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SDTV與HDTV串行通信的Si554四頻VCXO晶振設(shè)計
在智能手機沒有出現(xiàn)之前,液晶電視是我們最主要的娛樂工具之一,那幾年液晶電視的規(guī)格和形態(tài)也一直不斷的變化,甚至分了很多種類型,如今液晶電視也跨越變成智能電視.曾經(jīng)SDTV數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視和HDTV高清晰度數(shù)字電視,是許多家庭里必備的電器,當(dāng)時的SDTV和HDTV已經(jīng)在使用Si554四頻的VCXO振蕩器了.市場上VCXO晶振已經(jīng)算是常用的一種振蕩器了,那么什么是Si554四頻VCXO呢?在本文里將會仔細(xì)的描述.
電影電視工程師協(xié)會(SMPTE)已經(jīng)規(guī)定了用于電視視頻設(shè)備的線速定時抖動指標(biāo).這些抖動指標(biāo)允許公司設(shè)計用于互操作性的設(shè)備.抖動被指定為給定抖動帶寬上的最大峰-峰時序偏差,并且取決于串行線速率(即圖像格式).
定時抖動和相位噪聲
定時抖動可以在時域或頻域中測量.由于SMPTE抖動規(guī)范規(guī)定了測量帶寬,因此考慮抖動的頻域表示是很自然的.相位波動的頻域測量稱為相位噪聲(L(f)).晶振相位噪聲顯示抖動頻譜中1Hz頻帶的相位變化功率.總功率只是頻譜中所有功率的總和.遺憾的是,相位噪聲不能直接產(chǎn)生峰峰值抖動-對噪聲機制的更透徹的理解可以提供峰值與-RMS比率(即波峰因數(shù))的指示.然而,如果假設(shè)噪聲是高斯噪聲,則可以估計峰值與RMS的比率.
PLL帶寬
相位噪聲計算所關(guān)注的測量帶寬在很大程度上取決于驅(qū)動線速的多路復(fù)用器的PLL環(huán)路帶寬(通常為20:1).實際上,多路復(fù)用器將在其環(huán)路帶寬之上過濾其參考定時的相位噪聲.典型的線性PLL具有在不同抖動頻率下由不同源控制的噪聲分布.在PLL的環(huán)路帶寬之下,抖動由參考定時源控制,并且在環(huán)路帶寬之上,抖動由PLL的石英晶體振蕩器控制系統(tǒng)”用于關(guān)于生成和傳輸?shù)亩秳拥南嚓P(guān)討論”.
對于1.485Gbps線路速率,典型的20:1MUX將具有接近1MHz的環(huán)路帶寬.因此,其參考的適當(dāng)帶寬低于1MHz,低端由10Hz的SMPTE規(guī)范限制.表1顯示典型Si550 VCXO Oscillator在74.1758MHz時的相位噪聲,CMOS輸出和Kv等于45ppm/V.在此頻段內(nèi),集成抖動為2.62psRMS.假設(shè)噪聲遵循高斯分布,那么對于1012個邊緣,只有一個邊緣可能偏離±18.34ps.作為比較,SMPTE344M抖動規(guī)范要求370ps,SMPTE292M抖動規(guī)范要求673ps.此外,相關(guān)的SMPTE259M抖動規(guī)范甚至不那么嚴(yán)格.
表1.載波的頻率偏移
|
載波頻率偏移 |
相位噪聲(dBc/Hz) |
|
10Hz |
-70 |
|
100Hz |
-94 |
|
1kHz |
-115 |
|
10kHz |
-128 |
|
100kHz |
-135 |
|
1MHz |
-139 |
|
10MHz |
-143 |
為了估計總輸出抖動,有必要取濾波參考抖動的平方和與MUX固有抖動之和的平方根.一旦計算出RMS,就可以假設(shè)噪聲是高斯估計峰-峰值.
XO和VCXO器件因其靈活的頻率和出色的抖動性能而非常適合許多應(yīng)用.74.25MHz和74.1758MHz的典型頻率以及10MHz和1.4GHz之間的任何速率都可以作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5x7mm封裝的XO或低抖動VCXO晶振.這些器件的抖動性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過SMPTE標(biāo)準(zhǔn)所要求的,并且在單個封裝中提供高達(dá)四種速率的器件可以在需要時輕松切換圖像格式.
VCXO是Voltage controlled crystal oscillator,即是壓控晶體振蕩器的意思,這是一種具有電壓控制,保持頻率和溫度穩(wěn)定的功能特性,屬于比較高級的石英晶振類型,專門應(yīng)用到高要求,多功能,性能高的產(chǎn)品身上.大部分料號都可以達(dá)到高頻率范圍,常用頻點是100.000MHz,125.000MHz,133.000MHz,156.250MHz,200MHz等,常搭載LVDS,LV-PECL等差分輸出,滿足不同高端產(chǎn)品的需求.
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