USB3.0线束特征阻抗测试报告解读

USB3.0线束特征阻抗测试报告解读

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/gonylibechen1/article/details/138443625

USB3.0线束测试是确保高速数据传输稳定性和可靠性的关键环节。本文详细介绍了USB3.0线束测试中的关键参数及其解读，包括衰减、单端转共模、差分阻抗、传输延时、串扰等指标的测试方法和标准要求。

一. 衰减

从低频到高频，每个数据点都按照相对应的规范进行设置，形成一条标准线，如图1中所示，紫色线即为标准线，蓝色线为实测线。实测线在紫色线之上，说明线束衰减符合标准，反之表明线束衰减不符合要求，偏离标准线越远，表明衰减越严重。

1. SS TX与SS RX差分对衰减

图1 SS TX/RX差分对衰减

需要注意的是：线束长度是影响衰减最重要因素之一。衰减不能作为线束是否能使用的唯一标准。比如有一款3m的相机连接线，应用在荧光自动细胞计数仪设备上，长期跑合很稳定，未出现断连等问题，但其衰减检测结果是不符合要求的，如下图所示。

图2 AVT相机厂商3m连接线衰减测试结果

2. D+/D-差分对衰减

图3 D+/D-差分对衰减测试结果

二. 单端转共模

这个参数的物理含义是指给USB3.0线缆一端差分的激励信号，在线缆的另一端产生了一个共模的输出信号。也就是说如果这个指标比较差，本来在另外一端应该输出差分信号，结果却输出了等幅同相的共模信号。这样差分信号经过这根线缆后，容易产生干扰信号去干扰设备里的其他电路。规范要求SCD21在整个频带内小于-20dB。

三. 差分阻抗

差分阻抗规范分为USB线缆接头处的阻抗和线缆部分的阻抗。两者的测试条件和要求不一样。

1. 线缆阻抗

测试条件是10%90%，200ps的上升时间。阻抗的要求是8397Ω之间（90±7Ω）。

USB线缆的特征阻抗标准值是90Ω，曲线越靠近90Ω，表明线束质量越好，反之质量越差。当曲线偏离允许范围，说明该线缆不符合规范。

2. 接头阻抗

接头处的阻抗，由于线缆和接头处有焊锡，会有阻抗的突变。所以这个区域的阻抗要求会放宽一些。测试条件是2080%，50ps的上升时间。阻抗要求是75105Ω（90Ω±15Ω）。

近端和远端的概念取决于被测设备的测试端口的情况。在测试过程中，如果被测件的端口通过10cm长的线缆直接相连的话，那么即为近端；反之，如果被测件的端口本身有一段线缆，或者通过大于10cm长的线缆与测试夹具相连接的话，则是远端。

一般，在测试过程中，近端的标准相对远端来说要严格一些。

1) 近端接头阻抗

2) 远端接头阻抗

四． D+/D-差分线传输延时

USB传输延时，一般要求是小于5.2ns/m。

五．D+/D-差分对对内延迟差

SKEW是指在不同的信号线上，信号达到接收端的时间差，也就是延时Delay的差值。

常见的延迟差分为两种，一是差分对内延迟差，是指输入差分信号下，同一对线内两信号线之间的延迟差。二是差分对间延迟差，是指不同对信号线间的延迟差。

延迟差数值越小，表示信号传输的时间差越小，线材的传输特性较一致；反之，延迟差数值越大，表示信号传输的时间差越大，线材的传输特性一致性较差。当差分对之间不平衡时，就会引入共模噪声。

六．D+/D-差分对阻抗

七．串扰

串扰指的是信号在传输通道上传输时，因电磁耦合对相邻传输线产生的影响。串扰分为容性耦合串扰和感性耦合串扰。由耦合电容产生的串扰信号在受害网络上可以分为前向串扰和反向串扰，这两个信号极性相同；由耦合电感产生的串扰信号也分成前向串扰和反向串扰，但两个信号极性相反。

如下图所示，从侵入线的发送端注入一个具有快速上升沿的阶跃信号，经过td到达侵入线的接收端。在受害线的两端分别观测到耦合造成的近端串扰NEXT和远端串扰FEXT。

1. SS TX-SS RX 间近端串扰

一般的线缆此项指标是要求在频域下面测试的，但USB3.0要求在时域上测试该指标。USB3.0不同的接头，指标规格也不一样。如下表所示。

2. D+/D-对SS TX和SS RX的近端串扰和远端串扰

USB3.0高速线差分对和USB2.0线差分对间近端串扰和远端串扰的要求如下：