SiT6701DM 用户手册

1 、简介 

SiT6701DM 是一款 PC 控制的演示板，设计用于评估 SiTime Elite Platform™ I2C/SPI 可编程振荡器 (SiT3521/2)，该振荡器采用 5.0 x 3.2 mm 10 引脚 QFN 封装，支持差分信号输出。它使用户能够评估 I2C/SPI 可编程器件的各个方面，包括信号完整性、相位噪声、相位抖动、输出频率重新编程以及通过 I2C/SPI 接口进行拉动。SiT6701DM 电路板有一个 USB 接口，用于连接 PC。电路板默认通过 USB 供电，但也可配置为接受外部 +5-V 电源。提供 TimeMaster™ 时钟配置器软件，用于控制电路板。

  2 、SiT6701DM 包装 

表 1：SiT6701DM rev.1.01 包装包括

3 、SiT6701DM 配置 

SiT6701DM 随附预配置为默认配置的 SiT3521/2 器件。表 2 列出了 SiT6701DM 订单的可用配置。

表 2：SiT6701DM 配置

4 、电路板功能和连接 

SiT6701DM 板支持以下功能： 

  1，支持 SiT3521（1 MHz 至 340 MHz）和 SiT3522（340 MHz 至 725 MHz）I2C/SPI 可编程振荡器 

  2，用于测量输出频率的探测点 

      支持 LVPECL、LVDS 和 HCSL 输出信号类型

      支持波形测量 

      支持相位噪声和相位抖动测量 

 3，通过 USB 接口（USB Micro B 接口）和 TimeMaster 软件进行 PC 控制 

 4，USB 电源或外部 +5V 电源（可配置电阻器） 

 5，设备电源配置： +2.5V/+3.3V 

 6，与 SiTime 设备进行 I²C 通信 

SiT6701DM 的外部连接如表 3 所示。有关 SiT6701DM 原理图，请参阅图 1 中的电路板俯视图和附录 A 中的图 A1。

表 3：SiT6701DM 输入/输出

注：器件 o 的 1 号引脚位置由器件基底周围丝印图案的倒角表示。

图 1：SiT6701DM 俯视图和连接件

表 4：电源选项

请注意，并非电路图中显示的所有元件都适用于电路板的所有配置。具体而言： 

  1，任何具有指定标称值的元件均用于电路板的所有配置中 

  2，没有指定标称值的元件仅用于需要这些元件的特定电路板配置中 

任何标有 “DNP ”的元件均未在 EVB 上填充，仅保留给 SiTime 内部使用。

5、 SiT6701DM 使用说明 

5.1 输出端接配置 

SiT6701EB 通过使用不同的元件加载选项，支持 SiTime 差分振荡器不同信号类型的多种配置。

5.1.1 LVPECL，标准终端，有源探针 

在此配置中，LVPECL 输出通过 50-Ω 电阻器（R8 和 R18）端接至 Vbias = VDD - 2V。高速有源探头（如图 2 所示）放置在 OUT+ 和 OUT- 迹线上的端接电阻焊盘上。图 2 显示了这种配置的端接方案。

图 2：50Ω 至 Vbias 的 LVPECL 输出端接，使用高阻抗和高带宽有源探头进行测量 

5.1.2 LVPECL，交流耦合配置，直接连接到仪器 这是带 LVPECL 器件的评估板的默认出货配置。

此配置允许使用 50Ω 同轴电缆将 LVPECL 输出连接到测量仪器。输出端接 150Ω/120Ω（R12 和 R19 分别用于 3.3V 和 2.5V VDD）至 DUT 侧的 GND，并通过 0.1-µF 串联电容器（R14 和 R17）连接至 SMA 连接器。图 3 显示了这种配置的端接方案。

图 3：LVPECL 输出端接，150 Ω/120 Ω 至 GND，使用 50 Ω SMA 电缆与测量仪器进行交流耦合连接测量 

5.1.3   LVPECL，Y 端接，有源探头 此配置用于使用有源探头测量 LVPECL 输出波形参数。

图 4 显示了这种配置的端接方案。添加 R20 是为了通过 R18（50Ω）和 R8（50Ω）为 OUT+ 和 OUT- 建立直流电压偏置。对于 3.3V VDD，R20 为 50Ω；对于 2.5V VDD，R20 为 18Ω。

