CDCE906/CDCE706性能评估模块使用指南

一、引言

在当今的电子设备中，时钟信号的稳定性和灵活性至关重要。CDCE906/CDCE706作为一款小巧而强大的PLL（锁相环）合成器/乘法器/除法器，为电子工程师们提供了一个优秀的解决方案。本文将详细介绍CDCE906/CDCE706性能评估模块（EVM）的使用方法，帮助工程师们更好地了解和应用这款器件。

文件下载：CDCE906-706PERFEVM.pdf

1.1 器件概述

CDCE906/CDCE706具有强大的功能和高度的灵活性。它可以从给定的输入频率产生几乎独立的输出频率，输入频率可以来自LVCMOS、差分输入时钟或单个晶体，通过SMBus数据接口控制器可以选择合适的输入波形。

1.2 适用器件

该评估模块可用于评估以下四种器件：

• CDCE706（EEPROM，(f_{max }=300 MHz) ，工业温度范围）
• CDCE906（EEPROM，(f_{max }=167 MHz) ，商业温度范围）
• CDC706（ROM，(f_{max }=300 MHz) ，工业温度范围）
• CDC906（ROM，(f_{max }=167 MHz) ，商业温度范围）

虽然CDCE906和CDCE706性能相当，但CDCE906的输出频率和工作温度范围有限，因此评估板上使用的是CDCE706。同时，该EVM也可用于评估通用ROM版本的CDC906/CDC706，其功能和性能与EEPROM版本的CDCE906/CDCE706相同，只是没有EEPROM功能。

二、快速启动

该器件已经预先编程，每个输出端都提供27MHz的时钟信号，使用27MHz的晶体作为参考。要开始测量，需要进行以下操作：

1. 将3.3V电源连接到P1、P2、P3，将GND连接到P4。
2. 将六个输出端（Y0 - Y5）中的一个连接到示波器。
3. 将示波器连接到要测量的输出端。

在默认设置下，时钟输入引脚CLK_IN0和CLK_IN1连接到27MHz的晶体，所有PLL和输出都处于活动状态且为非反相模式，S0、S1和SSC分别符合数据手册中第10字节和第25字节的默认设置。

这里我们可以根据文档中的图2来直观了解CDCE906/CDCE706的默认设置情况。在默认设置下，各PLL和输出有着特定的参数配置，例如PLL1的VCO频率为216MHz，PLL2的VCO频率为250MHz等。大家可以思考一下，这种默认设置对于我们的实际应用有哪些参考价值呢？

三、EVM硬件

3.1 板视图和连接器位置

评估板上有用于Y0 - Y5的SMA连接器、用于单端/差分输入时钟的连接器、并行端口（J18）等。CDCE706焊接在板上，还有27MHz的晶体（J3、J6）等组件。

3.2 硬件配置

3.2.1 电源供应

使用稳定的外部电源为EVM板供电。需要注意的是，要在P3上提供3.3V ± 0.3V的电压用于芯片操作，在P2上提供2.3V - 3.6V的电压为输出Y0和Y1供电，在P1上提供2.3V - 3.6V的电压为输出Y2 - Y5供电，并将GND连接到P4。同时，严禁在P1、P2或P3上提供超过3.6V的电压。

3.2.2 板上跳线

可以使用跳线J10设置用户可编程控制输入S0为低电平或高电平，使用跳线J12设置用户可编程控制输入S1为低电平或高电平。默认情况下，J12和J10不使用，由于内部上拉电阻的作用，S0和S1为逻辑高电平。

3.2.3 编程接口

提供了一个遵循SMBus规范Version 2.0的两信号串行接口，该接口基于I2C的操作原理。通过SMBus，可以单独启用或禁用各种设备功能，如单个时钟输出缓冲器。寄存器在上电时会初始化为EEPROM中的默认设置，因此使用该接口是可选的。有两种外部编程设备的方法：一是将并行端口电缆连接到PC和EVM并行端口，这需要TI Pro - Clock™软件；二是通过外部模式发生器连接到J17，但在J17处无法检测到确认信号。同时，并行电缆的屏蔽层应连接到两个电缆插头。

