實現最佳性能。每個VDD引腳和PCB接地平面之間必須連接0.01μF的去耦電容。為了進一步防止系統電源噪聲干擾，ICS664 - 03應采用一個公共連接到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，避免輸出時鐘相位調制。

晶體負載電容

如果使用晶體，設備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。為減少可能的噪聲拾取，晶體和設備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)) 粗略確定，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。典型晶體的(C_{L}) 為18 pF，所以(C = 2(18 - 6)=24 pF) 。由于這些電容用于調整PCB的雜散電容，建議使用最終布局檢查輸出頻率，看是否需要更改C的值。

PCB布局建議

為了實現最佳的設備性能和最低的輸出相位噪聲，建議遵循以下PCB布局準則：

每個0.01μF去耦電容應安裝在電路板的元件面，盡可能靠近VDD引腳，去耦電容和VDD引腳之間不應使用過孔，連接VDD引腳和接地過孔的PCB走線應盡量短。鐵氧體磁珠和大容量去耦電容與設備的距離要求相對較低。
外部晶體應靠近設備安裝，X1和X2走線不應彼此靠近，應保持一定距離并遠離其他走線。
為了最小化電磁干擾（EMI）并獲得最佳的信號完整性，33Ω串聯終端電阻應靠近時鐘輸出放置。
最佳布局是將所有組件安裝在電路板的同一側，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安裝在背面）。其他信號走線應遠離ICS664 - 03，包括設備正下方或與設備使用的接地平面層相鄰的信號走線。

電氣特性

絕對最大額定值

Item	Rating
Supply Voltage, VDD	5.5 V
All Inputs and Outputs	-0.5 V to VDD + 0.5 V
Ambient Operating Temperature	0 to +70 ° C
Storage Temperature	-65 to +150 ° C
Junction Temperature	125 ° C
Soldering Temperature	260 ° C

超過這些額定值可能會對ICS664 - 03造成永久性損壞，在設計時務必注意。

Parameter	Min.	Typ.	Max.	Units
Ambient Operating Temperature	0		+70	° C
Power Supply Voltage (measured in respect to GND)	+3.0		+3.6	V

DC電氣特性

在(VDD = 3.3 V ± 10 %) 、環境溫度0至+70°C的條件下，ICS664 - 03的直流電氣特性如下：	Parameter	Symbol	Conditions	Min.	Typ.	Max.
	VDD		3.0		3.6	V
Operating Voltage	VDDO		2.5		VDD	V
Supply Current	IDD	No Load		35		mA
Input High Voltage	V IH		2			V
Input Low Voltage	V IL				0.8	V
Output High Voltage	V OH	I OH = -4 mA	VDD - 0.4			V
Output High Voltage	V OH	I OH = -20 mA	2.4			V
Output Low Voltage	V OL	I OL = 20 mA			0.4	V
Short Circuit Current	I OS	Each output		±65		mA
Nominal Output Impedance	Z OUT			20		Ω
Input Capacitance	C IN	Input pins		7		pF
Internal Pull - up Resistor	R PU			120		k Ω

AC電氣特性

同樣在上述條件下，其交流電氣特性如下：	Parameter	Symbol	Conditions	Min.	Typ.	Max.
Crystal Frequency					28	MHz
Output Clock Rise Time	t OR	20% to 80%, 15 pF load			1.5	ns
Output Clock Fall Time	t OF	80% to 20%, 15 pF load			1.5	ns
Output Duty Cycle	t OD	at VDD/2, 15 pF load	40	49 to 51	60	%
Power - up Time	t PU	Valid power on to valid output		1		ms
Power - down Time	t PD	Power off to clock disable		10		μs
Jitter, short term				100		ps p - p
Jitter, long term		10 μs delay		200		ps p - p
Single Sideband Phase Noise		10 kHz offset		-120		dBc
Actual Mean Frequency Error versus Target				0		ppm

熱特性

Parameter	Symbol	Conditions	Typ.	Units
Thermal Resistance Junction to	θ JA	Still air	78	° C/W
Ambient	θ JA	1 m/s air flow	70	° C/W
	θ JA	3 m/s air flow	68	° C/W
Thermal Resistance Junction to Case	θ JC		37	° C/W

封裝與訂購信息

封裝尺寸

ICS664 - 03采用16引腳TSSOP封裝，其尺寸與JEDEC Publication No. 95, MO - 153保持一致。具體尺寸如下：	Symbol	Min	Max	Min (Inches)
A		1.20	0.047
A1	0.05	0.15	0.002	0.006
A2	0.80	1.05	0.032	0.041
b	0.19	0.30	0.007	0.012
C	0.09	0.20	0.0035	0.008
D	4.90	5.1	0.193	0.201
E	6.40	BASIC	0.252	BASIC
E1	4.30	4.50	0.169	0.177
e	0.65	Basic	0.0256	Basic
L	0.45	0.75	0.018	0.030
α	0°	8°	0°	8°
aaa		0.10		0.004

訂購信息

Part / Order Number	Marking	Shipping Packaging	Package	Temperature
664G - 03*	664G - 03	Tubes	16 - pin TSSOP	0 to +70°C
664G - 03T*	664G - 03	Tape and Reel	16 - pin TSSOP	0 to +70°C
664G - 03LF	664G03LF	Tubes	16 - pin TSSOP	0 to +70°C
664G - 03LFT	664G03LF	Tape and Reel	16 - pin TSSOP	0 to +70°C

*注：非環保型零件將于2010年5月13日停產，“LF”表示無鉛（Pb）封裝。

總結

IDT ICS664 - 03數字視頻時鐘源憑借其出色的性能、靈活的設計和豐富的特性，為高清電視數字視頻設備的時鐘設計提供了一個優秀的解決方案。在設計過程中，我們需要充分考慮其引腳功能、應用設計要點以及各種電氣特性和熱特性，同時注意封裝尺寸和訂購信息，以確保設計出的產品穩定可靠。你在使用類似時鐘源芯片時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。

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IDT ICS664 - 03數字視頻時鐘源：設計與應用詳解

引言

ICS664 - 03概述

主要功能

適用場景

特性亮點

引腳分配與功能

引腳分配

引腳描述

應用設計要點

串聯終端電阻

去耦電容

推薦的電源連接

晶體負載電容

PCB布局建議

電氣特性

絕對最大額定值

推薦操作條件

DC電氣特性

AC電氣特性

熱特性

封裝與訂購信息

封裝尺寸

訂購信息

總結

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