信息娛樂和儀表板系統通常需要多個時鐘:處理器時鐘、PCI Express 時鐘、USB 時鐘等——每個時鐘都有特定的頻率。在信息娛樂和儀表板應用所需的所有時鐘中,LCD 面板點時鐘可能是最難實現的。目標點時鐘頻率由 LCD 面板的構造參數決定,例如分辨率、刷新率、活動/非活動像素比等。盡管存在標準的點時鐘頻率(例如 27 MHz 或 148.5 MHz),但某些 LCD 面板需要非標準頻率。我們以兩個隨機值為例,30.123 MHz 和 40.456 MHz。
傳統上,晶體振蕩器 (XO) 用于生成系統內的每個時鐘。但某些頻率(例如我們的 30.123 MHz 和 40.456 MHz 示例)可能難以采購或價格昂貴。
當今的設計可以依靠集成的可編程時鐘發生器(例如汽車級VersaClock? 6E 5P49V60)來解決這個問題。5P49V60 最多可生成 5 個不同的頻率,最高可達 350 MHz。由于采用小數輸出分頻器 (FOD) PLL 技術,該器件適用于生成我們示例中的 30.123 MHz 和 40.456 MHz。
讓我們退后一步,更詳細地探索 PLL(鎖相環)技術。PLL 由相位比較器、低通濾波器、壓控振蕩器 (VCO) 以及反饋分頻器 M 和(在 Versaclock 6E 的情況下)四個輸出分頻器 N1、N2、N3 和 N4 組成。PLL 調整 VCO 頻率,使相位比較器的兩個輸入“看到”相同的頻率。如果來自晶體的信號,例如,25 MHz,連接到相位比較器的一個輸入端,而 VCO 的輸出,除以因子 M=100,連接到相位比較器的另一個輸入端,則PLL 將根據 fVCO = 2500 MHz 的 VCO 頻率自行調整。適用于 VersaClock 6E 的 VCO 頻率范圍為 2500 MHz 至 2700 MHz。
鎖相環架構
傳統 PLL 的分頻器只能具有整數值。可以通過以下方式生成我們的示例頻率 30.123 和 40.456 MHz:(請注意,確實存在其他可能性)
正如我們所看到的,生成具有足夠低誤差的輸出頻率可能很困難。此外,我們只考慮了整數輸出除法器的局限性。如果我們想根據可用的晶體頻率調整 VCO 頻率,則反饋分頻器 M 存在類似的限制。
幸運的是,分數輸出分壓器技術近年來已經發展到可以實現“任意”N1、N2、N3、N4 和 M 比率(在指定設計范圍內)。通過將 N1 和 N2 設置為:
這假設 VCO 頻率為 2500 MHz。在這種特殊情況下,5P49V60 在 f1 上的誤差為 0 ppm,在 f2 上的誤差為 0.5 ppb。(0.5 ppb 遠低于晶體諧振器的容差!)有時,VCO 頻率可能會影響部件的性能。使用 IDT 的Timing Commander 軟件可以找到 VersaClock 6E 的最佳配置。IDT 的現場應用工程師和應用工程師團隊幫助微調設備的配置以獲得最佳性能。
審核編輯:郭婷
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