如何测试USB Type-C
USB TYPE-C连接器概述
图1显示了USB Type-C的24条PIN针的引脚定义,可以看出,Type-C口有4对TX/RX分线,2对USBD+/D-,一对SBU,2个CC,另外还有4个VBUS和4个地线
其中:VBUS和GND支持高达5安培/ 20伏特/ 100瓦特。四个发射/接收(TX / RX)对允许随时将一个,两个或所有四个通道用于数据传输,并且每个通道的速度高达20 Gbps。CC1和CC2线通过提供三个功能来管理连接器接口的定义。定向配置管理,为电缆和通信通道供电以进行供电。SBU1和SBU2引脚是边带通信通道,提供额外的连接,并用于USB以外的协议。USB 2的同时链接(D +,D-)可以用于标准USB 2操作,也可以用作补充链接,以提供有关供电的信息。D +连接和D-连接都绑在一起,以保持连接器的方向独立性。
Power Delivery(PD)可动态管理电源分配,调整电压和电流,并为所有连接的设备建立提供商/消费者角色。设备可以请求所需的电源,并在特定应用需要时获得更多的电源。PD的双向电源使被供电的设备也可以为其他设备供电。PD还使USB Type-C通过Alt模式支持其他标准,例如DisplayPort(DP)或Thunderbolt(TBT)。
USB TYPE-C测试挑战和解决方案
设计和测试工程师在将设备接口从4针USB标准A / B更新为24针USB Type-C连接器时,面临着多个挑战。USB Type-C包含设计更改,以解决A / B类型连接器/电缆的问题,并为支持USB Type-C的产品提供更多功能。了解测试困难和解决方案可以帮助确保成功进行USB Type-C的性能测试。
功率输出
PD的动态能力和可能的电源配置范围,再加上USB 2.0,USB 3.1 Gen 1和Gen 2的规格不断发展所带来的挑战,以及PD的合规性,使得USB Type-C设备测试验证比传统USB测试更具挑战性。电源,PHY层和协议层仍然是合规性测试的关键测试类别。设计工程师必须考虑的重要测试参数包括许多不同的电压电平,设备充电,电缆功能以及确定提供商与消费者设备状态的关系。
图2将主机和设备显示为双角色端口(DRP),该端口与可以互换角色的USB Type-C环境对齐。DRP的状态,无论是在给定时间充当主机还是设备,都由CC线路作为PD基础架构的一部分进行管理。PD协议的调试是工程师面临的最大挑战之一,因为它需要访问CC线路和VBUS信号以进行适当的表征。USB PD具有设备可以选择用于操作的指定电压/电流电平,因此在设备初始化时测试PD电平的能力非常重要。
物理层设备测试的示例配置包括示波器,探头,电流探头,USB PD协议软件,取样/固定装置和PD控制器。在300 kHz数据传输速率的情况下,建议使用500 MHz或更高频率的示波器。尽管主要是直流信号,但大多数都具有交流特性,并要求示波器具有足够的带宽。建议在分析5V DC电源信号时使用探头偏移量来查看信号瞬变,因为使用DC模块可滤除DC和低频成分。
USB Type-C规范引入了许多新的TX和RX测试挑战。快速而准确地测量传输眼,LFPS和LBPM时序,传输SSC轮廓,SCD信号以及执行去加重和预拍的关键方面的能力对于成功进行TX测试至关重要。灵活的信号生成和误码检测是RX测试验证的关键。
为了对USB 3.1,DP 1.3,TBT 3和MHL进行TX一致性测试,建议将 Type-C测试夹具与示波器一起使用(见图3)。
系统特点:
USB Type-C通道规范(包括对称连接器,高速数据,大功率,多种数据传输类型和向后兼容性)导致许多配置需要进行测试以验证USB通道一致性。通道在各种配置中的性能也会受到损耗,反射和串扰的影响。在USB一致性测试期间,需要比过去更严格的方法来消除测试夹具的影响。
“全仪测控”的USB Type-C测试解决方案具有以下功能特点:
1、高速线缆测试系统是“QY射频微波器件自动化测试”的一个分支系统,是一种面向工业
流水化生产线的智能测试系统,采用成熟的软硬件平台,可实现稳定、精确、高速的测试。
2、一次连接,即可完成所有的频域、时域及眼图性能指标测试,方便、快捷。
3、一套系统可支持各种类型的高速线缆测试(需换测试夹具),保护客户投资。
4、配置灵活:系统可测试单个组件,或根据需求同时测试多个组件。
5、完善的校准方案,实现精确测试。