图 4：LVPECL 输出端接的 Y 端接方案，用于使用高阻抗和高带宽有源探头进行测量 

5.1.4   LVDS，标准终端，有源探针 此配置用于使用有源探针测量 LVDS 输出波形参数。高速有源探头（如图 4 所示）放置在 OUT+ 和 OUT- 迹线上的终端电阻焊盘上。

图 5 显示了 OUT+ 和 OUT- 两端 100Ω (R15) 的差分阻抗，用于终止。

图 5：使用高阻抗和高带宽有源探头测量 LVDS 输出端的 100-Ω 差分阻抗 

5.1.5   LVDS，交流耦合配置，直接连接仪器 

这是带有 LVDS 设备的评估板的默认出货配置。

此配置适用于将 LVDS 输出连接到测量仪器的 50-Ω 输入通道。交流耦合电容器（R14 和 R17）阻断 LVDS 输出的直流共模电压，以避免 50-Ω 输入的直流电流。图 6 显示了这种配置的端接方案。

图 6：交流耦合 LVDS 输出由测量仪器输入 50Ω 阻抗终止，OUT+ 和 OUT- 之间的等效阻抗为 100Ω 

5.1.6   HCSL，标准端接，有源探头 

此配置用于使用有源探头测量 HCSL 输出波形参数。输出端接 50Ω (R12 和 R19) 至 GND。串联电阻 R13 和 R16 用作过冲限制器，其范围应在 10Ω 至 30Ω 之间。高速有源探头置于 OUT+ 和 OUT- 两条线路上的终端电阻焊盘上。图 7 显示了这种配置的端接方案。

图 7：HCSL 输出端通过 10-Ω 至 30-Ω 的串联电阻器以 50Ω 连接至接地，以便使用高阻抗和高带宽有源探头进行测量

5.1.7   HCSL，标准端接，直接到仪器，直流耦合 

这是带有 HCSL 器件的评估板的默认装运配置。

此配置用于 HCSL 输出波形参数测量，可直接连接到测量仪器的 50-Ω 输入端。

图 8 显示了该配置的端接方案。串联电阻 R13 和 R16 用作过冲限制器，范围应为 10-Ω 至 30-Ω。与仪器的连接必须为直流耦合。

图 8：HCSL 输出端在测量仪器侧用 50 Ω 至 GND 终端，在源侧用 10 Ω 至 30 Ω 串联电阻器终端 

5.2 使用有源探头进行波形测量 

SiTime 差分振荡器是高速逻辑输出设备，具有快速、亚纳秒级的上升/下降时间。使用正确的逻辑和高频测量技术以及高质量有源探头以确保获得最佳测量结果至关重要。

SiTime 建议使用以下设备来正确测量差分时钟波形： 

  1) 带宽大于 4GHz、负载电容小于 1pF 的差分有源探头，例如 Keysight 1134A，以及高速差分探头，例如 

      a. Keysight E2675B 差分浏览器 

      b. Keysight N5381B 焊接式探针头 

      c. Keysight N5425B/N5426A ZIF 探头端头 

  2) 带宽为 4GHz 或更高的示波器 

  3) 具有 50 Ω 输入的示波器。

有关使用有源探头探测电路板的示例，请参阅图 9。

 图 9：SiT6701DM 上用于捕捉波形的测试点上的差分浏览器（高阻抗有源探针 

5.3 抖动测量 

对于抖动测量，应使用 5.1.2 (LVPECL)、5.1.4 (LVDS) 和 5.1.6 (HCSL) 中描述的配置。SiTime 应用说明 AN10007 中介绍了抖动测量技术。

6 、PC 连接和时钟配置软件 

SiT6701DM 通过 USB 接口连接到 PC。随板提供的 TimeMaster 软件与基于 Microsoft Windows 的系统兼容： Windows 7 和 Windows 10。连接后，系统将自动识别电路板并安装标准 Windows 驱动程序。

注意：TimeMaster 软件要求在 PC 上安装 .NET Framework 4.5 或更高版本。

TimeMaster 软件可从 SiTime 网站下载。

6.1 软件安装 

下载软件后，用户需要运行 TimeMaster_rev.1.0.msi，并完成以下步骤以完成安装： 

1. 在欢迎窗口中单击 "下一步”

