文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
用于视频数据同步处理的数字锁相环的研究与设计
姓名:陈培根
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:雷鑑铭
20090525
华中科技大学硕士学位论文
摘要
随着集成电路技术的飞速发展,数字视频技术越来越受到青睐,但是由于模拟
视频设备自身的性能与价格上的优越性,使得它们在目前市场上仍然占一定的地位。
在这种形势下,模拟视频信号的数字处理技术得到了很广泛的应用。而行锁技术是
其中一项非常关键的技术。它的主要功能是从输入视频信号中还原出精确的行、场
同步信号,并且产生与数据、行同步头严格同步的高精度的 27MHz 时钟信号,该时
钟精度直接影响了 ADC 的转换精度和后端图像处理的质量。
本文重点研究了行锁技术,针对高精度且相位严格锁定的时钟信号的要求,从
系统构架上分析了已有的行锁定锁相环技术,优化设计了一种数模混合的两级锁相
环结构。在该锁相环构架中,引入了高斯窗函数算法,使得数字部分的鉴相精度提
高,时钟信号的相位更加准确。加入并优化了数字环路滤波器的算法,将时钟信号
的调节幅度平均分配到每个时钟周期内,进一步保证了系统的稳定性。改进了 DTO
(Discrete Time Oscillator)算法,为后面模拟部分的处理提供了频率更加集中的数据
源,提高了系统的精度。
本文使用 MATLAB 对系统进行建模研究,分析了系统的可行性、稳定性和收敛
性,并优化了相关模块的算法。然后依照 ASIC 的设计全流程设计了整个锁相环的电
路和版图,并使用 HSIM 进行了混合信号仿真工作。流片测试结果表明,产生的时
钟信号的相位与行同步信号严格锁定,产生的时钟信号的频率为 27MHz,抖动小于
300ps,占空比为 45%-55%,系统锁定时间为。

关键词:行锁,锁相环,DTO,高斯窗,视频解码,抖动
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
With the rapid development of the integrated circuit technology, digital video
technology es more and more popular. However, analog video equipment still holds
a lot of market share as a result of their own performance and price advantages. Under
such circumstances, the digital processing technology of analog video signal has been a
very wide range of applications. The line locked technology is one of pivotal technologies.
Its main function is to restore the precise line and field sync signals from the input video
signal and generate the high-precision 27MHz clock signal which is strictly synchronous
with data and line synchronous signal. The accuracy of clock directly impacts on the
accuracy of the ADC and the quality of the image processing.
This article focuses on the line locked technology. For the requirements of
high-precision and strict phase lock by clock signal, a kind of mixed signal two stages
phase-locked loop system was optimized and designed. This system was based on the
existing phase-locked loop technology. The Gaussian window function algorithm was
introduced in the architect