我需要什么设备来测试USB眼图?


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我想测试USB全速以测试高速(480 Mbit / s),我的tek示波器可以处理300 MHz(我可以将其升级到500 MHz),而我正在寻找500 MHz差分探头。据我了解,我还需要一个分线板(我不太确定这是最好的选择),但是我正在看tek的分线板这里列出的一个

这样的测试的最低要求是什么?

该设备清单是否足以对全速USB进行眼图测试?

如果我有500 MHz示波器,此设备清单是否足以对全速USB进行眼图测试?


眼图测试使用具有良好同轴电缆的SMA 50欧姆终端,但差分探头可以在电路中进行测量。
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,18年

Answers:


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这样的测试的最低要求是什么?

USB.org的以下位置列出了用于USB 2.0信号质量评估的测试设备的最低要求。有链接描述了Rohde&Schwartz,Tektronix,Agilent,LeCroy和Yokogawa示波器的电气测试程序和工具要求。

通常,眼图评估软件工具在不小于2GHz带宽的示波器上提供。对于Tektronix,合格的示波器系列是TDS7254 / B,TDS7704 / B,CSA7404 / B,TDS6604 / B,TDS6804 / B,TDS6404,DPO7254,DPO7354和DPO / DSA70000。最小的合格USB 2.0测试示波器是MSO / DPO5204

对于FS评估,您不需要差分探头,示波器在数学上使用单端探头来完成。

但是,该软件包不能安装在较小的带宽范围内,因此,即使FS眼睛可以使用500 MHz带宽,也不太可能使用此范围。


是的,我认为我对HS测试不走运,新的范围将是一笔可观的资本支出。我将坚持在FS上进行单端测试。无论如何,我没有那么多HS设备。
电压峰值

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@ laptop2d,DPO5204仅为$ 23K,并且您将需要一套测试装置,最便宜的是来自Allion的$ 1700, shop.allion.com / Product_List.asp?iGroupNum = 4可选的USB封装也可能要花费,但它可能随测试装置一起提供。对于HS,您将需要P6248差分探头,另外需要6,000美元。是的,真正的USB开发非常昂贵。
Ale..chenski

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您没有提到,对于EYE PATTERN测试,2GHz探头必须激活FET缓冲DIFF探头,超平衡和超低电容以及对ESD(> 25V,我记得不是1kV)非常敏感,而不仅仅是2个探头。
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,18年

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尽管横河电机有一些不错的5GHz无源500欧姆10:1探头。0.25pF 70ps型号701974 PBL5000 5-GHz
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75'Aug

@TonyEErocketscientist,我也忘了提及HS USB测试需要昂贵的码型发生器(以纳秒速率变化幅度的HS模式),以测试非常重要的参数,例如接收器灵敏度(静噪/不静噪),而旧探针可能需要昂贵的适配器(每个约500美元)以适应现代的“ Tek-probe”接口,除非购买了本机TAP1500探头(每个约3000美元)。
Ale..chenski

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如果您的信号的基频为500MHz,并且您正在尝试测量其特性,那么500MHz示波器将无法很好地完成工作,因为该示波器无法捕获任何谐波。如果您想对正在发生的事情进行准确的测量,则需要一个更大的带宽范围并进行探测。


全速如何?
电压峰值

USB全速为12Mbit / s,远小于示波器带宽的1 / 10-1 / 5,因此您应该能够进行测量。
C_Elegans '18

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要测试USB高速发送器,您必须测试TP3模板:

在此处输入图片说明

点3的水平位置为37.5%UI,点6的UI为62.5%UI,因此您尝试测量的上升时间约为2.08 ns的75%,即1.5 ns。

500 MHz示波器的最小上升时间约为 0.75/500 中号Hž,即1.5 ns。

您可以估计所测量的上升时间约为

τË一个sτsCØpË2+τs一世G2

因此500 MHz示波器不会削减它。我会寻找至少1 GHz,如果您的产品没有太多利润,那么2 GHz会有所帮助。


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该遮罩适用于HS眼,而OP询问FS评估。
Ale..chenski

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@ AliChen,OP表示他们想测试“ 480mbit”。那是高速,不是全速。在任何情况下,他们都可以使用相同的方法来评估其仪器是否适合全速运行。
Photon

@ThePhoton我不同意0.75 / f,我知道上升时间接近0.35 / f,因为LeCroy在〜300MHz带宽下显示出〜1ns 上升时间(10〜90 %)的弧,这与理论一致。如果您愿意,我可以提供照片和证明。
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,18年

也许您使用的是0到100%
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,18年

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我最终使用了单端测量,并使用matlab来轮询textronix示波器和仪器控制工具箱:

在此处输入图片说明

myScope = oscilloscope
drivers(myScope)
availableResources = getResources(myScope)
availableResources{5}
myScope.Resource = 'TCPIP::xxx.xxx.xxx.xxx::INSTR'
connect(myScope)
get(myScope)
waveformArray = getWaveform(myScope, 'acquisition', true);
figure;plot(waveformArray)
enableChannel(myScope,'CH3');
enableChannel(myScope,'CH4');
Time = linspace(0,myScope.AcquisitionTime,myScope.WaveformLength);
aqs = 1000;
for i = 1:aqs
[w3, w4] = readWaveform(myScope, 'acquisition', true);
pause(0.05);
w3mat{i} = w3;
w4mat{i} = w4;
end
figure;subplot(2,1,1),hold on,legend('D+','D-'),subplot(2,1,2),hold on
for i = 1:aqs
w3 = w3mat{i};
w4 = w4mat{i};
subplot(2,1,1)
plot(Time,w3,'b'),plot(Time,w4,'r')
subplot(2,1,2)
plot(Time,w3-w4,'r')
end
subplot(2,1,1),legend('D+','D-'),ylabel('Volts');
subplot(2,1,2),legend('D+ subtracted from D-'),xlabel('Time'),ylabel('Volts');
subplot(2,1,1)
x = [8.2  21.15 69.93 75.13 69.93 21.15 8.2 ]*1e-9/2;%These come from the USB IF website specs
y = [1.65 2.5   2.5   1.65  0.8   0.8   1.65];
fill(x+1e-7,y,'r')
title('USB Full speed EYE test')
line([1e-7 1.4e-7  ],[-0.9  -0.9])
line([1e-7 1.4e-7  ],[4.4  4.4])
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