HDMI测试USB测试高速信号传输

3.USB4.0回波损耗测试高速串行信号传输速率越高，信号的射频微波化趋势就越明显，20Gb/s的数字信号的Nyquist频率已经高达10GHz。这种情况下，测试信号的时域指标已经越来越难以保证信号的质量；因此从Thunderbolt3.0开始，发送端在正常传输数据时的回波损耗测试也变成了一个必须的测试项目，USB4.0当然也不例外。USB4.0定义了发送端和接收端差分回波损耗及共模回波损耗四个测试项目。

USB4.0 回波损耗测试的实际连接和结果示意图。它需要 一台至少 20GHz 带宽、带 TDR 选件的网络分析仪，  同时被测体通 过 USB4ETT 软件和 USB4.0 Microcontroller 产生 PRBS31 的测试码型。 是德科技提供详细的操作步骤和网络分析仪设定文件 (State File) 供大家参考。 USB2.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；HDMI测试USB测试高速信号传输

自1995年USB1 .0 的规范发布以来， USB(Universal Serial Bus)接口标准经过了20多  年的持续发展和更新，已经成为PC和外设连接使用的接口。USB历经了多年的发 展，从代的USB1 .0低速(Low Speed) 、USB1 . 1全速(Full Speed)标准，逐渐演进到第 2代的USB2 .0高速(High Speed)标准和第3代的USB3 .0超高速(Super Speed)标准。这   些标准目前都已经得到的应用。

后来，为了应对eSATA 、ThunderBolt等标准对USB标准的威胁， USB协会又分别在  2013年和2017年发布了USB3. 1及USB3.2的标准。在USB3. 1标准中新定义了10Gbps 速率以及对Type-C接口的支持；在USB3.2标准中，又基于Type-C接口提供了对X2模 式的支持，可以通过收发方向各捆绑2条10Gbps的链路实现20Gbps的数据传输。而新 的USB4.0标准已经于2019年发布，可以通过捆绑2条20Gbps的链路实现40Gbps的接 口速率。表3. 1是USB各代总线的技术对比。

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 USB测试USB测试销售电话usb3.0的信号测试方法相对于USB2.0的区别；

为了模拟传输通道对信号的影响，USB协会提供了相应的测试夹具。每套测试夹具由 很多块组成，可以模拟相应的PCB走线并在中间插入测试电缆。这些测试夹具通过组合可 以进行发送信号质量的测试，也可以进行接收容限的测试，或者进行接收容限测试前的校 准。图3 .4是USB协会提供的针对10Gbps的A型接口主机及Micro-B型接口外设的测 试夹具。

除了使用真实的测试夹具和电缆来模拟传输通道对信号的影响外，实际测试中还可以 用示波器的S参数嵌入功能来模拟加入传输通道影响，这样可以简化测试连接，也避免了 夹具反复插拔造成的特性变化。图3.5是使用夹具直接引出信号，并通过示波器中的S参 数嵌入功能进行通道嵌入的典型的USB3.0的信号质量测试环境。

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 usb2.0信号和协议测试？

基于Type-C接口还可以更好地支持Power Delivery技术，以实现更智能强大的 充电能力。即插即用、数据传输与充电合一是USB接口的一个重要特征。在USB2.0时 代，USB接口可以支持2.5W的供电能力(5V/500mA),到USB3.0时代提高到了4.5W (5V/900mA),但这样的供电能力对于笔记本或者一些稍大点的电器都是不够的。由于一 些产品的质量问题，也出现过充电过程中起火烧毁的事故。为了支持更强大的充电能力，同 时避免安全隐患，USB3.1标准中引入了Power Delivery协议(即PD协议),一方面允许更 大范围的供电能力(比如5V/2A、12V/1.5A、12V/3A、12V/5A、20V/3A、20V/5A),另一方 面要通过CC线进行PD的协商以了解线缆和对端支持的供电能力，只有协商成功后才允 许提供更高的电压或工作电流。图3. 16展示了PD协议中定义的不同等级的供电能力 标准。USB3.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；HDMI测试USB测试高速信号传输

USB3.1和3.0有什么区别？HDMI测试USB测试高速信号传输

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。 HDMI测试USB测试高速信号传输