探索 RENESAS ICS664 - 02 PECL 數(shù)字視頻時(shí)鐘源

在高清電視（HDTV）數(shù)字視頻設(shè)備的設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘源的性能對(duì)設(shè)備的整體表現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。今天我們就來(lái)深入了解一下 RENESAS 的 ICS664 - 02 PECL 數(shù)字視頻時(shí)鐘源，看看它有哪些獨(dú)特之處，以及在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要注意的要點(diǎn)。

文件下載：664G-02LFT.pdf

產(chǎn)品概述

ICS664 - 02 專(zhuān)為 HDTV 數(shù)字視頻設(shè)備提供常用的時(shí)鐘生成和轉(zhuǎn)換功能。它采用了最新的鎖相環(huán)（PLL）技術(shù)，能夠提供出色的相位噪聲和長(zhǎng)期抖動(dòng)性能，從而實(shí)現(xiàn)卓越的同步性和信噪比。如果需要從 27 MHz 生成音頻采樣時(shí)鐘，建議使用 ICS661。若文檔中未涵蓋所需的輸入和輸出頻率，可聯(lián)系 IDT，他們能夠快速對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修改以滿(mǎn)足特殊需求。

產(chǎn)品特性

封裝與環(huán)保

封裝形式：采用 16 引腳的 TSSOP 封裝，這種封裝形式在節(jié)省空間的同時(shí)，也便于在電路板上進(jìn)行布局。
環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)鉛封裝，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了產(chǎn)品在環(huán)保方面的考慮。

性能優(yōu)勢(shì)

低相位噪聲和低抖動(dòng)：這兩個(gè)特性確保了時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，對(duì)于高清視頻設(shè)備來(lái)說(shuō)，能夠有效減少圖像的干擾和失真。
精確的乘法比率：具有精確到 0 ppm 的乘法比率，保證了輸出時(shí)鐘頻率的準(zhǔn)確性。
電源控制：支持電源關(guān)斷控制功能，可以在不需要時(shí)鐘信號(hào)時(shí)降低功耗。
改進(jìn)的相位噪聲：相較于 ICS660，ICS664 - 02 在相位噪聲方面有了進(jìn)一步的改進(jìn)。
差分輸出：支持差分輸出，能夠有效抑制共模干擾，提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。
標(biāo)準(zhǔn)支持：支持 SMTE 292M HD - SDI 標(biāo)準(zhǔn)，適用于 HDTV 廣播應(yīng)用。

引腳分配與功能

ICS664 - 02 的引腳分配清晰明確，每個(gè)引腳都有特定的功能。例如，X1/REFIN 引腳用于連接晶體或時(shí)鐘輸入；S0 - S3 引腳用于輸出頻率選擇，通過(guò)不同的組合可以根據(jù)輸出時(shí)鐘選擇表確定輸出頻率；CLK 引腳則提供互補(bǔ)時(shí)鐘輸出和時(shí)鐘輸出。詳細(xì)的引腳描述如下表所示：	Pin Number	Pin Name	Pin Type
1	X1/REFIN	Input	Connect this pin to a crystal or clock input
2	VDD	Power	Power supply for crystal oscillator.
3	VDD	Power	Power supply for PLL.
4	S0	Input	Output frequency selection. Determines output frequency per table above. On chip pull - up.
5	GND	Power	Ground for PLL.
6	GND	Power	Ground for oscillator.
7	S3	Input	Output frequency selection. Determines output frequency per table above. On chip pull - up.
8	S2	Input	Output frequency selection. Determines output frequency per table above. On chip pull - up.
9	S1	Input	Output frequency selection. Determines output frequency per table above. On chip pull - up.
10	VDD	Power	Power supply.
11	SELIN	Input	Low for clock input, high for crystal. On chip pull - up.
12	GND	Power	Ground for output stage
13	CLK	Output	Complimentary clock output.
14	CLK	Output	Clock output.
15	VDDO	Power	Power supply for output stage.
16	X2	Input	Connect this pin to a crystal. Leave open if using a clock input.

輸出時(shí)鐘選擇

通過(guò)設(shè)置 S0 - S3 引腳的電平組合，可以實(shí)現(xiàn)不同的輸入頻率到輸出頻率的轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng) S3S2S1S0 為 0001 時(shí)，輸出頻率為輸入頻率的直通；當(dāng) S3S2S1S0 為 0010 且輸入頻率為 27 MHz 時(shí)，輸出頻率為 74.25 MHz。具體的輸出時(shí)鐘選擇表如下：	S3	S2	S1	S0	Input Frequency (MHz)
0	0	0	0		Power down
0	0	0	1	Pass thru	Input Freq
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	RESERVED	RESERVED
0	1	1	1	RESERVED	RESERVED
1	0	0	0	74.25	54
1	0	0	1	74.175824	54
1	0	1	0	RESERVED	RESERVED
1	0	1	1	RESERVED	RESERVED
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

應(yīng)用注意事項(xiàng)

終端電阻

輸出端需要使用 50Ω 電阻接地進(jìn)行終端匹配，以確保信號(hào)的正確傳輸。

去耦電容

為了使 ICS664 - 02 達(dá)到最佳性能，必須將其與系統(tǒng)電源噪聲隔離。每個(gè) VDD 引腳和 PCB 接地平面之間應(yīng)連接 0.01μF 的去耦電容。同時(shí)，為了進(jìn)一步防止系統(tǒng)電源噪聲的干擾，ICS664 - 02 應(yīng)使用一個(gè)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(shí)鐘相位調(diào)制。