3.2.4 灵活的晶体、差分或LVCMOS输入

CDCE906/CDCE706可以使用晶体、差分时钟或单端时钟作为参考，默认设置是27MHz的晶体。对于差分或单端时钟输入，需要将R2、R4、R5和R6组装为100Ω，将J4的引脚2和3以及J5的引脚1和2短路，以确保正确的偏置和50Ω的并行端接。而R3和R7的组装不是必需的，单端时钟可以应用于J3或J6，差分时钟必须应用于J3和J6。

3.2.5 LVCMOS输出

CDCE906/CDCE706可驱动多达六个LVCMOS输出，所有输出都是交流耦合的，并且有0Ω的串联端接电阻，器件输出的走线阻抗为50Ω，所有走线长度匹配。输出还有额外的电阻和电容焊盘，以提供不同用户定义端接的高度灵活性，所有走线都有上拉、下拉电阻和板上直流偏置的选项。

在EVM默认设置下没有额外负载，这为连接到具有高阻抗输入的示波器、频谱分析仪或另一个EVM提供了最大可能的摆幅。但如果将Y0 - Y5直接连接到50Ω的并行端接，输出负载过低，会导致违反数据手册中提到的交流参数。为了在连接50Ω到Y0 - Y5时保持交流参数，需要创建一个分压器来为LVCMOS输出提供足够的输出负载，具体操作包括：

1. 将R10、R15、R25、R30、R40和R43替换为0Ω。
2. 将R8、R12、R23、R26、R38和R42组装为1kΩ。
3. 将C7、C8、C9、C10、C11和C12组装为950Ω。
4. 将R17、R19、R34、R35、R46和R47组装为10pF。

在这种配置下，Y0 - Y5的输出电压将被除以20，如果测量设备的输入阻抗为50Ω，到GND的总交流负载将为500Ω//10pF。另外，也可以将R10、R15、R25、R30、R40和R43替换为450Ω以提供500Ω到GND的负载，此时如果测量设备的输入阻抗为50Ω，Y0 - Y5的输出电压将被除以10。

四、TI Pro - Clock™

TI Pro - Clock™是CDCE906和CDCE706的评估软件，包含CDCE906 - 706 SMBus接口和CDCE906 - 706编程助手，未来还将扩展以支持新设备，该软件在Windows 2000、XP和XP*64系统下运行，使用前需要进行快速安装。

4.1 CDCE906 - 706 SMBus接口

4.1.1 快速启动说明

在PC上安装TI Pro - Clock™后，进行设备编程需要以下步骤：

1. 为CDCE706/CDCE906 EVM上电。
2. 使用并行电缆将EVM和PC连接起来。
3. 启动TI Pro - Clock™软件。
4. 点击按钮CDCE906/CDCE706。
5. 进行用户自定义设置。
6. 点击写寄存器按钮。

4.1.2 主屏幕

CDCE906/CDCE706 SMBUS接口的主屏幕允许直接控制CDCE906/CDCE706的所有可编程功能，包括所有可编程的PLL参数（如分频器设置、SSC设置）以及所有输入和输出设置。点击写寄存器按钮将设置传输到CDCE906/CDCE706 EVM，参数字节可以选择更新整个设置（所有字节）还是仅更新所选字节到CDCE906/CDCE706控制寄存器。

通过选择右上角的自动写入，每次在CDCE906 - 706 SMBus接口的设置更改后，CDCE906/CDCE706 SMBus控制寄存器都会更新。如果选择图形串行数据，SCLK和SDATA的位模式将显示在屏幕上。点击读取寄存器可将CDCE906/CDCE706的当前控制寄存器设置加载到SMBus接口，点击写EEPROM按钮将更新CDCE906/706控制寄存器并将更新后的控制寄存器内容写入EEPROM。

更改SSC设置后，PLL 2必须通过将PLL设置为旁路模式短时间来复位，这由SMBus接口自动完成，因此按下写寄存器或写EEPROM按钮后，SMBUS上会有多个写周期。黄色的写LED表示正在进行写周期，如果写错误或读错误LED从绿色变为红色，则表示发生了写/读错误，需要检查EVM和并行电缆并再次尝试。

