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USB4.0的发送端信号质量测试

在 发 送 端 测 试 中 ， 需 要 用 U S B 4 . 0 的 测 试 夹 具 在 T P 2 点 ( 即 T y p e - C 的 输 出 接 口 ) 把 被 测 信 号 引 出 ， 并 接 入 示 波 器 测 试 ， 测 试 中 示 波 器 会 通 过 软 件 嵌 入 传 输 通 道 ( 对 G e n 2 速 率 是 嵌 入 2 m 电 缆 ， 对 G e n 3 速 率 是 嵌 入 0 . 8 m 电 缆 ) 的 影 响 ， 并 用 模 仿 接 收 端 的 均 衡 器 对 信 号 均 衡 后 再 进 行 眼 图 相 关 参 数 的 测 试 。 U S B 4 . 0 的 数 据 速 率 很 高 ， 对 于 G e n 2 速 率 的 主 机 和 外 设 测 试 来 说 ， 测 试 规 范 建 议 使 用 至 少 1 6 G H z 带 宽 的 示 波 器 ； 对 于 G e n 3 速 率 的 主 机 和 外 设 测 试 来 说 ， 测 试 规 范 建 议 使 用 至 少 2 1 G H z 带 宽 的 示 波 器 。 图 3 . 3 2 是 典 型 U S B 4 . 0 的 发 送 端 信 号 质 量 测 试 环 境 ， 测 试 中 通 过 测 试 夹 具 连 接 被 测 件 和 示 波 器 ， 并 通 过 U S B 4 的 控 制 器 控 制 被测件发出不同的预加重的测试码型 。 克劳德示波器USB2.0测试方案；自动化USB测试商家

测试系统搭建和介绍任何测试系统的搭建都是以测试目的为导向的，在测试之前一定要明确测试目的。对于完整的USB2.0信号完整性测试，需要对TX端和RX端都进行完整的测试，但是对于大多数厂商来讲，可能只能完成基本的TX端测试。我们这个测试也只对TX端进行测试，所以测试的系统就是一台示波器、DUT、测试夹具和测试线缆。

示波器：TektronixTDS7704B，带宽为7GHz，采样率为20GS/s；测试探针：TektronixP7330/P7240USB2.0testfixture；测试夹具：TDSUSBFUSB2.0ComplianceTestFixtureWithPowerAdapter；测试软件：•USBHighSpeedElectricalTestToolRev:1.10；•TDSUSB2TestPackageApplicationV3.0.2；Tektronix的USB2.0发送端一致性测试软件TDSUSB2可以支持嵌入（Embed)、去嵌入（De-embed）的功能，这对研发工程师的作用非常大。在软件中还直接内置提供Host和Device的一致性通道传递函数，可以嵌入一致性通道模型，完成对一致性测试的要求，这主要体现在包含了测试过程中加入了长通道和短通道的S参数在其中，这时不管你是做的Host端的产品还是Device端的产品，只要在测试时选择对应参数即可真实的使用情况。这样也符合一致性测试规范。 自动化USB测试商家USB3.0信号测试方法定义？

USB电缆/连接器测试和USB2.0相比，USB3.0及以上产品的信号带宽高出很多，电缆、连接器和信号传输路径验证变得更加重要。图3.39是规范中对支持10Gbps信号的Type-C电缆的插入损耗(InsertionLoss)和回波损耗(ReturnLoss)的要求。

很多高速传输电缆的插损和反射是用频域的S参数的形式描述的，频域传输参数的测 试标准是矢量网络分析仪(VNA)。另外，对于电缆来说还有一些时域参数，如差分阻抗和 不对称偏差(Skew)等也必须符合规范要求，这两个参数通常是用TDR/TDT来测量。目前 很多VNA已经可以通过增加时域TDR选件(对频域测试参数进行反FFT变换实现)的方 式实现TDR/TDT功能。另外，USB Type-C电缆上要测试的线对数量很多，通过模块化的 设计，VNA可以在一个机箱里支持多达32个端口，因此所有差分电缆/连接器的测试项目 都可以通过一 台多端口的VNA来完成。图3.40是用多端口的VNA配合测试夹具进行 Type-C 的USB 电缆测试的例子。

USB3.x发送端信号质量测试在进行USB3.x发送端信号质量测试时，会要求测试对象发出特定的测试码型，用实时示波器对该码型进行眼图分析，并测量信号的幅度、抖动、平均数据率及上升/下降时间等。虽然看起来好像比较简单，但实际上USB3.x针对超高速部分的信号测试与传统USB2.0的测试方法有较大的不同，包括很多算法的处理和注意事项。首先，由于USB3.x信号速率很高，且信号的幅度更小，因此测试中需要更高带宽的示波器。对于5Gbps信号的测试，推荐使用至少12.5GHz带宽的示波器；对于10Gbps信号的测试，推荐使用至少16GHz带宽的示波器。其次，对于USB3.x发送端测试，其测试的参考点不是像USB2.0那样只是在发送端的连接器上进行测试，还需要测试经过“一致性通道”(ComplianceChannel)或“参考通道”(ReferenceChannel)传输，并经参考均衡器均衡后的信号质量。通常把直接在发送端连接器上进行的测试叫作“ShortChannel”测试，把经过传输通道进行的测试叫作“LongChannel”测试。USB3.0的自动测试软件；

USB4.0测试

在进行不同项目测试时，可能会用到不同的测试码型。典型的测试码型有PRBS31、PRBS15、PRBS9、PRBS7、SQ2(重复的“10”码型)、SQ4(重复的“1100”码型)、SQ32(重复的16个高电平和16个低电平)、SQ128(重复的64个高电平和64个低电平)以及不同速率的SLOS(SymbolLockOrderedSets)码型等。比如眼图的测试会使用PRBS31码型，抖动的测试会使用PRBS15码型，Preset的测试会使用SQ128码型等。除了测试码型以外，被测件的发送端还有16种不同的Preset设置，同时示波器捕获波形在做信号均衡时还有10种 USB2.0一致性测试环和报告解读；自动化USB测试商家

USB2.0的信号质量测试方法？自动化USB测试商家

由于数据速率提升，能够支持的电缆长度也会缩短。比如USB2.0电缆长度能够达到5m,USB3.0接口支持的电缆长度在5Gbps速率下可以达到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源电缆技术只能达到1m。USB4.0标准中通过提升芯片性能，在10Gbps速率下可以支持2m的电缆传输，而在20Gbps速率下也能支持0.8m的无源电缆。随着新的更高速率接口的产生，原有的USB连接器技术也在不断改进。图3.2是一些类型的USB2.0和USB3.0连接器类型。其中，Type-C是随着USB3.x标准推出的新型高性能连接器，也可以向下兼容提供USB2.0的连接。

对于不同类型连接器的主机、设备、电缆来说，其传输通道损耗的要求也不一样。图3.3 是USB3. 1标准中各种速率和接口类型组合对于链路损耗的要求(损耗值对应的是Nyquist 频点，即信号数据速率的1/2频率处),在具体电路设计和测试中可以参考。 自动化USB测试商家