多鎖相環(huán)和擴(kuò)頻時(shí)鐘在數(shù)字娛樂設(shè)備中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

隨著集成技術(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(yīng)用越來越普遍，為那些需要多種頻率的設(shè)計(jì)方案提供了更潔凈、更穩(wěn)定的時(shí)鐘選擇方案。本文的目的在于詳細(xì)論述采用硅芯片時(shí)序解決方案來解決時(shí)序設(shè)計(jì)難題時(shí)所持的價(jià)值主張，并與采用多個(gè)獨(dú)立晶體或晶體振蕩器（XO）的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了對比。

1. 高清電視系統(tǒng)中采用多種頻率的需要——不同的標(biāo)準(zhǔn)和接口

圖1所示為液晶電視機(jī)天線的基本原理圖，簡單地說明了數(shù)字電視將輸入的數(shù)字數(shù)據(jù)流處理成適于用戶起居室內(nèi)電視機(jī)使用的正確音頻和視頻格式的流程。

圖1：常見液晶電視機(jī)體系架構(gòu)

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

1.模擬前端（解調(diào)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(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)功能由VCXO（電壓控制晶體振蕩器）來實(shí)現(xiàn)。對于作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）時(shí)鐘源的音頻時(shí)鐘，其ppm要求極為嚴(yán)格。這些頻率取決于采樣頻率和過采樣比率。對于各類接口來說，時(shí)鐘信號由各自的標(biāo)準(zhǔn)來決定，諸如USB、以太網(wǎng)、調(diào)制解調(diào)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(biāo)準(zhǔn)（高清（HD）：1080i、1080p、720p；標(biāo)清（SD）：NTSC、PAL）。屏幕控制器子系統(tǒng)的基本系統(tǒng)是將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)際屏幕尺寸，例如，采用74.17582418 MHz等時(shí)鐘。