杭晶电子：差分晶振在视频领域的应用

发布时间：2025-02-26 09:02
作者：AMEYA360
来源：杭晶电子
阅读量：227

　　随着高清视频、4K/8K显示以及视频会议、直播等应用的快速发展，视频设备对时钟信号的稳定性、低抖动和高频率要求不断提高。差分晶振因其独特的技术优势，逐渐在视频领域中扮演起越来越重要的角色。

　　下面由杭晶电子就详细探讨一下差分晶振在视频领域的应用。

　　1.提供高精度时钟信号

　　视频信号的采集、处理、编码和显示，都需要一个稳定、准确的时钟源来保证数据同步。差分晶振具有：

　　(1)低抖动：能显著减少信号时钟抖动，确保视频帧率稳定，避免画面撕裂、闪烁等问题;

　　(2)高稳定性：在不同工作环境下保持频率稳定，保证视频信号长时间稳定传输。

　　这些特性对于高清视频处理尤为关键，特别是在高清视频采集卡、视频解码器以及图像处理器中，差分晶振能够为整个系统提供精准的参考时钟。

　　2.应用于高速数据传输与接口

　　现代视频传输接口如HDMI、DisplayPort以及一些专业视频接口，对时钟信号的要求非常严格。差分晶振的输出通常为差分信号，具有较强的抗干扰能力和较低的共模噪声，这使得：

　　(1)信号传输更加稳定：在高速视频传输过程中，能够有效抵抗外界干扰，确保数据准确传输;

　　(2)长距离传输：差分信号结构有助于降低信号衰减和干扰，在视频分配和多屏幕拼接等应用中表现尤为出色。

　　3.应用于视频处理和显示模块

　　在视频处理器、图像处理芯片以及显示驱动芯片中，差分晶振为核心的处理单元提供同步时钟：

　　(1)图像处理：高速时钟信号能够驱动GPU或专用图像处理器进行实时图像处理和编码。

杭晶电子：差分晶振在视频领域的应用

　　(2)显示同步：确保各模块之间的时序一致，提升屏幕刷新率和响应速度，从而实现流畅无卡顿的视频显示。

杭晶电子：差分晶振在视频领域的应用

　　4.常见的差分晶振频率

　　(1)25MHz: 多用于视频采集卡、显示驱动器和解码器等设备，作为时钟源。100MHz/125 MHz: 高速视频处理和传输中使用，如4K/8K视频编解码器，为传输系统提供稳定的时钟源。

　　(2)400 MHz/800 MHz: 用于更高带宽、高分辨率的视频接口或内部处理时钟，支持超高清分辨率(如8K视频应用)。

　　(3)156.25MHz/312.5 MHz: 可用于网络中视频流传输和数据同步，也常见于高速通信和视频处理模块的时钟源。这些频率为视频采集、处理、显示和传输的各个阶段提供精确的时钟信号，确保信号的稳定性、图像质量以及低延迟处理，满足现代视频技术(如4K、8K等)对时钟信号的高要求。

　　5.未来趋势与发展

　　随着视频技术的不断进步，未来的应用趋势包括：

　　(1)更高频率、更低抖动：满足4K、8K乃至更高分辨率视频系统对时钟信号精度的需求;

　　(2)集成化和小型化：为便携式视频设备和AR/VR等新兴应用提供更加紧凑和高效的时钟解决方案;

　　(3)智能调控：结合数字控制技术，实现动态频率调节，更好地适应复杂多变的工作环境。

　　杭晶提供不同封装产品的LVDS/LVPECL/HCSL差分晶振, 在视频领域中的应用主要体现在为高清视频处理、传输和显示系统提供高精度、低抖动、抗干扰的时钟信号。

