信号完整性测试USB测试项目

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。 USB3.0信号质量测试中的测试码型和LFPS信号？信号完整性测试USB测试项目

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 信号完整性测试USB测试项目USB3.0对于电缆传输损耗的要求；

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 。

（1）速度快：接口的传输速度高达480 Mbit／s，完全能满足高速数据交换的要求；  （2）连接简单快捷：所有的 USB设备利用通用的连接器，无需打开主机机箱就可简单方便地连人计算机，实现热拔插；  （3）无需外接电源：USB电源向低压设备提供 5V电源；  （4）有不同的带宽和连接距离：USB 2．0提供全速与高速 2种传输数率规格，使用户有足够的带宽供新的外设使用；  （5）良好的兼容性：系统检测到 1．1版本的接口类型时，会自动按照 12 Mbit／s的速度传输 ，而其他采用2．0版本的外设还是能以2．0所规定的速率传输。USB3.0的信号质量测试报告；

USB2.0技术已被的市场接受，它将资料处理速率提升了40倍。资料处理量的增加为许多新型产品打开新天地，包括全动态视讯至辅助性的、只有钱包大小的硬盘机。但是，随着资料速率的急速升高，也出现了新的测试和量测方面的挑战。

资料速率增加40倍后虽然带来了许多好处，但也给USB2.0兼容性装置供应商带来了各种新的设计挑战。特别是在讯号品质问题方面，如电路板的布局、抖动、上升和下降时间、电磁场干扰、噪声，和接地噪声等，都已成为需待解决的设计问题。保持讯号质量是保证USB2.0装置合乎规格，并获得USB2.0「认证」标志的关键之一。讯号质量测试包括:⚫眼图测试⚫信号速率⚫数据包结束宽度⚫交叉电压范围（适用于低速和全速）⚫JK抖动⚫KJ抖动⚫连续抖动⚫单调测试（适用于高速）⚫涨落时间 USB4.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；信号完整性测试USB测试多端口矩阵测试

克劳德高速数字信号测试实验室USB 3.2 & 2.0测试；信号完整性测试USB测试项目

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。 信号完整性测试USB测试项目