山東機械USB測試

3.USB4.0回波損耗測試高速串行信號傳輸速率越高，信號的射頻微波化趨勢就越明顯，20Gb/s的數(shù)字信號的Nyquist頻率已經(jīng)高達10GHz。這種情況下，測試信號的時域指標已經(jīng)越來越難以保證信號的質(zhì)量；因此從Thunderbolt3.0開始，發(fā)送端在正常傳輸數(shù)據(jù)時的回波損耗測試也變成了一個必須的測試項目，USB4.0當然也不例外。USB4.0定義了發(fā)送端和接收端差分回波損耗及共?；夭〒p耗四個測試項目。

USB4.0 回波損耗測試的實際連接和結(jié)果示意圖。它需要 一臺至少 20GHz 帶寬、帶 TDR 選件的網(wǎng)絡(luò)分析儀，  同時被測體通 過 USB4ETT 軟件和 USB4.0 Microcontroller 產(chǎn)生 PRBS31 的測試碼型。 是德科技提供詳細的操作步驟和網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)定文件 (State File) 供大家參考。 USB3.0的總線架構(gòu)展示？山東機械USB測試

從 2015 年到現(xiàn)在，是德科技基于磷化銦 (InP) 工藝的 Infiniium 系 列高帶寬示波器，  憑借其優(yōu)異的低噪聲、低抖動底噪等硬件性能 和的尾部擬合”Tail-fit”抖動分離算法等軟件，一直是被 Intel 和Thunderbolt 認證實驗室認可和批準使用的高帶寬示波器。

進入到 USB4.0 時代，大家如果仔細通讀每一個版本的測試規(guī)范， 都可以發(fā)現(xiàn)，所以的儀表截屏、設(shè)定和算法，采用的都是德科技 高帶寬示波器。

2019 年，是德科技基于第二代磷化銦(InP 工藝，推出了 110GHz 帶寬， 256GSa/s 采樣率，硬件 10bit ADC，25fs 抖動底噪的 UXR 系列示波器， 將高速信號量測精度推到了另外一個高度。如下所示，  是是德科 技 UXR 示波器和已是業(yè)內(nèi)的是德科技 V 系列示波器，測試同 一個 USB4.0 信號的測試結(jié)果比較，  UXR 示波器提供了更優(yōu)的信號 測試余量。 山東機械USB測試USB3.0連接器的阻抗測試；

由于數(shù)據(jù)速率提升，能夠支持的電纜長度也會縮短。比如USB2.0電纜長度能夠達到5m,USB3.0接口支持的電纜長度在5Gbps速率下可以達到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源電纜技術(shù)只能達到1m。USB4.0標準中通過提升芯片性能，在10Gbps速率下可以支持2m的電纜傳輸，而在20Gbps速率下也能支持0.8m的無源電纜。隨著新的更高速率接口的產(chǎn)生，原有的USB連接器技術(shù)也在不斷改進。圖3.2是一些類型的USB2.0和USB3.0連接器類型。其中，Type-C是隨著USB3.x標準推出的新型高性能連接器，也可以向下兼容提供USB2.0的連接。

對于不同類型連接器的主機、設(shè)備、電纜來說，其傳輸通道損耗的要求也不一樣。圖3.3 是USB3. 1標準中各種速率和接口類型組合對于鏈路損耗的要求(損耗值對應(yīng)的是Nyquist 頻點，即信號數(shù)據(jù)速率的1/2頻率處),在具體電路設(shè)計和測試中可以參考。

根據(jù)應(yīng)用場景的不同，這個“Long Channel”的定義也不同。比如對于 A型接口5Gbps速率的主機的測試，它模擬的是3m長電纜+5英寸PCB走線的影響；對 于B型接口外設(shè)的測試，它模擬的是3m長電纜+11英寸PCB走線的影響。因此，USB3.x 的信號質(zhì)量測試中，5Gbps速率下不同設(shè)備類型或者接口類型下嵌入的參考通道模型可能 不一樣，測試結(jié)果也就可能不一樣。但對于10Gbps信號來說，由于USB協(xié)會定義的主機 和外設(shè)端允許的通道損耗是對稱的(都是8.5dB),所以對于主機和外設(shè)的測試來說，其嵌入 的通道模型就是一樣的。USB2.0信號質(zhì)量測試中的測試模式設(shè)置？

c)EqualizationCalibration針對無源電纜的應(yīng)用場景，USB的發(fā)送端測試點在TP3。示波器在進行信號質(zhì)量分析前，需要模擬真實device，引入一個參考均衡算法，減輕有損電纜對信號質(zhì)量的惡化。USB4.0定義了這種參考均衡算法可以有多種不同的連續(xù)時間線性均衡(CTLE:Continuous-Time-Linear-Equalizer)和判決反饋均衡(DFE:Decision-Feedback-Equalizer)組成。在做TP3測試前，需要sweep這些組合，找到能提供眼圖面積(如果面積相等，參考眼高)的算法，以此為基礎(chǔ)，得到TP3相關(guān)的測試結(jié)果。

d)USB4.0抖動分離為了更好表征高達20Gbps的USB4.0信號質(zhì)量，不同于USB3.2測試Tj,Rj和Dj三個抖動指標，USB4.0定義了嚴格的TJ,UDJ,DDJ,LPUDJ,DCD等抖動指標，并且對每個指標如何做抖動分離、如何測量做了詳細的規(guī)定。 usb2.0信號質(zhì)量測試系統(tǒng)；云南USB測試

USB2.0一致性測試環(huán)境；山東機械USB測試

基于Type-C接口還可以更好地支持Power Delivery技術(shù)，以實現(xiàn)更智能強大的 充電能力。即插即用、數(shù)據(jù)傳輸與充電合一是USB接口的一個重要特征。在USB2.0時 代，USB接口可以支持2.5W的供電能力(5V/500mA),到USB3.0時代提高到了4.5W (5V/900mA),但這樣的供電能力對于筆記本或者一些稍大點的電器都是不夠的。由于一 些產(chǎn)品的質(zhì)量問題，也出現(xiàn)過充電過程中起火燒毀的事故。為了支持更強大的充電能力，同 時避免安全隱患，USB3.1標準中引入了Power Delivery協(xié)議(即PD協(xié)議),一方面允許更 大范圍的供電能力(比如5V/2A、12V/1.5A、12V/3A、12V/5A、20V/3A、20V/5A),另一方 面要通過CC線進行PD的協(xié)商以了解線纜和對端支持的供電能力，只有協(xié)商成功后才允 許提供更高的電壓或工作電流。圖3. 16展示了PD協(xié)議中定義的不同等級的供電能力 標準。山東機械USB測試

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