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USB物理层测试基本参数
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USB物理层测试企业商机

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”Thunderbolt3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-compatible10.3125Gbps/lane和20.625Gbps/lane两种速率;同时,通过交替模式(ALTmode)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。USB物理层测试是否需要考虑对USB Type-C接口的测试?设备USB物理层测试推荐货源

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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。设备USB物理层测试推荐货源USB物理层测试是否涵盖对噪声和干扰的测试?

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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。

对于捕获到的数据波形的分析,可以使用USB协会提供的Sigtest软件或者示波器厂商的自动测试软件。Sigtest是USB协会提供的进行USB3.0等总线分析的官方分析软件,但是需要用户手动捕获码型、切换码型、进行示波器触发设置等,操作比较烦琐,且设置不对可能影响捕获的波形或分析的结果。由于USB3.x的测试涉及被测件类型、速率、均衡器、测试脚本调用、传输通道设置等非常多的因素,而且不同的测试项目需要在不同的测试码型下进行,设置不当可能测试结果完全不对,所以一般建议使用用的自动测试软件配合示波器进行测试。图3.7是在示波器中安装的USB3.x自动测试软件的设置界面。通常用户只需根据设置向导选择相应的测试项目,然后按照向导连接DUT并把DUT设置成正确的模式即可自动运行测试,软件会自动捕获波形并测试生成html格式的测试报告。测试软件中还会自动调用设置好的通道模型和均衡器,以及内置的USB协会发布的SigTest脚本,从而简化了手动操作,并可以保证测试算法完全符合USB协会对信号分析的要求。USB物理层测试是否需要考虑对自校准能力的测试?

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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参数嵌入功能进行通道嵌入的典型的USB3.0的信号质量测试环境。USB物理层测试对EMI/EMC有何要求?USB测试USB物理层测试测试流程

USB4.0电气测试主要包括以高性能示波器为基础的发送端测试、以误码仪为基础的接收端测试。设备USB物理层测试推荐货源

要进行USB2.0传输速率测试,可以使用一些合适的工具和设备。以下是使用合适的工具和设备进行传输速率测试的探讨:USB2.0测试仪器:使用专门的USB2.0测试仪器是进行传输速率测试的优先。这些仪器通常具有能够模拟和监测USB2.0传输的功能,可以提供准确的传输速率测量和分析。信号发生器:信号发生器可用于产生不同频率和幅度的信号,并将其输入USB2.0设备进行测试。这可用于模拟不同数据传输场景,以评估设备在不同情况下的传输速率。场强仪:场强仪可用于测量USB2.0设备接收到的信号强度。这有助于评估信号在传输过程中的衰减情况,从而影响传输速率。示波器:示波器可以用于观察和分析USB2.0设备接收到的数据信号的波形。通过检查波形,可以确定信号的稳定性和完整性,从而影响传输速率。电流表和电压表:使用电流表和电压表等仪器,可以测量和记录USB2.0设备的电流输出和电压稳定性。这有助于评估设备的电源供应能力,从而影响传输速率。设备USB物理层测试推荐货源

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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10bitADC,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,...

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