USB3.0的物理层发送端测试方案

USB3.0的物理层发送端测试方案:USB3.0的Transmitter测试对于USB3.0的Transmitter测试，为了测量到5次谐波，需要带宽12.5GHz以上的示波器，力科的SDA813Zi带宽13GHz，采样率40GSamples/s（最高可达80GS/s），配合USB3.0一致性测试软件QualiPHY、眼图医生软件和测试夹具，可以快速完成USB3.0的发送端Compliance测试和调试分析。QualiPHY软件可以使USB3.0发送端的各项测试自动化，并生成多种格式的测试报告。在QualiPHY的USB3.0测试软件中，包括差分电压摆幅测试、去加重比值测试（De-emphasis  ratio  test）、眼图和抖动测试、扩频时钟测试（Spread  Spectrum  Test），图1所示为报告中的整体测试项目概览，列出了测试项目对应的Spec的条目，测试项目的名称，当前测试结果，测试判定条件等。在发送端测试中，通常需要消除USB3.0的测试夹具引入的损耗和反射。如下图1所示为USB3.0发送端测试示意图：夹具插到待测试芯片的USB口，夹具上通过PCB的传输线USB口引出到4个SMA连接头（USB3的TX和RX各两个），然后用SMA接口的同轴电缆连接到示波器。由于夹具上的连接器、过孔、传输线等会使信号发生衰减、色散或者反射，导致示波器测量到的信号有所恶化。力科的眼图医生软件包括了夹具去嵌功能，只需输入夹具的S参数模型文件（可由VNA或者TDR测量得到），即可计算出没有夹具时测量到的信号的波形与眼图。如图2左下部分所示为示波器测量的USB3.0信号去嵌后测量到的眼图，图1右下部分是示波器直接测量到的眼图（即未作夹具去嵌的眼图），相比后者，前者的上升下降沿更陡峭，眼轮廓清晰，眼张得更开。从这个比较图中可以看到力科的去嵌技术可以消除测试夹具的负面作用。使用夹具去嵌功能后，可以更加准确的测量电压摆幅和去加重的比值。