IDT ICS664 - 01數(shù)字視頻時(shí)鐘源：高清電視數(shù)字視頻設(shè)備的時(shí)鐘解決方案

一、引言

在高清電視數(shù)字視頻設(shè)備中，時(shí)鐘的穩(wěn)定性和性能至關(guān)重要。IDT的ICS664 - 01數(shù)字視頻時(shí)鐘源為這類設(shè)備提供了出色的時(shí)鐘生成和轉(zhuǎn)換功能。本文將詳細(xì)介紹ICS664 - 01的特點(diǎn)、工作原理、引腳分配、應(yīng)用信息以及電氣特性等內(nèi)容，幫助電子工程師更好地了解和使用這款產(chǎn)品。

文件下載：ICS664G-01.pdf

二、產(chǎn)品概述

ICS664 - 01專為高清電視數(shù)字視頻設(shè)備中常見的時(shí)鐘速率提供時(shí)鐘生成和轉(zhuǎn)換功能。它采用了最新的PLL（鎖相環(huán)）技術(shù)，能夠提供出色的相位噪聲和長期抖動(dòng)性能，從而實(shí)現(xiàn)卓越的同步和信噪比。如果需要從27 MHz生成音頻采樣時(shí)鐘，建議使用ICS661。若有文檔中未涵蓋的輸入和輸出頻率需求，可聯(lián)系ICS，他們能快速修改產(chǎn)品以滿足特殊要求。

三、產(chǎn)品特點(diǎn)

3.1 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(huán)保要求。

3.2 輸入靈活性

支持時(shí)鐘或晶體輸入，為設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性。

3.3 低噪聲與低抖動(dòng)

低相位噪聲有助于提高信噪比，在同類產(chǎn)品中具有最低的抖動(dòng)，僅為100 ps，能有效保證時(shí)鐘信號(hào)的質(zhì)量。

3.4 精確的乘法比率

具有精確（0 ppm）的乘法比率，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的時(shí)鐘頻率轉(zhuǎn)換。

3.5 低功耗設(shè)計(jì)

具備掉電模式，可降低功耗，提高設(shè)備的能效。

3.6 性能提升

相比ICS660，其相位噪聲性能得到了改善，并且支持SMTE 292M HD - SDI標(biāo)準(zhǔn)，適用于高清電視廣播。

四、功能模塊與引腳分配

4.1 功能模塊

從框圖中可以看到，ICS664 - 01主要包括晶體振蕩器、PLL時(shí)鐘合成等模塊。VDD為各模塊提供電源，GND為接地引腳，X1/REFIN用于連接晶體或時(shí)鐘輸入，CLK為時(shí)鐘輸出引腳。

4.2 引腳分配

4.3 輸出時(shí)鐘選擇

通過S3、S2、S1、S0四個(gè)輸入引腳的不同組合，可以實(shí)現(xiàn)不同的輸入輸出頻率轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng)S3S2S1S0為0001時(shí)，為直通模式，輸出頻率等于輸入頻率；當(dāng)S3S2S1S0為0010且輸入頻率為27 MHz時(shí)，輸出頻率為74.25 MHz。

五、應(yīng)用信息

5.1 串聯(lián)終端電阻

時(shí)鐘輸出走線應(yīng)使用串聯(lián)終端。對(duì)于50Ω的走線（常用的走線阻抗），應(yīng)在時(shí)鐘線串聯(lián)一個(gè)33Ω的電阻，并盡可能靠近時(shí)鐘輸出引腳。時(shí)鐘輸出的標(biāo)稱阻抗為20Ω。

5.2 去耦電容

為了使ICS664 - 01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引腳與PCB接地平面之間必須連接0.01μF的去耦電容。為進(jìn)一步防止系統(tǒng)電源噪聲干擾，ICS664 - 01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，這些噪聲可能導(dǎo)致輸出時(shí)鐘相位調(diào)制。