杭晶电子：差分晶振在视频领域的应用


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　　电声学回放系统中负责数模转换的核心元件就是DAC芯片。自上世纪70年代，开始有了单片集成电路(IC)的DAC，从此开启了DAC的芯片时代。　　1、AKM　　AKM是日本的芯片制造商(Asahi Kasei Microdevices Corporation)，除了大家所熟知的TCXO芯片外，它的音频解码芯片也是顶级的。目前，AKM推出了调制(AK4191)和解码(AK4499EX)分离的方案，引入了异步模式选项。在AK4191中通过安置FIFO(先进先出)存储器来进行音频信号速率和本地速率不同步时数据的缓冲，从而实现异步连续播放，这样就与音频信号解耦，其Jitter(抖动)的影响仅取决于本地晶振的性能。用这个AK4191+AK4499EX的方案来取代先前的AK4499芯片有明显的优势，前者虽然是2通道设计而性能上却达到了后者4通道的水平，且价格更低。　　2、ESS　　ESS也推出了较多的新品，如ES9017、ES9027PRO、ES9039PRO等，提高音频性能的同时更省耗电;有些集成了MQA渲染器，如ES9068A、ES9039MPRO等，用于硬件直接解码MQA格式音频信号;另一些增加了I/V(电流电压)转换和线路驱动模块，如ES9080、ES9033等，增加了集成度同时可降低整机PCB面积和复杂度。ESS高端DAC芯片大都具备异步模式和Jitter(抖动)消除电路。　　3、CL　　与此同时，CL推出新品CS4302P/04P/08P，分别为2通道、4通道和8通道的芯片，支持PCM32位768Hz和DSD512，性能比上代有大幅度的提高。　　飞秒双晶振在发烧解码器和播放器当中的应用　　目前发烧级DAC和播放器不约而同的选用两颗高精度、超低相噪和抖动的晶振，频率分别是45.1584MHz和49.152MHz。　　45.1584MHz的晶振，对应44.1kHz、88.2kHz、176.4kHz和352.8kHz的曲目;　　49.152MHz的晶振，对应48kHz、96kHz、192kHz和384kHz的曲目;　　不同编码频率的曲目通过不同的晶振进行整数倍的处理，绕过了分数转换，为HIFI音质提供了保障。　　飞秒晶振的优秀表现　　对于音频用晶振，业界通常使用10-1MHz的积分上下限，而通讯用晶振常常关注12kHz-20MHz带宽内的表现。　　现在在高端随身HiFi播放器中被广泛应用的杭晶“飞秒晶振”CO22H4-49.152-33KDTST-LJ和CO22H4-45.1584-33KDTST-LJ中，我们给出了这两种积分带宽下的Jitter值， 10kHz-1MHz的Jitter值只有不到100fs。　　超低抖动晶振的应用，使音频数据上的抖动和失真显著降低，声音精准还原，细节纤毫毕现。
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　　AR眼镜的主要应用?　　AR眼镜(增强现实眼镜)是一种结合虚拟信息与现实世界的智能穿戴设备。通过光学镜片、显示屏和传感器，AR眼镜将数字图像叠加到真实场景中，用户可以实时与虚拟元素互动。其核心功能包括信息展示、导航定位、实时通信、工业辅助及娱乐应用等。　　AR眼镜广泛应用于教育、医疗、工业维护、游戏和导航领域，为用户提供沉浸式体验。依靠高精度传感器和处理器，其运行离不开超小尺寸高频有源晶振等核心元件，确保系统稳定与高效。　　超小尺寸有源晶振在AR眼镜中主要体现在以下方面：　　1、尺寸优势：AR眼镜内部空间有限，超小尺寸晶振(1.6x1.2mm)可有效节省空间，满足轻量化设计需求。　　2、高频稳定性：为显示驱动芯片、微处理器、传感器等提供精准时钟，支持高刷新率与低延迟的图像处理。　　3、低功耗性能：有源晶振在低功耗模式下稳定运行，有助于延长设备续航。　　4、稳定通讯：提供精准频率，支持Wi-Fi、蓝牙等无线通信模块，实现实时数据传输。　　在AR眼镜中，常用的有源晶振包括：　　1. 25 MHz / 40 MHz / 48 MHz：用于无线通信模块(如Wi-Fi、蓝牙)和显示驱动电路，提供高精度时钟信号，确保数据传输稳定和低延迟响应。　　2. 32.768 kHz：用于实时时钟(RTC)，确保低功耗时间管理功能。　　3. 19.2 MHz / 24 MHz：支持处理器、定位模块与传感器系统，提升整体性能。　　这些高精度有源晶振帮助AR眼镜实现稳定通信、高刷新率显示和精准数据同步，确保用户体验流畅。
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