智能化多端口矩阵测试USB测试检修

每一代USB新的标准推出，都考虑到了对前一代的兼容能力，但是一些新的特性可能只能在新的技术下支持。比如USB3.2的X2模式、USB4.0的20Gbps速率、更强的供电能力及对多协议的支持等，都只能在新型的Type-C连接器上实现。由于USB总线的信号速率已经很高，且链路损耗和链路组合的情况非常复杂，所以给设计和测试验证工作带来了挑战，对于测试仪器的功能和性能要求也与传统的USB2.0差别很大。下面将详细介绍其相关的电气性能测试方法。由于涉及的标准众多，为了避免混淆，我们将把USB3.0、USB3.1、USB3.2标准统称为USB3.x,并与USB4.0标准分开介绍。USB3.0电缆的测试环境？智能化多端口矩阵测试USB测试检修

此外，在USB4中，我们要参考路由器主机或路由器设备组件通道预算。利好是我们在执行USB4一致性测试时（其在TP2和TP3测试点上执行），TP2和TP3测试点的连接或设置仍是一样的。新的测试要求和挑战USB4中出现了许多新的测试要求，同时带来了需要解决的对应的测试挑战。第一步是发射机预置校准(Transmitter Present Calibration),这是发射机测试的前提步骤。在这一测试中，我们捕获全部16个预置波形，然后测量数据确定性抖动 (DDJ)。在USB4中，在通路初始化过程中，接收机会请求改变预置值，对被测参数可能并不会使用比较好的预置值。因此，比较好先验证和测量所有其他预置值，然后再执行发射机测试。校准USB测试价格优惠USB2.0的信号质量测试方法？

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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USB3.x的测试码型和LFPS信号在测试过程中，根据不同的测试项目，被测件需要能够发出不同的测试码型，如表3.2所示。比如CPO和CP9是随机的码流，在眼图和总体抖动(TJ)的测试项目中就需要被测件发出这样的码型；而CP1和CP10是类似时钟一样跳变的数据码流，可以用于扩频时钟SSC以及随机抖动(RJ)的测试。还有一些码型可以用于预加重等项目的测试，供用户调试使用。

根据USB3 . 1 的LTSSM(Link Training and Status State Machine)状态机的定义( 图3. 8),  在通过上下拉电阻检测到对端的50Ω负载端接后，被测件就进入Polling(协商)阶段。在这 个阶段，被测件会先发出Polling.LFPS的码型和对端协商(LFPS的测试，后面我们还会提 到),如果对端有正常回应，就可以继续协商直至进入Uo的正常工作状态；但如果对端没 有回应(比如连接示波器做测试时),则被测件内部的状态机就会超时并进入一致性测试模 式(Compliance Mode ),在这种模式下被测件可以发出不同的测试码型以进行信号质量的 一致性测试 USB3.0的自动测试软件；

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。 USB协辉提供的信号质量分析软件；智能化多端口矩阵测试USB测试检修

示波器里的USB协议触发条件；智能化多端口矩阵测试USB测试检修

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。 智能化多端口矩阵测试USB测试检修

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