5.3 晶體負(fù)載電容

如果使用晶體，設(shè)備的晶體連接應(yīng)包括從X1到地和從X2到地的電容焊盤。這些電容用于調(diào)整電路板的雜散電容，以匹配晶體標(biāo)稱所需的負(fù)載電容。為減少可能的噪聲拾取，晶體與設(shè)備之間應(yīng)使用非常短的PCB走線（且無過孔）。負(fù)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(fù)載電容，(C{L}) 是晶體指定的負(fù)載電容值。例如，典型晶體的 (C_{L}) 為18 pF，則 (C = 2(18 - 6)=24 pF)。由于這些電容用于調(diào)整PCB的雜散電容，因此應(yīng)使用最終布局檢查輸出頻率，看是否需要更改C的值。

5.4 PCB布局建議

為實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)備性能和最低輸出相位噪聲，應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則：

1. 每個(gè)0.01μF去耦電容應(yīng)安裝在電路板的元件面，盡可能靠近VDD引腳。去耦電容與VDD引腳之間不應(yīng)使用過孔，連接VDD引腳和接地過孔的PCB走線應(yīng)盡可能短。鐵氧體磁珠和大容量去耦電容與設(shè)備的距離要求相對(duì)不那么嚴(yán)格。
2. 外部晶體應(yīng)安裝在設(shè)備旁邊，使用短走線。X1和X2走線不應(yīng)彼此相鄰且間距最小，而應(yīng)分開并遠(yuǎn)離其他走線。
3. 為最小化EMI并獲得最佳信號(hào)完整性，33Ω串聯(lián)終端電阻應(yīng)靠近時(shí)鐘輸出放置。
4. 最佳布局是所有元件都在電路板的同一側(cè)，盡量減少穿過其他信號(hào)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(hào)走線應(yīng)遠(yuǎn)離ICS664 - 01，包括設(shè)備正下方或與設(shè)備使用的接地平面層相鄰的層上的信號(hào)走線。

六、電氣特性

6.1 絕對(duì)最大額定值

• 電源電壓VDD：最大5.5 V
• 所有輸入和輸出：-0.5 V至VDD + 0.5 V
• 環(huán)境工作溫度：0至 + 70°C
• 存儲(chǔ)溫度：-65至 + 150°C
• 結(jié)溫：125°C
• 焊接溫度：260°C

6.2 推薦工作條件

• 環(huán)境工作溫度：0至 + 70°C
• 電源電壓（相對(duì)于GND測量）：+3.0至 + 3.6 V

6.3 直流電氣特性

在 (VDD = 3.3 ~V pm 10 %) 、環(huán)境溫度0至 + 70°C的條件下，包括電源電壓、輸入輸出電壓、電流、阻抗等參數(shù)都有明確的規(guī)定。例如，輸入高電壓VIH為2 V，輸入低電壓VIL為0.8 V等。

6.4 交流電氣特性

同樣在 (VDD = 3.3 ~V pm 10 %) 、環(huán)境溫度0至 + 70°C的條件下，規(guī)定了晶體頻率、輸出時(shí)鐘的上升時(shí)間、下降時(shí)間、占空比、上電時(shí)間、掉電時(shí)間、抖動(dòng)、單邊帶相位噪聲等參數(shù)。例如，輸出時(shí)鐘上升時(shí)間tOR（20%至80%，15 pF負(fù)載）為1.5 ns，短期抖動(dòng)為100 ps p - p等。

6.5 熱特性

給出了不同條件下的熱阻參數(shù)，如熱阻結(jié)到環(huán)境（靜止空氣、1 m/s氣流、3 m/s氣流）和熱阻結(jié)到外殼等。

七、訂購信息

ICS664 - 01有不同的訂購型號(hào)，如ICS664G - 01、ICS664G - 01TR、ICS664G - 01LF、ICS664G - 01LFTR等。其中“LF”表示無鉛封裝，不同型號(hào)的包裝形式有管裝和卷帶裝，工作溫度范圍均為0至 + 70°C。

八、總結(jié)

IDT的ICS664 - 01數(shù)字視頻時(shí)鐘源憑借其出色的性能和豐富的功能，為高清電視數(shù)字視頻設(shè)備提供了可靠的時(shí)鐘解決方案。電子工程師在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮其特點(diǎn)、引腳分配、應(yīng)用信息和電氣特性等方面，合理進(jìn)行PCB布局和電路設(shè)計(jì)，以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在使用過程中若遇到特殊需求，可及時(shí)聯(lián)系ICS獲取技術(shù)支持。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否也遇到過類似時(shí)鐘源的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。