机械USB测试高速信号传输

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，USB Type-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。 USB2.0外设的高速信号质量测试项目的连接；机械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。 自动化USB测试一致性测试USB3.0一致性测试环境；

USB测试

基本介绍随着USB技术在消费电子产品和其他电子产品上的快速发展和普及应用，USB性能规范和符合性测试变得越来越重要。如果生产商希望在产品上粘贴符合USB-IF标准的USB认证标志，任何附有USB端口的产品，例如电脑、手机、音视频产品以及其他电子设备等都必须进行USB测试。北测是获得认可的测试实验室，完全符合USB-IF的标准，可帮助制造商获得USB认证，并在产品上粘贴USB标志。测试服务USB测试服务包括：高速、全速、低速USB设备测试·外部装置·主机内插卡·集线器·系统·集成电路·电线组件·连接器·USBOTG

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。USB3.1和3.0有什么区别？

USB测试

由 于 U S B 4 . 0 的 发 送 端 和 接 收 端 非 常 复 杂 ， 且 要 根 据 实 际 链 路 质 量 进 行 协 商 和 调 整 。 为 了 方 便 进 行 链 路 协 商 的 信 息 交 互 ， U S B 4 . 0 还 提 供 了 额 外 的 边 带 通 道 ( S i d e b a n d  C h a n n e l ) 。 边 带 通 道 借 助 于T y p e - C接 口 的S B U 1     和 S B U 2 信 号 ， 并 重 新 定 义 成 S B T X 和  S B R X , 用 这 两 个 引 脚 实 现 双 向 的 信 息 交 互 。 边 带 通 道 上 传 输 的 是 1 M b p s 数 据 速 率 的 低 速  信 号 ， 可 以 用 来 进 行 链 路 上 设 备 和 R e t i m e r 的 管 理 ， 包 括 链 路 初 始 化 、 链 路 使 能 、 断 开 连 接 、 休眠管理 、 链路均衡等 。

克劳德高速数字信号测试实验室

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基于Type-C接口还可以更好地支持Power Delivery技术，以实现更智能强大的 充电能力。即插即用、数据传输与充电合一是USB接口的一个重要特征。在USB2.0时 代，USB接口可以支持2.5W的供电能力(5V/500mA),到USB3.0时代提高到了4.5W (5V/900mA),但这样的供电能力对于笔记本或者一些稍大点的电器都是不够的。由于一 些产品的质量问题，也出现过充电过程中起火烧毁的事故。为了支持更强大的充电能力，同 时避免安全隐患，USB3.1标准中引入了Power Delivery协议(即PD协议),一方面允许更 大范围的供电能力(比如5V/2A、12V/1.5A、12V/3A、12V/5A、20V/3A、20V/5A),另一方 面要通过CC线进行PD的协商以了解线缆和对端支持的供电能力，只有协商成功后才允 许提供更高的电压或工作电流。图3. 16展示了PD协议中定义的不同等级的供电能力 标准。机械USB测试高速信号传输