   

   
   

   1. 选择 “我接受许可协议中的条款”，然后单击 "下一步“

   
   

   2. 选择目标文件夹，然后单击”下一步“

   
   

      3. 点击安装

      4. 安装完成后，单击 “完成 ”关闭安装程序窗口。软件安装将自动在桌面上添加快捷方式，以便快速启动软件

6.2 软件操作 

支持两种图形用户界面启动流程： 

  1. 在电路板与电脑断开连接时启动。GUI 将以默认外观启动（见图 10），报告电路板已断开连接。连接电路板后，用户应进入菜单 SystemCheck->Initialize 对系统进行初始化。

  2. 将电路板连接至 PC。软件启动时会要求输入设备选项（见图 12）。连接电路板并启动系统初始化后，显示的窗口与前一种情况类似。

图 10：断开电路板连接后的启动图形用户界面外观 

软件将以图 11 所示的窗口启动，应指定以下选项来初始化图形用户界面： 

  1. 信号类型： 

      a. 选择信号类型并按下一步 

  2. 电源电压： 

      a. 选择电源电压，然后按配置设备 

重要提示： 软件不会自动检测输出信号类型，因此必须在信号类型菜单中选择正确的项目。如果选择了错误的信号类型，则在功能评估过程中可能会对驱动器设置进行错误编程，从而导致输出波形不正确。

图 11：设备选项选择窗口

选择所有选项后，图形用户界面将启动主窗口，显示电路板连接状态（见图 12）。主图形用户界面显示设备的简化框图，用户可访问频率编程、DCO 和输出使能块。频率和拉力范围值显示在启动窗口上，代表 DUT 的当前状态。

图 12：连接电路板后的启动 GUI 外观 

图形用户界面左侧绿色块中的控件代表 SiTime 设备的用户可访问功能： 

 1. 任意频率编程： 

    a. 可在编辑框中输入 1 MHz 至 340 MHz / 340 MHz 至 725 MHz 范围内的新频率值（对于 SiT3521/2，HCSL 驱动器的频率上限分别为 500 MHz）。

重要说明： 不支持 300.6 MHz 至 307.499 MHz 和 601.201 MHz 至 614.999 MHz 范围内的频率。

    b. 可通过滑动编辑框下的滑块更改频率值

2. DCO 拉力范围和频率拉力变化： 

    a. 可从下拉菜单中选择 25 ppm 至 3200 ppm 的频率拉动范围 

    b. 可通过滑动滑块或点击滑块左右两侧的按钮更改频率拉力 

    c. 步进字段定义了滑块和按钮的灵敏度。步长定义写入设备的频率控制字的增减值（详情请参阅数据表第 8.2 节） 3. 

3. OE 控制 

   a. 向设备发送启用/禁用输出的命令

注：选择新器件频率或新拉力范围后，软件会自动将 DCO 频率拉力改为 0。

图形用户界面右侧的图表显示了简化框图，其中包含影响输出频率的主要模块的当前值。输出驱动器附近的文本框表示根据左侧控件中输入的频率、拉力范围和频率拉力范围值计算出的频率标称值。

注：如果 SiT6701DM 板上未连接带有 SiTime 器件的评估板，或在选择器件选项时出现任何错误，图形用户界面将显示如图 13 所示的错误信息。在这种情况下，连接评估板后需要重新初始化图形用户界面（菜单 SystemCheck→Initialize）。

图 13：报告未找到设备的错误窗口

菜单选项 

 1. 菜单选项卡： 

   a. 复选框：显示 SiTime 设备寄存器内容 

   b. 退出：退出图形用户界面

2. 系统检查 "选项卡”： 

   a. 初始化：初始化图形用户界面。在下列情况下必须运行初始化 

      1. GUI 启动后连接了电路板 2. 

      2. 电路板已断开连接 

      3. 选择设备选项时出错

3. 帮助选项卡： 

   a. 查看手册：打开用户手册 

   b. 关于：显示有关软件和连接硬件的信息

附录 A 

图 A1：SiT6701DM 1.01 版原理图

表 A1：物料清单（BOM）

表 A2：Digi-Key 连接器零件编号