LMH1982多速率视频时钟发生器与同步锁相

初步

2008年4月9日

LMH1982

多速率视频时钟发生器与同步锁相

概述

该LMH1982是一种多速率视频时钟发生器的理想

在很宽的范围3 Gbps的（3G ），高清晰度（HD）的使用，以及

标准清晰度（SD）视频应用程序，如视频

同步，串行数字接口（SDI ）序列和

解串器（ SERDES） ，视频转换，视频编辑和

其他广播和专业视频系统。

该LMH1982可生成两个同步标清与高清

时钟和一个顶部框架（ TOF ）脉冲。在强制同步模式中，

装置的锁相环（ PLL）的可同步输出

把信号水平同步和垂直同步信号输入适用于任何

的基准的端口。输入参考可以模拟

从美国国家半导体的LMH1981多格式视频同步sep-时机

arator或数字计时从SDI解串器及应

符合主要的SD和HD标准。时的损失

参考发生时，设备可默认自由运行操作

其中输出定时准确度将通过确定

外部偏置在自由运行控制电压输入。

该LMH1982可替代分立的PLL和现场亲

可编程门阵列（FPGA ）的PLL与多个电压

控制晶体振荡器（压控石英振荡器） 。只有一27.0000 MHz的

VCXO和环路滤波器是外部需要同步锁相

模式。外部环路滤波器，以及可编程的PLL

参数可以提供窄的环路带宽，以尽量减少

抖动转移。高清时钟输出抖动低至40 ps的峰到

峰值可以帮助采用FPGA串行设计人员满足有着极为

绅士SDI输出抖动指标。

该LMH1982是在一个节省空间的5 x 5毫米所提供的32位

引脚的LLP封装，并提供较低的总功耗

250毫瓦（典型值） 。

特点

■

同时双LVDS输出时钟具有可选

频率和Hi -Z性能：

—

SD时钟： 27 MHz或67.5 MHz的

—

高清时钟： 74.25兆赫， 74.25 / 1.001兆赫， 148.5 MHz或

148.5 / 1.001 MHz的

低抖动输出时钟可以直接连接到一个

FPGA串行器，以满足SMPTE SDI抖动规范

顶框（ TOF ）脉冲具有可编程的输出

格式时序和Hi -Z性能

两个参考端口（ A和B）与H和V同步输入

支持跨锁定的输入和输出定时

外部环路滤波器允许的环路带宽控制，抖动

转移，锁定时间特性

对参考失去自由运行或缓缴操作

用户定义的自由运行控制电压输入

I

2

C接口和控制寄存器

3.3V和2.5V用品

■

■

■

■

■

■

■

■

■

应用

■

■

■

■

■

视频同步锁相和同步

三速3G / HD / SD- SDI串行解串器

视频采集，转换，编辑和分发

视频显示器和投影机

广播和专业视频设备

典型的系统框图

30052410

2008美国国家半导体公司

300524

www.national.com

LMH1982

功能框图

30052403

订购信息

包

32引脚LLP

产品型号

LMH1982SQE

LMH1982SQ

LMH1982SQX

L1982SQ

包装标志

传输介质

250台磁带和卷轴

K为单位编带和卷轴

4.5K单位磁带和卷轴

SQA32A

NSC图纸

www.national.com

2

LMH1982

接线图

30052402

顶视图

引脚说明

PIN号

–

1

2, 10, 18, 22, 26, 30

3, 21, 27, 28, 32

4

5

6

7

8

9

11

12

13

14

15

16

17

19, 20

23, 24

25

29

31

引脚名称

DAP

VC_FREERUN

GND

V

DD

HREF_A

VREF_A

REF_SEL

HREF_B

VREF_B

DV

DD

SDA

SCL

I

2

C_ENABLE

同步锁相

RESET

NO_REF

NO_LOCK

HD_CLK ， HD_CLK

SD_CLK ， SD_CLK

TOF

VCXO

LPF

I / O

–

I

–

–

I

I

I

I

I

–

I / O

I

I

I

I

O

O

O

O

O

I

O

信号电平

供应

类似物

供应

供应

LVCMOS

LVCMOS

LVCMOS

LVCMOS

LVCMOS

供应

I

2

C

I

2

C

LVCMOS

LVCMOS

LVCMOS

LVCMOS

LVCMOS

LVDS

LVDS

LVCMOS

LVCMOS

类似物

引脚说明

芯片附着垫（连接至GND ）

自由运行控制电压输入

地

3.3V电源

H同步输入，参考一

V同步输入，参考一

参考选择

1, 2

H同步输入，参考B

V同步输入，参考B

2.5V供应

I

2

C数据

3

I

2

时钟

3

I

2

C使能

模式选择

4

器件复位

参考状态标志

锁定状态标志

高清时钟输出

SD时钟输出

顶级帧脉冲

VCXO时钟输入

VCXO的PLL环路滤波器

笔记

1.通过REF_SEL输入引脚，而不是我控制的参考选择

2

C接口（默认） ，方案一

2

C_RSEL = 0 （寄存器00H ） 。

2.要覆盖参考控制通过6脚，而使用6脚为逻辑脉冲输入输出校准初始化，程序PIN6_OVRD = 1 （寄存器02H ） 。

因此，参考选择必须通过我来控制

2

C以及TOF_INIT位（寄存器0AH）将被忽略。

3. SDA和SCL引脚各需要一个4.7kΩ的

（典型值）。

上拉电阻至V

DD

供应量。

4.要通过同步锁相输入引脚，而不是我控制模式选择

2

C接口（默认） ，方案一

2

C_GNLK = 0 （寄存器00H ） 。

3

www.national.com

LMH1982

目录

概述.............................................................................................................................. 1

产品特点.............................................................................................................................................. 1

应用......................................................................................................................................... 1

典型的系统框图............................................................................................................... 1

功能框图...................................................................................................................... 2

订购信息............................................................................................................................. 2

连接图............................................................................................................................. 3

绝对最大额定值.................................................................................................................... 6

工作额定值................................................................................................................................ 6

电气特性........................................................................................................................ 6

典型性能特征....................................................................................................... 8

应用信息.......................................................................................................................... 9

1.0功能概述............................................................................................................. 9

2.0一般编程信息.............................................. ..................................... 9

2.1推荐启动编程序列........................................... ................................. 9

2.2启用同步锁相模式............................................................................................................... 9

2.3输出干扰而调整模式启用........................................... .............................. 9

操作3.0模式............................................................................................................. 10

3.1自由运行模式......................................................................................................................... 10

3.2同步锁相模式........................................................................................................................... 10

3.2.1同步锁相模式状态图........................................... .................................................. .... 10

3.2.2损失范围（ LOR ） ..................................................................................................... 10

