USB测试
USB3. 1的Type-C的外设接收容限的典型测试环境,测试系统中心是 一 台高性能的误码仪。误码仪可以产生5~10Gbps的高速数据流,同时其内部集成时钟恢 复电路、预加重模块、噪声注入、参考时钟倍频、信号均衡电路等。接收端的测试中用到了 USB协会提供的测试夹具和1m长的USB电缆,用于模拟实际链路上电缆以及Host/ Device上PCB走线造成的ISI 的影响。
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USB4.0的接收容限测试
对于USB4.0的接收端来说,主要进行的是接收容限测试,用于验证接收端在压力信号(StressedElectricalSignal)下的表现。具体的测试项目包括压力信号的误码率测试(BER)、突发误码率测试(MultiError-Burst)、频率偏差(FrequencyVariations)、回波损耗(ReturnLoss)等。
误码率的测试要在压力信号下进行,因此需要先用高速误码仪的码型发生器产生带预加重、正弦抖动(PJ)、随机抖动(RJ)、扩频时钟(SSC)、共模噪声(ACCM)的信号,并用高带宽示波器进行压力信号校准。校准完成后再把压力信号注入被测件,在不同的正弦抖动幅度和频率下进行误码率测试。在USB4.0的接收容限测试中,需要做两种场景的测试:Casel的测试中没有插入USB电缆,模拟链路损耗小的情况;Case2的测试中要插入2m 解决方案USB测试信号完整性测试usb3.0的接收容限测试?

USB3.0、USB3.1、USB3.2、USB4.0每一代的数据速率都有非 常大的提升。需要注意的是,在USB3.1规范推出后,之前USB3.0中定义的5Gbps速被称为Genl速率,新定义的10Gbps被称为Gen2速率。而在2019年发布的USB4.0规范中,新增的20Gbps速率被称为Gen3速率。
USB3.0和之后的标准都采用了双总线架构(图3.1),即在USB2.0的基础上增加了超高速总线部分。超高速总线的信号速率达到5Gbps、10Gbps甚至20Gbps,采用全双工方式工作。以PC上普遍使用的Type-A连接器为例,为了支持更高速率的信号传输,就在原有USB2.0的4根线(Vbus、Gnd、D+、D-)基础上新增加了5根信号线,包括2对差分线和1根屏蔽地线(如果是Type-C连接器则增加更多)。原来的4根线完全兼容原来的USB2.0设备;新增的这两对差分线采用全双工作模式,一对线负责发送,另一对线负责接收,发送和接收都可实现5Gbps或以上速率的数据传输。
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USB测试
这个测试对于激励源即误码仪的码型发生部分的要求很高。首先,其要能产生高质量 的高速数据流,码型发生器固有抖动要非常小才不会影响正常的抖动容限测试;其次,要能 在数据流调制上幅度、频率精确可控的抖动分量。抖动分量中除了要有随机抖动外,还要有 不同频率和幅度的周期抖动,图3.22是对接收容限测试中需要添加的各种抖动分量以及信 号幅度、预加重的要求。测试要在多种频率的周期抖动条件下进行并保证在所有情况下误 码率都小于1.0×10- 12
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从 2015 年到现在,是德科技基于磷化铟 (InP) 工艺的 Infiniium 系 列高带宽示波器, 凭借其优异的低噪声、低抖动底噪等硬件性能 和的尾部拟合”Tail-fit”抖动分离算法等软件,一直是被 Intel 和Thunderbolt 认证实验室认可和批准使用的高带宽示波器。
进入到 USB4.0 时代,大家如果仔细通读每一个版本的测试规范, 都可以发现,所以的仪表截屏、设定和算法,采用的都是德科技 高带宽示波器。
2019 年,是德科技基于第二代磷化铟(InP 工艺,推出了 110GHz 带宽, 256GSa/s 采样率,硬件 10bit ADC,25fs 抖动底噪的 UXR 系列示波器, 将高速信号量测精度推到了另外一个高度。如下所示, 是是德科 技 UXR 示波器和已是业内的是德科技 V 系列示波器,测试同 一个 USB4.0 信号的测试结果比较, UXR 示波器提供了更优的信号 测试余量。 usb2.0信号质量测试系统;测试服务USB测试信号完整性测试
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USB测试 在USB4.0的接收容限测试中,压力信号的产生和校准是非常复杂的工作,同时测试中 还需要和被测设备进行频繁的数据读取和交互,因此接收容限测试都是在自动测试软件的 控制下进行。 除了接收容限测试以外,为了控制接收端的反射影响,USB4.0的规范还要求对接收端 的回波损耗(Return Loss)进行测试。这个测试主要借助于网络分析仪,对端口的差模和共模回波损耗进行测试。图3.38是USB4.0接收端回波损耗的测试组网。 克劳德高速数字信号测试实验室 地址:深圳市南山区南头街道中祥路8号君翔达大厦A栋2楼H区 示波器里的USB协议触发条件;多端口矩阵测试US...