HDMI高频线测试异常分析
常见高频量测差异分析与说明
研討會主題
一、儀器設定及基本特性差異對測試結果的影響
• NA / TDR / Eye Pattern 簡介及設定說明
二、不同量測儀器架構對測試結果的影響
• NA+TDR vs. TDR-S vs. ENA-TDR ／ PG + Scope vs. ENA-TDR
三、量測手法對測試結果的影響
Sab / Tab
S=>paa=ra接m收et端er 口；b=發射端 S 參數
Time domain Time domain
p.27
儀器特性差異對量測的影響
Agilent TDR vs Tektronix TDR
Rise time filter: Agilent (Kaiser-Bessel), Tektronix(Smooth) 兩者不同，有時在阻抗變異較大處會有差異。 Reference Impedance: Agilent (Short,Load), Tektronix(Air Line)
中周頻寬(IFBW):掃頻的採用的中周頻寬，中周愈小，愈準確，但需時較長。
平均次數(Average):量測時是否採用平均，若是，可以設定取幾次平均，以消除雜訊
平滑率(Smooth):對量測出的曲線，是否採用平滑，可以設定取多少%平滑度。
掃頻延遲(Sweep Delay):可設定比預設的掃頻時間更長的時間，以滿足長線測試。
p.4
S dd11
S dd22
NA簡介及設定說明
NA重要量測設定：
起始頻率(Start freq.):掃頻時起始頻率點
框選的4項，決定量測的實際頻率點
終止頻率(Stop freq.):掃頻時終止頻率點
H700单板HDMI眼图失败及解决案例资料
H700单板HDMI眼图失败及解决案例.（仅供内部使用）版本号：V0.1保密等级：■秘密□机密□绝密编制：审核：修订记录目录1案例描述 (2)2案例分析 (3)3解决过程 (9)4解决结果 (9)5总结 (10)关键词：HDMI眼图、过冲、HDMI参考电压摘要：H700的HDMI眼图测试失败，从波形来看HDMI的信号顶上模板眼图失真很严重，由于HDMI是高速敏感信号对信号质量要求很苛刻,所以眼图不过关严重影响到高清视频信号的信号质量.本案例描述了整个问题的解决过程。
避免后续设计遇到同样问题.1 案例描述测试环境和结果Device Details HDMI DeviceClock Frequency(Mhz) 148.500Resolution 1920x1080p 8 bitRefresh Rate 60HzIndex Test Name Lanes Spec Range Meas Value Result1 7-9 : Source Clock Jitter CK Clock Jitter < 0.25*Tbit; 0.109*Tbit Pass2 7-10 :Source Eye Diagram CK - D2 Data Jitter < 0.3*Tbit; 0.21*Tbit Fail3 7-4 : Source Rise Time CK 75.00ps < TRISE; 354.42ps Pass4 7-4 : Source Rise Time D2 75.00ps < TRISE; 384.21ps Pass5 7-4 : Source Fall Time CK 75.00ps < TFALL; 350.30ps Pass6 7-4 : Source Fall Time D2 75.00ps < TFALL; 362.98ps PassMax Duty Cycle <7 7-8 : Max Duty Cycle CK50.79% Pass60.0%;8 7-8 : Min Duty Cycle CK 40.0% < Min Duty Cycle; 49.3% Pass HDMI信号为分辨率为1080P 像素时钟148.5MHZ的高速信号,从测试结果可以看出D2的Data Jitter 超标,从眼图可以看出数据信号顶上模板.示波器单独测量信号发现HDMI的输出时钟过冲超标,DM8168的芯片资料要求HDMI的时钟和数据Supply电压标准为1V,最大为1.05V.实际测量电压为2.2V严重超出电压范围,所以才造成眼图顶上模板进而造成眼图测试失败.2 案例分析为什么HDMI的时钟和信号电压会超标呢?参考DM8168的芯片资料,HDMI时钟和信号的驱动能力是可以通过HDMI_EXTSWING管脚的下拉电阻来控制的,芯片资料要求下拉电阻为698Ω1%精密电阻,我们已经严格按照芯片资料来做了,为什么还会出现电压超标的情况呢?