IDT ICS664 - 02 PECL数字视频时钟源：高清电视数字视频设备的理想之选

在高清电视数字视频设备的设计中，时钟源的性能至关重要，它直接影响着设备的同步性和信号质量。今天，我们就来深入了解一下IDT公司的ICS664 - 02 PECL数字视频时钟源，看看它是如何满足高清电视数字视频设备需求的。

文件下载：ICS664G-02T.pdf

一、产品概述

ICS664 - 02专为高清电视数字视频设备中常见的时钟速率提供时钟生成和转换功能。它采用了最新的锁相环（PLL）技术，具备出色的相位噪声和长期抖动性能，能够实现卓越的同步和信噪比。如果需要从27 MHz生成音频采样时钟，可使用ICS661。若文档中未涵盖所需的输入和输出频率，可联系IDT，他们能快速修改产品以满足特殊需求。

二、产品特性

1. 封装形式

采用16引脚TSSOP封装，并且有无铅封装可供选择，符合环保要求。

2. 输入类型

支持时钟或晶体输入，为设计提供了更多的灵活性。

3. 低噪声与低抖动

具有低相位噪声和低抖动的特性，确保时钟信号的稳定性和准确性。

4. 精确乘法比率

拥有精确（0 ppm）的乘法比率，能实现精准的时钟转换。

5. 电源控制

具备电源关断控制功能，可在不需要时钟信号时降低功耗。

6. 性能提升

相比ICS660，其相位噪声性能得到了改善。

7. 输出类型

提供差分输出，支持SMTE 292M HD - SDI标准，适用于高清电视广播。

三、引脚分配与功能

1. 引脚分配

该芯片共有16个引脚，不同引脚承担着不同的功能，包括电源引脚、输入引脚和输出引脚等。

2. 引脚功能

引脚编号	引脚名称	引脚类型	引脚描述
1	X1/REFIN	输入	连接晶体或时钟输入
2	VDD	电源	晶体振荡器的电源
3	VDD	电源	PLL的电源
4	S0	输入	输出频率选择，根据输出时钟选择表确定输出频率，片上上拉
5	GND	电源	PLL的接地
6	GND	电源	振荡器的接地
7	S3	输入	输出频率选择，根据输出时钟选择表确定输出频率，片上上拉
8	S2	输入	输出频率选择，根据输出时钟选择表确定输出频率，片上上拉
9	S1	输入	输出频率选择，根据输出时钟选择表确定输出频率，片上上拉
10	VDD	电源	电源供应
11	SELIN	输入	低电平为时钟输入，高电平为晶体输入，片上上拉
12	GND	电源	输出级的接地
13	CLK	输出	互补时钟输出
14	CLK	输出	时钟输出
15	VDDO	电源	输出级的电源
16	X2	输入	连接晶体，若使用时钟输入则悬空

3. 输出时钟选择

通过S3、S2、S1、S0四个输入引脚的不同组合，可以选择不同的输入频率和输出频率，具体如下表所示：	S3	S2	S1	S0	输入频率 (MHz)	输出频率 (MHz)
0	0	0	0		电源关断
0	0	0	1	直通	输入频率
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、应用信息

1. 终端电阻

输出端需使用50Ω电阻接地进行终端匹配，以确保信号的稳定传输。

2. 去耦电容

为了使ICS664 - 02达到最佳性能，必须将其与系统电源噪声隔离。每个VDD引脚与PCB接地平面之间应连接0.01µF的去耦电容。同时，为了进一步防止系统电源噪声干扰，ICS664 - 02应使用一个公共连接到PCB电源平面。铁氧体磁珠和大容量电容有助于降低电源中的低频噪声，避免其导致输出时钟相位调制。

3. 推荐电源连接

为了实现最佳的器件性能，建议使用专用的LDO稳压器为器件供电，这样可以提供高电源噪声隔离。例如，National Semiconductor LP2985就是一款不错的选择。

4. 晶体负载电容

如果使用晶体，器件的晶体连接应包括从X1到地和从X2到地的电容焊盘。这些电容用于调整电路板的杂散电容，以匹配晶体标称所需的负载电容。为了减少可能的噪声拾取，晶体与器件之间应使用非常短的PCB走线（且无过孔）。负载电容的值可以通过公式 (C = 2(C{L}-6)) 大致确定，其中C是连接到X1和X2的负载电容，(C{L}) 是晶体指定的负载电容值。典型的晶体 (C_{L}) 为18 pF，则 (C = 2(18 - 6)=24 pF) 。由于这些电容用于调整PCB的杂散电容，因此需要使用最终布局检查输出频率，以确定是否需要更改C的值。

