usb3.0专家分析，眼图测试

usb3.0专家分析，眼图测试

由于明显的通道衰减，SuperSpeedUSB要求某种形式的补偿，张开接收机上的眼图。发射机上采用均衡技术，其采用去加重的形式。规定的标称去加重比是3.5dB，用线性单位表示为1.5倍。例如，在跳变比特电平为150 mVp-p时，非跳变比特电平为100 mVp-p。

　　CTLE标准均衡实现方案包括片内技术、有源接收机均衡或无源高频滤波器，如线缆均衡器上使用的滤波器。这一模型特别适合一致性测试，因为它非常简便地描述了传输函数。CTLE通过频域中的一系列极点和零点，在特定频率上达到峰值（Peak）。

　　CTLE实现方案的设计要比其它技术简单，能耗要低于其它技术。在某些情况下，由于适应性、精度和噪声放大方面的限制，仅仅使用CTLE实现方案可能是不够的。其它技术包括前向反馈均衡（FFE）和判定反馈均衡（DFE），通过对数据样点加权一些补偿系数来补偿通道损耗。

　　CTLE和FFE是线性均衡器。这两种技术都会提升高频噪声，而产生信噪比劣化。DFE在反馈环路中使用非线性元器件，使噪声的放大小，补偿码间干扰（ISI）。图3示例了一个经过传输通道明显衰减的5Gbps信号，和使用去加重、CLTE和DFE均衡技术处理之后的信号。

　　图3. 去加重（蓝色）、长通道（白色）、CTLE （红色）和三阶DFE （灰色）对5-Gbit/s信号（黄色）产生的不同效果。

　　USB 3.0接收机测试

　　USB3.0接收机测试与其它高速串行总线接收机一致性测试类似，它一般分成三个阶段，个阶段是压力眼图校准，是抖动容限测试，是分析。让我们看一下这一过程的流程图（图4）。

　　图4. USB 3.0接收机一致性测试包括三个阶段：压力眼图校准、抖动容限测试和分析。

　　压力眼图校准需要使用坏情况信号，其通常在水平方向（通过增加抖动的方式）和垂直方向（通过把幅度设置成接收机能看到的幅度）加压。在任何测试夹具、线缆或仪器变化时，都必须执行压力眼图校准。

　　抖动容限测试使用校准后的压力眼图作为输入，在此基础上注入不同频率的正弦抖动（SJ）。应用的这个SJ考验的是接收机内部的时钟恢复电路，不仅测试了接收机对坏信号情况的容忍能力，还测试了时钟恢复的能力。，根据分析结果就可以知道，是否需要执行的调试，以满足一致性测试要求。

　　压力眼图校准要使用标准夹具、线缆和通道设置测试设备（图5）。要反复测量和调节应用的各类压力，如抖动。使用标准测试夹具和通道及测试设备生成的特定数据码型，在没有DUT的情况下执行校准。测试仪器应能够执行两种功能：码型生成，能够增加各种压力；信号分析，如抖动和眼图测量。

　　图5.主机（顶部）和设备（底部）压力眼图校准，设置标准夹具、线缆和通道，反复测量和调节各种应用的压力，如抖动。在使用标准测试夹具和通道及使用测试设备生成的特定数据码型，在没有DUT的情况下进行校准。

　　必须进行三种损伤校准，以校准压力眼图，其分别是：RJ、SJ和眼高。每种校准都要求在码型发生器和分析仪上进行特定设置。对每套线缆、适配器和仪器，必须进行一次压力眼图校准。

　　由于使用不同的适配器和参考通道，主机和设备的压力眼图校准也不同。在校准完成后，可以重复使用校准后的眼图设置，如果设备设置中有的东西发生变化，那么必须重新校准。