莫非芯片资料错了?我们尝试将驱动电阻698Ω阻值增大到5.6K,降低管脚的驱动能力.测试眼图发现HDMI的眼图虽然仍然Fail但是已经不顶着上模板了,右侧可以证明通过调节HDMI_EXTSWING下拉电阻是可以调节HDMI的信号驱动能力的. 同时和芯片厂家反应,TI重新更新了芯片资料和Demo板.新手册中HDMI_EXTSWING的下拉电阻改为5.9K 1%精密电阻.我们将驱动改为5.9K后测试眼图发现眼图仍然是Fail的,测试波形如下:从测试结果来看很明显眼图压内部模板而且jitter也很大,尝试着在此调节电阻发现调节电阻在4.64K 的时候,眼图上下模板均顶到了.测试波形如下图:从测试结果来看很明显通过调节驱动电阻不能够解决眼图失败的问题,现在的眼图失败的根本原因是信号质量太差抖动严重造成的眼图失败.所以现在要重新换个方向来解决问题了,是什么原因影响信号质量呢?除了驱动能力之外还有什么会影响HDMI的信号质量?H700的HDMI是由DM8168直接输出的过程中只经过共模扼流圈和防护器件,所以可调的只有DM8168本身的驱动电阻,外界有什么因素会影响呢?H600和H700硬件设计基本相同,从H600测试结果发现H600的HDMI眼图测试是PASS的.H600测试结果波形如下:H600和H700的区别:一,HDMI走线较短;二,H600的输出接口是HDMI接口,而H700是DVI接口,输出接口通过DVI转HDMI的转接头转接的.目前造成眼图失败原因怀疑有两点一,H700的走线太长;二,DVI转接头转接所造成的信号质量恶化验证第一个问题,因为Demo板的HDMI走线比H700和H600的走线更长,所以测量Demo板的HDMI眼图,测试结果如下图:从测试结果可以看出,Demo板的眼图有稍微的擦模板,但是效果比H700的眼图好的太多,由此可以得出结论HDMI的走线长度对信号有影响,但是这中影响并不是造成眼图失败的最大原因.验证第二个问题,因为Demo板的HDMI输出接口也是HDMI接口,所以我们将H700测试所用的转接头接在Demo板上,观察测试波形.测试结果如下图:很明显H700的DVI转HDMI的转接头很有问题,也可能是造成H700眼图失败的最大原因 .为了验证是否是DVI转接头的影响,我们将H700的HDMI信号飞线引出接在HDMI接口上,再来测试H700的HDMI眼图,测试结果如下图:本来以为DVI转接头就是根本原因了,但是事与愿违,没想到H700的HDMI沿途仍然测试失败.到底还有什么影响到HDMI呢?从上面试验可以肯定的是DVI转接头可定会对信号有影响,那么还有什么影响这HDMI信号呢?仔细阅读DM8168的手册,同时对比Demo板和H600的原理图和PCB图.我们发现有一个细节我们忽略掉了, 我们HDMI走线走的是内层,所以从DM8168经过共模扼流圈再到DVI输出接口,我们总共打了3个过孔，而芯片手册上面有明确说明HDMI的信号线过孔(Vias)的数量最大只能打2个过孔!参考H600和DEMO发现,H600只打了一个过孔,而Demo没有打过孔。
HDMI高频量测分析高频量测参数解读
开路&短路
开路（Open）：是指电路中两端点不连 接任何组件或产生断路，其开路两端点 的电流为零，信号无法继续通过 。
短路（Short）：是指电路中两端点直接 接触或零电阻值的路径，其短路两端点 的电位差为零。
标准负载（Load）
标准负载（Load） ：是指电路中两端点 连接一负载，其负载与所输入之值匹配， 输入端经由负载的传输没有反射，高频 的讯号也就不会失真或变形。
由中心导体和被覆之间的绝缘物质的介电系数（εr） 来决定。
v 100 L % 100 %
p d C
r
vp：phase velocity (%) τd：phase delay (ns)→over LAN cable with length L
L：cable length (m)
C：light speed 0.3 m/ns
阻抗不匹配会造成高频信号的反射，从而干扰信号 源的接收情况，同时也会造成衰减特性较差。
传播延迟时间
传播延迟时间：是指信号在传输线上， 由输入端到达接收端所需时间。依信号 形式可分为：
一、单端延迟（Single Ended Delay） 二、差动延迟（Differential Mode Delay） 三、共模延迟（Common Mode Delay）
仪器 TDR TDR
测试模式 规格
TDT TDR
5%@Tr≦ 200ps
100±15Ω
衰减/插入损耗