LOR期间3.2.2.1自由运行..................................................................................................... 10

LOR期间3.2.2.2缓缴...................................................................................................... 10

3.3识别视频定时格式和标准........................................... .............................. 11

4.0输入参考................................................................................................................... 13

4.1编程VCXO的PLL分频器............................................ ............................................. 13

4.2内部参考帧解码器............................................. ................................................. 13

5.0输出时钟和TOF ....................................................................................................... 13

5.1编程输出时钟频率............................................ .................................... 13

5.2编程输出时序格式............................................ .......................................... 14

5.2.1输出时钟参考......................................................................................................... 14

5.2.2输出帧速率............................................................................................................... 14

5.2.3基准帧速率.......................................................................................................... 14

5.2.4输入输出帧率比......................................... .................................................. .... 14

5.2.5输出帧线偏移....................................................................................................... 14

5.3编程的输出排列顺序............................................ ................................. 15

5.3.1输出时钟对齐无TOF .......................................... ............................................. 15

5.4输出行为一旦亏损参考........................................... ......................................... 15

6.0参考和PLL锁定状态............................................ ............................................. 16

6.1参考检测.................................................................................................................. 16

6.1.1编程参考（ LOR ）阈值的损失...................................... ......................... 16

6.2 PLL锁定检测................................................................................................................... 16

6.2.1编程PLL锁定阈值.......................................... ........................................... 16

6.2.2 PLL锁定状态不稳定..................................................................................................... 17

7.0 VCXO的PLL环路响应............................................. .................................................. ..... 17

7.1环路响应设计.............................................方程.................................................. 17

7.1.1环路响应优化技巧........................................... ................................................ 17

7.2锁定时间的思考.......................................................................................................... 18

7.3 VCXO注意事项................................................................................................................ 18

7.4自由运行输出抖动................................................................................................................ 18

8.0 I

2

C接口协议....................................................................................................... 18

8.1写序........................................................................................................................ 18

8.2读序列........................................................................................................................ 18

8.3 I

2

C使能控制引脚.............................................................................................................. 19

9.0 I

2

C接口控制寄存器定义............................................. ...................... 19

9.1与同步锁相基准输入控制寄存器........................................... ................................. 20

9.2同步锁相状态并锁定控制寄存器........................................... ......................................... 20

9.3输入控制寄存器................................................................................................................ 20

9.4 1 PLL分频寄存器............................................................................................................... 21

9.5 4 PLL电荷泵电流控制寄存器.......................................... .................................... 21

9.6输出时钟和TOF控制寄存器........................................... ............................................ 21

9.7 TOF配置寄存器....................................................................................................... 21

9.8 1 PLL电荷泵电流控制寄存器.......................................... ..................................... 22

www.national.com

4

LMH1982

9.9 PLL 2和3 PLL电荷泵电流控制寄存器....................................... .........................

9.10保留寄存器.................................................................................................................

10.0典型系统框图............................................. ..........................................

物理尺寸...........................................................................................................................

23

23

24

26

5

www.national.com