電源連接

除了 VDDO 引腳可以連接較低電壓以改變輸出電平外，所有電源引腳都應(yīng)連接到相同的電壓。為了實(shí)現(xiàn)最低的抖動(dòng)，建議使用專(zhuān)用的 LDO 穩(wěn)壓器為器件供電，例如 National Semiconductor 的 LP2985。

晶體負(fù)載電容

如果使用晶體，器件的晶體連接應(yīng)包括從 X1 到地和從 X2 到地的電容焊盤(pán)。這些電容用于調(diào)整電路板的雜散電容，以匹配晶體的標(biāo)稱(chēng)負(fù)載電容。負(fù)載電容的值可以通過(guò)公式 (C = 2(C{L}-6)) 大致確定，其中 (C) 是連接到 X1 和 X2 的負(fù)載電容，(C{L}) 是晶體指定的負(fù)載電容值。例如，典型的晶體 (C_{L}) 為 18 pF，則 (C = 2(18 - 6)=24 pF)。最終布局完成后，需要檢查輸出頻率，以確定是否需要調(diào)整 (C) 的值。

PCB 布局建議

為了實(shí)現(xiàn)最佳的器件性能和最低的輸出相位噪聲，在 PCB 布局時(shí)應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則：

每個(gè) 0.01μF 去耦電容應(yīng)盡可能靠近 VDD 引腳安裝在電路板的元件面，去耦電容和 VDD 引腳之間不應(yīng)使用過(guò)孔，連接 VDD 引腳和接地過(guò)孔的 PCB 走線應(yīng)盡可能短。鐵氧體磁珠和大容量去耦電容與器件的距離相對(duì)不那么關(guān)鍵。
外部晶體應(yīng)靠近器件安裝，X1 和 X2 走線不應(yīng)相互靠近，應(yīng)保持一定的間距并遠(yuǎn)離其他走線。
為了最小化電磁干擾（EMI）并獲得最佳的信號(hào)完整性，50Ω 串聯(lián)終端電阻應(yīng)靠近時(shí)鐘輸出端放置。
最佳的布局是將所有元件放置在電路板的同一側(cè)，盡量減少穿過(guò)其他信號(hào)層的過(guò)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(hào)走線應(yīng)遠(yuǎn)離 ICS664 - 02，包括位于器件下方或與器件使用的接地平面層相鄰的信號(hào)走線。

電氣特性

絕對(duì)最大額定值

超過(guò)以下額定值的應(yīng)力可能會(huì)對(duì) ICS664 - 02 造成永久性損壞。這些額定值僅為應(yīng)力額定值，并不意味著器件在這些條件下或規(guī)格書(shū)中操作部分所指示的其他條件下能夠正常工作。長(zhǎng)時(shí)間暴露在絕對(duì)最大額定值條件下可能會(huì)影響產(chǎn)品的可靠性。電氣參數(shù)僅在推薦的工作溫度范圍內(nèi)得到保證。	Item	Rating
Supply Voltage, VDD	5.5 V
All Inputs and Outputs	- 0.5V 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

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

除非另有說(shuō)明，(VDD = 3.3 V pm 10%)，環(huán)境溫度為 0 到 +70°C。	Parameter	Symbol	Conditions	Min.	Typ.	Max.
	VDD		3.0		3.6	V
Operating Voltage	VDDO		2.5		VDD	V
Supply Current	IDD	No Load		25		mA
Standby Supply Current	IDDPD			75		μ A
Input High Voltage	V IH		2			V
Input Low Voltage	V IL				0.8	V
Output High Voltage	V OH		VDDO - 1.5		VDDO - 1.1	V
Output Low Voltage	V OL		VDDO - 2.0		VDDO - 1.8	V
Input Capacitance	C IN	input pins		7		pF
Internal Pull - up Resistor	R PU			120		k Ω

AC 電氣特性

同樣，除非另有說(shuō)明，(VDD = 3.3 V pm 10%)，環(huán)境溫度為 0 到 +70°C。	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	Inputs out of PD state to clocks stable			10	ms
Power - down Time	t PD	Inputs in PD state to clocks off			1	μs
Jitter, Short term				70		ps p - p
Jitter, Long term		10 μs delay		300		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(gòu)信息

ICS664 - 02 采用 16 引腳的 TSSOP 封裝，其封裝尺寸符合 JEDEC Publication No. 95, MO - 153 標(biāo)準(zhǔn)。具體的封裝尺寸如下表所示：	Symbol	Millimeters		Inches
Min	Max	Min	Max
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(gòu)信息如下：	Part / Order Number	Marking	Shipping Packaging	Package	Temperature
664G - 02LF	664G02LF	Tubes	16 - pin TSSOP	0 to +70 ° C
664G - 02LFT	664G02LF	Tape and Reel	16 - pin TSSOP	0 to +70 ° C

帶有“LF”后綴的產(chǎn)品為無(wú)鉛配置，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)

RENESAS 的 ICS664 - 02 PECL 數(shù)字視頻時(shí)鐘源憑借其出色的性能和豐富的特性，為 HDTV 數(shù)字視頻設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了可靠的時(shí)鐘解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)其電氣特性和應(yīng)用注意事項(xiàng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和布局，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。大家在使用這款時(shí)鐘源時(shí)，有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。

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產(chǎn)品概述

產(chǎn)品特性

封裝與環(huán)保

性能優(yōu)勢(shì)

引腳分配與功能

輸出時(shí)鐘選擇

應(yīng)用注意事項(xiàng)

終端電阻

去耦電容

電源連接

晶體負(fù)載電容

PCB 布局建議

電氣特性

絕對(duì)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(gòu)信息

總結(jié)

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