衰减/插入损耗：用α表示，是指输出电 压Vout与输入电压Vin相比，信号损耗剩 下多少。一般用NA来量测。可由仪器直 接量得，并且以dB的型式表示。其计算 公式如下： α=10lg（Pout/Pin）=20lg（Vout/Vin）
高频发生器使用中的常见问题解决方法
高频发生器使用中的常见问题解决方法高频发生器是一种常用的电子设备，用于发射连续可控的高频电压信号。
它在医疗、科学研究和工业领域都有广泛的应用。
然而，在使用过程中，我们常常会遇到一些问题。
下面我将介绍一些常见问题及其解决方法。
1.频率不稳定的问题频率不稳定是高频发生器使用中的一个常见问题。
这可能是由于电源波动、温度变化或设备老化等原因导致的。
解决这个问题的方法有：- 检查电源供应是否稳定。
可以使用一台数字频率计来测量输出频率，并确保电源供应的稳定性。
- 温度变化可能会影响高频发生器的电子元件，因此在使用时应尽量保持恒定的温度。
如果发生器未配备温控系统，可以考虑使用散热装置来降低温度变化的影响。
- 如果高频发生器老化导致频率不稳定，需要考虑更换关键元件或整个设备。
2.输出功率不稳定的问题输出功率不稳定是另一个常见问题。
这可能是由于设备故障、负载变化或电源问题等原因导致的。
解决这个问题的方法有：- 检查设备是否有故障。
可以通过检查电源线、电阻器和电容器等元件来确保它们的正常工作。
- 负载变化可能导致输出功率的不稳定性。
可以考虑使用稳定的负载或降低负载的变化来解决这个问题。
- 如果电源不稳定，可以考虑使用稳压电源或滤波装置来改善电源的稳定性。
3.频谱失真的问题频谱失真是高频发生器使用中的一个重要问题，它会对信号的质量产生明显的影响。
频谱失真可能是由于设备参数设置不当、干扰源或电磁波问题等原因导致的。
解决这个问题的方法有：- 检查设备的参数设置。
可以调整设备的幅度、频率和相位等参数，以减轻频谱失真。
- 如果发生器附近有干扰源，可以尝试将其远离发生器，或加装屏蔽装置来减少干扰。
- 电磁波问题可能需要专业的电磁屏蔽措施来解决。
可以采用金属屏蔽箱、电磁波隔离层等来保护发生器。
4.设备操作不当的问题设备操作不当是高频发生器使用中最常见的问题之一。
这可能导致设备损坏、性能下降或数据误差等问题。
解决这个问题的方法有：- 请仔细阅读设备的使用手册，并按照说明进行操作。
hdmi线检验标准
hdmi线检验标准HDMI（High-Definition Multimedia Interface）线是用于传输高清视频和高质量音频信号的一种数字连接线。
它在家庭消费电子、计算机和其他媒体设备中得到广泛应用。
为确保HDMI线的质量和性能，有必要制定检验标准来评估其符合标准要求的程度。
以下是HDMI线检验标准的要点。
1. 外观检验外观检验是验证HDMI线是否具有符合要求的外观特征。
应检查以下方面：- 材料质量：线材应该由高质量的材料制成，外维护层应该光滑、柔软，不应出现开裂、脆弱等问题。
- 连接器：连接器应有光洁的金属外壳，无松动或变形的问题。
插入和拔出连接器时，应保持稳固性。
- 标签和标识：HDMI线应有清晰可读的标签和标识，标明相关的规格、型号、制造商等信息。
2. 电气检验电气检验是测试HDMI线在传输信号时的性能和稳定性。
应考虑以下因素：- 信号传输：HDMI线应能够稳定传输高清视频和音频信号，不应出现信号干扰、失真或延迟等问题。
- 隔离能力：HDMI线应具备良好的电磁干扰隔离能力，以免外界干扰影响信号质量。
- 通电检测：HDMI线插入设备时应能及时检测到电流流入，以确保连接器的插拔正确无误。
3. 耐磨检验耐磨检验是测试HDMI线的使用寿命和耐久性。
应进行以下检验：- 弯曲测试：HDMI线应能承受多次弯曲而不破裂或影响信号传输。
- 拉力测试：HDMI线应在一定的拉力下保持稳定。
- 扭转测试：HDMI线应能承受扭转力，并确保信号传输不受影响。
4. 兼容性检验兼容性检验是测试HDMI线与各种设备的兼容性。
应考虑以下因素：- 分辨率：HDMI线应支持各种分辨率的高清视频传输，包括720p、1080p、4K等。
- 音频格式：HDMI线应支持多种音频格式，如Dolby TrueHD、DTS-HD Master Audio等。
- HDMI版本：HDMI线应与各种HDMI版本的设备兼容，如HDMI 1.0、HDMI 2.0等。
1月份HDMI AF退PIN不良分析
