多鎖相環(huán)和擴頻時(shí)鐘在數字娛樂(lè )設備中的設計應用

隨著(zhù)集成技術(shù)的不斷發(fā)展，基于鎖相環(huán)（PLL）的硅芯片時(shí)序解決方案的應用越來(lái)越普遍，為那些需要多種頻率的設計方案提供了更潔凈、更穩定的時(shí)鐘選擇方案。本文的目的在于詳細論述采用硅芯片時(shí)序解決方案來(lái)解決時(shí)序設計難題時(shí)所持的價(jià)值主張，并與采用多個(gè)獨立晶體或晶體振蕩器（XO）的傳統設計方法進(jìn)行了對比。

1. 高清電視系統中采用多種頻率的需要——不同的標準和接口

圖1所示為液晶電視機天線(xiàn)的基本原理圖，簡(jiǎn)單地說(shuō)明了數字電視將輸入的數字數據流處理成適于用戶(hù)起居室內電視機使用的正確音頻和視頻格式的流程。

圖1：常見(jiàn)液晶電視機體系架構

調諧電路板上加入了多個(gè)子系統。各項基本功能從廣義上可以歸類(lèi)到以下幾種模塊下：

1.模擬前端（解調器）

2.音頻/視頻編碼和解碼（MPEG視頻解碼器/MPEG音頻解碼器）

3.各類(lèi)接口

4.顯示屏

上圖中所顯的所有模塊幾乎都需要時(shí)鐘信號。CPU要求的時(shí)鐘信號典型范圍為30 – 100MHz。MPEG標準要求采用基于27MHz的時(shí)鐘輸入。其中存在需要解碼器和編碼器同步的必要功能，而這項功能由VCXO（電壓控制晶體振蕩器）來(lái)實(shí)現。對于作為數模轉換器（DAC）時(shí)鐘源的音頻時(shí)鐘，其ppm要求極為嚴格。這些頻率取決于采樣頻率和過(guò)采樣比率。對于各類(lèi)接口來(lái)說(shuō)，時(shí)鐘信號由各自的標準來(lái)決定，諸如USB、以太網(wǎng)、調制解調器、PCI、PCIExpress、SATA等等。
顯示屏的時(shí)鐘取決于屏幕尺寸以及顯示標準（高清（HD）：1080i、1080p、720p；標清（SD）：NTSC、PAL）。屏幕控制器子系統的基本系統是將輸入圖像數據轉換成實(shí)際屏幕尺寸，例如，采用74.17582418 MHz等時(shí)鐘。