菜单栏中有一个位查看器，可逐位显示SMBus接口的当前设置，便于评估当前在SMBus接口中设置的寄存器。还可以永久锁定EEPROM，避免意外重新编程，点击菜单栏中的EEPROM→EEPROM锁定即可永久锁定，锁定后无法解锁。按下验证寄存器按钮（也在菜单栏中），将当前SMBus接口设置与连接到PC的CDCE906/CDCE706控制寄存器进行逐位比较，不同的位将显示在表格中。点击菜单栏中的编程助手可切换到CDCE906 - 706编程助手，帮助通过选择输入和输出设置为CDCE906/CDCE706创建设置。

4.1.3 保存/加载设置

可以通过四种不同的方式保存和加载CDCE906 - 706 SMBus接口的设置：

1. 保存设置/加载设置：将设置保存为/从加密文件加载。
2. 导出.txt/导入.txt：将设置导出为/从文本文件导入，适合用文本编辑器查看设置。
3. 导出.csv/导入.csv：将设置导出为/从逗号分隔文件导入，适合用Microsoft™ Excel查看设置。
4. 导出Intel Hex .hex/导入Intel Hex .hex：将设置导出为/从十六进制目标文件格式导入，通常编程器可以直接读取这种文件格式。
5. 配置代码发布表：如果需要订购工厂编程的CDCE906/CDCE706 EEPROM特殊版本，可以使用此选项，具体可联系区域营销或销售代表获取更多信息。

4.2 CDCE906 - 706编程助手

CDCE906 - 706编程助手是一个有用的功能，可创建CDCE906或CDCE706的设置。通过选择接受设置，可将设置传输到串行接口软件，最终的设置调整和CDCE906/CDCE706编程通过CDCE906 - 706 SMBus接口完成。

编程助手从其自己的默认设置开始，该默认设置与CDCE906/CDCE706的默认设置不同，因此具有简单的启动设置，便于创建新的用户自定义设置。通过定义以下参数，可以计算所有分频器、VCO频率、SSC调制频率、开关A/B设置、实际输出频率以及所有输出的实际误差：

1. 信号源：可选择晶体振荡器、LVMOS和差分时钟源。
2. fin：对于CDCE906/CDCE706的LVCMOS/差分输入，可选择1MHz到167/200MHz；对于晶体振荡器，可选择8MHz到54MHz。
3. CDCE906/CDCE706开关：选择提供CDCE706还是CDCE906的设置。
4. SSC调制：可选择无调制以及PLL 2提供的不同中心和向下扩展调制。
5. fmod：选择SSC的调制频率，实际fmod显示最接近的可能调制频率。
6. fout：为Y0 - Y5选择输出频率，实际fout显示频率误差小于|误差|的最接近的可能输出频率。
7. 误差：选择fout和实际fout之间允许的最大误差，实际误差显示当前频率实际fout的误差。
8. 禁用PLL旁路：如果输入频率是fout的倍数，fout直接从fin导出。如果Yx应从PLL导出，则点击禁用PLL旁路。
9. 激活SSC：选择哪些输出将具有SSC，所有激活SSC的输出必须来自同一个PLL。
10. 禁用输出：选择哪些输出将被禁用，对于每个禁用的输出，开关A将设置为输入时钟，P分频器将设置为1。

如果CDCE906/CDCE706无法提供该设置，将显示错误信息；如果设置中有需要用户特别注意的内容，将显示警告信息。接受设置按钮将设置传输到CDCE906 - 706 SMBus接口，在那里可以进行单独的设置调整，如果设置中出现错误，此功能将被阻止；放弃设置将不传输设置而返回SMBus接口。

4.3 教程

该部分包含一个逐步教程，用于创建用户自定义设置并对CDCE906/E706进行编程，使用EVM的27MHz晶体作为参考，提供64MHz的CPU时钟、不同的24kHz音频采样时钟、用于MPEG/AC - 3音频解码器的27MHz时钟以及额外的60MHz时钟。具体步骤如下：

