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USB测试基本参数
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USB测试企业商机

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。 克劳德示波器USB2.0测试方案;江苏USB测试检修

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USB4.0技术简介USB全称UniversalSerialBus(通用串行总线),早在1994年被众多电脑厂商采纳用以解决当时接口不统一的问题。在随后二十多年时间里,USB技术不断发展,标准经历了USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.0、USB3.1到USB3.2,直到现在的USB4.0。

USB4.0 直接采用的是 Intel 和Apple 从 2015 年在笔记本电脑上 推出的、基于 Type-C 接口的“雷电”Thunderbolt 3 协议标准,  数据 传输速率支持 10Gbps/lane 和 20Gbps/lane 两种速率,选择性地支 持 TBT3-compatible 10.3125Gbps/lane 和 20.625Gbps/lane 两 种 速 率; 同时,  通 过交替模式 (ALT mode) 支持 DisplayPort,  PCIE 等信号标 准。为了避免混淆,  Intel 将未来准备在笔记本电脑上部署的 Thunderbolt 接口,  统一命名为 Thunderbolt4.0。 江苏USB测试检修USB3.0对于电缆传输损耗的要求;

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(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。

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的发送端信号质量测试?

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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。 USB2.0一致性测试环境;示波器、测试软件、夹具;江苏USB测试检修

USB3.0一致性测试环境;示波器、测试软件、夹具;江苏USB测试检修

另外,由于5Gbps或10Gbps的信号经过长电缆和PCB传输以后有可能眼图就无法张开了,所以在芯片接收端内部会提供CTLE(连续时间线性均衡)功能以补偿高频损耗,因此测试时示波器的测试软件也要能支持CTLE才能模拟出接收端对信号均衡以后的真实的结果。图3.6是在USB3.2的规范中,分别对于Genl的5Gbps信号和Gen2的10Gbps信号CTLE的均衡器的定义。

以下是USB3.x的信号测试方法相对于USB2.0的区别:

(1)示波器的测试点在一致性电缆(compliancecable)和一致性电路板(complianceboard)之后。而以前的测试是在发送端的连接器处(如USB2.0)。

(2)后处理需要使用CTLE均衡器,在均衡器后观察和分析眼图及其参数。

(3)需要连续测量1M个UI(比特间隔)。

(4)需要计算基于1.0×10-12误码率的DJ、RJ和TJ。 江苏USB测试检修

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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...

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