5. PCB布局建议

为了实现最佳的器件性能和最低的输出相位噪声，应遵循以下PCB布局准则：

• 每个0.01µF去耦电容应安装在电路板的元件侧，尽可能靠近VDD引脚。去耦电容与VDD引脚之间不应使用过孔，连接VDD引脚和接地过孔的PCB走线应尽可能短。铁氧体磁珠和大容量去耦电容与器件的距离要求相对不那么严格。
• 外部晶体应靠近器件安装，X1和X2走线不应彼此相邻，应保持一定间隔并远离其他走线。
• 为了最小化EMI并获得最佳的信号完整性，50Ω串联终端电阻应靠近时钟输出放置。
• 最佳布局是将所有元件放置在电路板的同一侧，尽量减少穿过其他信号层的过孔（铁氧体磁珠和大容量去耦电容可以安装在背面）。其他信号走线应远离ICS664 - 02，包括器件下方或与器件使用的接地平面层相邻的层上的信号走线。

五、电气特性

1. 绝对最大额定值

项目	额定值
电源电压，VDD	5.5 V
所有输入和输出	-0.5V至VDD + 0.5 V
环境工作温度	0至 +70 °C
存储温度	-65至 +150 °C
结温	125 °C
焊接温度	260 °C

2. 推荐工作条件

参数	最小值	典型值	最大值	单位
环境工作温度	0		+70	°C
电源电压（相对于GND测量）	+3.0		+3.6	V

3. DC电气特性

在 (VDD = 3.3 V pm 10%) ，环境温度0至 +70°C的条件下，具有以下DC电气特性：	参数	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作电压	VDD		3.0		3.6	V
工作电压	VDDO		2.5		VDD	V
电源电流	IDD	无负载		25		mA
待机电源电流	IDDPD			75		µA
输入高电压	VIH		2			V
输入低电压	VIL				0.8	V
输出高电压	VOH		VDDO - 1.5		VDDO - 1.1	V
输出低电压	VOL		VDDO - 2.0		VDDO - 1.8	V
输入电容	CIN	输入引脚		7		pF
内部上拉电阻	RPU			120		kΩ

4. AC电气特性

同样在 (VDD = 3.3 V pm 10%) ，环境温度0至 +70°C的条件下，其AC电气特性如下：	参数	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
晶体频率					28	MHz
输出时钟上升时间	tOR	20%至80%，15 pF负载			1.5	ns
输出时钟下降时间	tOF	80%至20%，15 pF负载			1.5	ns
输出占空比	tOD	在VDD/2，15 pF负载	40	49至51	60	%
上电时间	tPU	输入脱离PD状态到时钟稳定			10	ms
掉电时间	tPD	输入处于PD状态到时钟关闭			1	µs
短期抖动				70		ps p - p
长期抖动		10 µs延迟		300		ps p - p
单边带相位噪声		10 kHz偏移		-120		dBc
实际平均频率误差与目标值				0		ppm

5. 热特性

参数	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
结到环境的热阻	θJA	静止空气		78		°C/W
结到环境的热阻	θJA	1 m/s气流		70		°C/W
结到环境的热阻	θJA	3 m/s气流		68		°C/W
结到外壳的热阻	θJC			37		°C/W

六、封装与订购信息

1. 封装尺寸

采用16引脚TSSOP封装，4.40 mm主体，0.65 mm间距，具体尺寸符合JEDEC Publication No. 95, MO - 153标准。

2. 订购信息

部件/订单编号	标记	运输包装	封装	温度范围
664G - 02*	664G - 02	管装	16引脚TSSOP	0至 +70 °C
664G - 02T*	664G - 02	卷带包装	16引脚TSSOP	0至 +70 °C
664G - 02LF	664G02LF	管装	16引脚TSSOP	0至 +70 °C
664G - 02LFT	664G02LF	卷带包装	16引脚TSSOP	0至 +70 °C

需要注意的是，非绿色部件将于2010年5月13日停产。部件编号带有“LF”后缀的为无铅配置，符合RoHS标准。

总的来说，IDT的ICS664 - 02 PECL数字视频时钟源凭借其出色的性能和丰富的特性，为高清电视数字视频设备的设计提供了可靠的时钟解决方案。在实际应用中，工程师们需要根据具体需求合理选择和使用该芯片，并严格遵循其应用指南和布局建议，以确保设备的性能和稳定性。你在使用类似时钟源芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。