1. 启动TI Pro - Clock™。
2. 选择CDCE906/E706，启动CDCE906 - 706 SMBus接口。
3. 在菜单栏中选择编程助手，启动CDCE906 - 706编程助手。
4. 从菜单栏的默认设置中选择CDCE906默认设置，此时所有输出都在使用，所有PLL都处于旁路模式。
5. 点击Y1 - Y5的禁用输出，此时只有Y0在使用，所有PLL都处于旁路模式。
6. 将Y0的fout设置为64MHz，Y0的输出频率为64MHz，PLL 1自动设置。
7. 点击Y1的禁用输出。
8. 将Y1的fout设置为9.216MHz，Y1设置为9.216MHz，PLL 2被Y1使用。
9. 点击Y2的禁用输出。
10. 将Y2的fout设置为18.432MHz，Y2设置为18.432MHz，PLL 1被Y1和Y2使用，因为Y1和Y2来自同一个PLL（输出组优先于单个输出）。
11. 点击Y3的禁用输出。
12. 将Y3的fout设置为6.144MHz，Y1、Y2和Y3由PLL 1导出。
13. 点击Y4的禁用输出。
14. 将Y4的fout设置为27MHz，输入时钟为Y4提供27MHz，PLL 3仍未使用。
    • 如果需要额外的抖动清理，可以点击Y4的禁用PLL旁路，此时PLL 3为Y4提供27MHz。
15. 点击Y5的禁用输出。
16. 将Y5的fout设置为60MHz，会出现错误消息“Y5的fout误差无法实现！”，因为没有PLL可用于为Y5导出60MHz。
17. 将Y5的误差设置为50000ppm，此时Y5提供59.4MHz，与60MHz的误差为10000ppm。
18. 点击接受设置，CDCE906 - 706编程助手关闭，CDCE906 - 706 SMBus接口打开，编程助手的设置传输到SMBus接口。
19. 点击写，SMBus接口将设置传输到CDCE906/E706。

4.4 软件安装

安装TI Pro - Clock™需要以下步骤：

1. 从www.ti.com下载TI Pro - Clock™。
2. 运行程序setup.exe。
3. 重启计算机。
4. 从开始→程序→德州仪器→TI Pro Clock运行软件。

五、常见问题解答（FAQ）

5.1 输出摆幅随压摆率增大而迅速减小的原因

可能是输出阻抗太小，需要按照3.2.5节的说明增大输出阻抗。

5.2 CDCE906/CDCE706寄存器无法编程的原因

需要检查并行端口是否连接到PC和EVM，所有电压是否正确施加，以及多用途引脚1和2是否用作地址位，如果是，则通过J10和J12设置正确的地址。

5.3 提供优化抖动性能的设置

选择尽可能高的VCO频率（编程助手中已实现），如果不需要SSC，在“SSC调制量”中选择无SSC。

5.4 Y4和Y5之间存在交叉耦合的原因

Y4和Y5的布线是差分的，与Y0 - Y3的单端信号布线不同，这允许评估伪差分时钟。六个输出Y0 - Y5中的每个都可以单独反相，因此可以从六个输出中生成三对伪差分对。由于上升和下降时间之间存在轻微不匹配，交叉点不会出现在中间。

六、零件清单

文档中提供了详细的零件清单，包括电容、电阻、连接器、芯片、晶体等各种零件的数量、参考编号、零件名称和零件编号，为工程师们在进行硬件设计和维护时提供了准确的信息。

七、电路板布局和原理图

文档中给出了电路板的布局和原理图，包括顶层丝印、顶层、底层丝印、接地层、电源层等的布局图，以及原理图的两页内容，这些信息对于理解电路板的结构和电路连接非常有帮助。

八、重要注意事项

8.1 EVM使用条件

该评估模块仅用于工程开发或评估目的，不适合商业使用。它可能在设计和/或制造相关的保护考虑方面不完整，包括最终产品中通常包含的产品安全措施。作为原型，该产品不属于欧盟电磁兼容性和低电压指令的范围，因此可能不符合该指令的技术要求，也不适用欧盟标记要求。

8.2 保修政策

如果EVM不符合用户指南中规定的规格，可在交付日期起30天内退回以获得全额退款。这是德州仪器提供的唯一保修，替代所有其他明示、暗示或法定的保修，包括适销性或特定用途适用性的任何保修。

8.3 用户责任

用户承担EVM正确和安全处理的所有责任和义务，承认使用EVM可能存在严重危险，有责任按照良好的实验室实践采取所有预防措施来处理和使用EVM。同时要注意，收到的产品可能不符合法规要求或未通过机构认证（如FCC、UL等），由于产品的开放式结构，用户有责任采取所有适当的静电放电预防措施。

8.4 电压范围

操作该EVM时，输入电压范围应在3V到3.6V之间，输出电压范围应在2.3V到3.6V之间。超过指定