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解决方案USB物理层测试检查

来源: 发布时间:2024年01月04日

针对某特定讯号速度(低速、全速或高速)先选择需进行的量测项目,然后根据层(即DUT的连接层)、测试点(DUT的测试点-近端或远程)以及传输方向(上传或下传测试)设定应用程序,如图所示。在完成了这两步之后,使用者即可执行自动量测了。接着就是设置DUT类型、速率、夹具和测试分析模式,由于DUT是device,所以在Device一栏选择Device;USB2.0的速率为7G;测试的夹具分为了两类,一类是USB-IF协会的,另一类就是Tektronix的,在这里选择的是Tektronix的测试夹具;另外一个非常关键的点就是TestMethod,是否选用USB-IFSigTest的分析方法,通常,我们会选择使用;选择参考时钟,一般高速串行信号都会选用SSC模式;还要根据产品使用。USB物理层测试是否需要考虑差分信号的匹配性?解决方案USB物理层测试检查

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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”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。解决方案USB物理层测试检查USB 3.0高速线缆性能测试?

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USB3.x发送端信号质量测试在进行USB3.x发送端信号质量测试时,会要求测试对象发出特定的测试码型,用实时示波器对该码型进行眼图分析,并测量信号的幅度、抖动、平均数据率及上升/下降时间等。虽然看起来好像比较简单,但实际上USB3.x针对超高速部分的信号测试与传统USB2.0的测试方法有较大的不同,包括很多算法的处理和注意事项。首先,由于USB3.x信号速率很高,且信号的幅度更小,因此测试中需要更高带宽的示波器。对于5Gbps信号的测试,推荐使用至少12.5GHz带宽的示波器;对于10Gbps信号的测试,推荐使用至少16GHz带宽的示波器。其次,对于USB3.x发送端测试,其测试的参考点不是像USB2.0那样只是在发送端的连接器上进行测试,还需要测试经过“一致性通道”(ComplianceChannel)或“参考通道”(ReferenceChannel)传输,并经参考均衡器均衡后的信号质量。通常把直接在发送端连接器上进行的测试叫作“ShortChannel”测试,把经过传输通道进行的测试叫作“LongChannel”测试。

USB2.0设备的电源要求和充电功能是指设备在使用USB2.0接口进行供电和充电时的相关需求和功能。以下是对USB2.0设备的电源要求和充电功能的解释:电源要求:USB2.0设备可以通过USB接口从计算机或其他供电设备获得电源。根据USB2.0标准,USB接口提供5V的直流电源。USB2.0设备需要满足一定的电流需求以正常工作。根据USB2.0规范,低功耗设备比较大允许消耗100mA的电流,而高功率设备比较高可消耗500mA的电流。充电功能:一些USB2.0设备具有充电功能,能够为连接的设备提供电力以进行充电。这些设备通常是移动设备,如智能手机、平板电脑、蓝牙耳机等。USB2.0充电设备遵循特定的充电协议和规范,如USB电源交付(USBPowerDelivery)或USB充电分配协议(USBBatteryChargingSpecification),以实现快速充电和兼容性。USB2.0充电设备会根据连接的设备的充电需求,动态调整输出电压和电流。这可确保设备在规范内安全、高效地充电。进行USB 2.0 物理层测试?

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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,USBType-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。如何测试USB 3.0接口的USB PD(电力传递)功能?解决方案USB物理层测试检查

USB物理层测试是否包括各种设备类型的测试?解决方案USB物理层测试检查

计算传输速率:根据测试结果,计算实际的传输速率。传输速率可以通过以下公式计算:速率=传输的数据量/传输所需的时间。验证结果:将计算得出的传输速率与USB2.0标准规定的比较高传输速率(480Mbps)进行比较,判断设备的传输速率是否符合规范要求。需要注意的是,在进行传输速率测试时,确保测试环境稳定,并避免其他因素干扰测试结果,如电脑性能、USB端口质量等。此外,为了获得准确有效的测试结果,建议多次测试并取平均值来得到更可靠的传输速率数据。通过传输速率测试,可以评估USB2.0设备在数据传输过程中的性能表现,确保设备能够达到预期的传输速率,满足用户的需求和期望。解决方案USB物理层测试检查