校准USB测试高速信号传输

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。 发送信号的测试USB需要的要求；校准USB测试高速信号传输

和发送端测试类似，  USB4.0 需要支持有源电缆 (Case 1) 和无源电 缆 (Case 2) 两种应用场景，接收端对应的测试点分别是 TP3’和 TP3。既然信号源需要提供一个标准的符合规范的压力信号进行 接收端测试，  就必须采用示波器对压力信号进行校准，  保证信号 源发出的信号经过不同的夹具、电缆后到达测试点各压力成分均 满足规范的要求。同时在接收端测试时，  我们需要准备两条被 USB-IF 协会认证过的无源电缆，  2M 长的 USB4.0 Gen2(10Gb/s) 无源 电缆和 0.8M 长的 USB4.0 Gen3(20Gb/s) 无源电缆，  模拟恶劣的链 路环境。数字信号USB测试眼图测试USB3.0信号和协议测试？

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。

USB测试

在USB4.0的接收容限测试中，压力信号的产生和校准是非常复杂的工作，同时测试中 还需要和被测设备进行频繁的数据读取和交互，因此接收容限测试都是在自动测试软件的 控制下进行。

除了接收容限测试以外，为了控制接收端的反射影响，USB4.0的规范还要求对接收端 的回波损耗(Return Loss)进行测试。这个测试主要借助于网络分析仪，对端口的差模和共模回波损耗进行测试。图3.38是USB4.0接收端回波损耗的测试组网。

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 克劳德高速数字信号测试实验室USB标准测试方案；

c)EqualizationCalibration针对无源电缆的应用场景，USB的发送端测试点在TP3。示波器在进行信号质量分析前，需要模拟真实device，引入一个参考均衡算法，减轻有损电缆对信号质量的恶化。USB4.0定义了这种参考均衡算法可以有多种不同的连续时间线性均衡(CTLE:Continuous-Time-Linear-Equalizer)和判决反馈均衡(DFE:Decision-Feedback-Equalizer)组成。在做TP3测试前，需要sweep这些组合，找到能提供眼图面积(如果面积相等，参考眼高)的算法，以此为基础，得到TP3相关的测试结果。

d)USB4.0抖动分离为了更好表征高达20Gbps的USB4.0信号质量，不同于USB3.2测试Tj,Rj和Dj三个抖动指标，USB4.0定义了严格的TJ,UDJ,DDJ,LPUDJ,DCD等抖动指标，并且对每个指标如何做抖动分离、如何测量做了详细的规定。 usb3.0协议测试方法？数字信号USB测试眼图测试

示波器在USB2.0一致性分析测试方案；校准USB测试高速信号传输

4.USB4.0Sideband信号测试因为USB4.0需要通过Type-C连接器的SBU1、SBU2等sideband信号完整复杂的初始化和协议控制，所以测试规范对它们的电气特性测试做了详细的要求。这部分测试比较简单，使用通用示波器和万用表就可以很方便的完成，感兴趣的同学可以直接参考测试规范。

小结：是德科技提供了完整的 USB4.0 电气测试方案，  包括发送端测试、 接收端测试、回波损耗测试 Sideband 信号测试。并且，这些方案 已经在实际中得到验证，  表现优异。 校准USB测试高速信号传输

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