HDMI AF 退PIN 不良分析1. 问题点：2. 原因分析：1） 端子保持力不够，达不到设计之要求； 2） 端子头部翘起，与公头对插后引起退PIN; 3） 端子插入过深，超出产品胶芯面 3. 产品NG 原因验证：1） 端子保持力不够，达不到设计之要求；端子结构设计如图1图1实物量测为：0.764 0.760 0.755 0.759 0.763（0.75+0.03/-0.02）0.705 0.712 0.710 0.713 0.708 （0.71+0.03/-0.02）端子插拔后退PIN胶芯设计：（图2）图2实物量测为：0.505 0.503 0.508 0.502 0.503 （0.50+/-0.03）产品功能验证：见附件测试报告为OK保持力.doc以上验证结果可以判定端子保持力OK；2）端子头部翘起，与公头对插后引起退PIN;产品端子结构设计：端子头部做预压设计，以防止头部端子插拔后翘PIN（图3）（图3）胶芯设计：胶芯头部做倒角，以配合端子预压（图4）（图4）胶芯头部倒角从上述条件设计可以满足端子头部装配后不翘起；但端子的头部面设计用倒圆角处理会导致端子模具前段以产生挤压变形，以致圆角没有起到相应的导向作用，有引起产品端子对插后翘PIN的风险3）端子插入过深，超出产品胶芯面此隐患在生产过程中制程SOP有明确要求，端子不能超出产品胶芯面端子头部倒角因挤压有变形端子头部设计倒圆角第1：外观检测以上制程工站可以保证排除隐患，确保端子不会超出胶芯面综上判定：为第二点原因导致产品有退PIN隐患4.改善方案：端子头部圆角改成倒C角，端子头部能起到导正之作用，第2：电测（公母对插）第3：全检端子头部改成C角处理5.改善验证：端子改模周期10天，6.改善结果：待改模验证。
线材、插头及加工对HDMI 、DVI Cable高频测试的影响
焊锡点太尖
三.线材、插头及加工对HDMI 、DVI Cable高频测试的影响
3. 影响阻抗(Impedance)的因素;
因素3. 焊锡的时间太长, 导致芯线后缩, 或焊线时, 伤到绝缘体:
解决方案: 1. 4P信号线的焊锡进间不可超过3秒(时间过长, 会造成造成芯线后缩); 2. 焊线时, 注意拿线的方式, 减少对绝缘体的损伤;
注: 所有成品長度必需100%通過Benq 19" Monitor 適機測試.
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三.线材、插头及加工对HDMI 、DVI Cable高频测试的影响
1. 影响衰减(Attenuation)的因素; 因素2. 加工芯线时, 伤及到芯线导体(图示一);
解决方法: 要根据芯线OD不同, 来调整刀片的高度 (如28AWG HDMI 线材, 虽导体面积一样, 但芯线OD不同, 4P 28AWG的芯线OD为FO-PE 0.95±0.03mm , 另外7C 28AWG的芯线 HD-PE 0.70±0.03mm)
三.线材、插头及加工对HDMI 、DVI Cable高频测试的影响
1. 影响衰减(Attenuation)的因素; 2. 影响串音(FEXT)的因素; 3. 影响阻抗(Impedance)的因素; 4. 影响延迟(Delay) 的因素; 5. 影响延迟差(Skew)的因素; 6. 其它因素;
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三.线材、插头及加工对HDMI 、DVI Cable高频测试的影响
芯线去皮时, 伤到铜线
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三.线材、插头及加工对HDMI 、DVI Cable高频测试的影响
1. 影响衰减(Attenuation)的因素;
因素3. 20M以上的线材, 导体考虑用单根镀银铜代替镀锡铜; 原因分析: 在高频下, 锡的导电率比铜还差, 在高频下, 导体会有集肤 效应和邻近效应, 电信号几乎只在导体表面, 衰减测试很难 通过. 因素4. 铜导的纯度及光洁度, 也会对衰减的测试结果造成影响 (较少出现); 因素5. 4对信号线FO-PE 绝缘的介电常数;
HDMI测试解决方案
HDMI测试解决方案—华夏苹果HDMI测试解决方案针对日益重要的HDMI测试市场，华夏苹果一方面不断完善自己的测试方案，同时也在不断从测试角度向HDMI组织提出建设性的改进建议，以使得兼容性测试规格(CTS)更具代表性和权威性。
目前，安捷伦已经为迎接最新的HDMI CTS1.3标准，准备好了最完整测试解决方案，不仅包括发射机，还包括媒介（电缆，PC板），以及接收机的测试。
而且，绝大多数的这些功能将被压缩在一个软件包内，这样就可以简化用户的操作过程。
下面我们就对这些HDMI测试的整体解决方案进行简要的介绍（注意此测试方案大部分兼容DVI测试）：1. 夹具和探头毫无疑问，如果不能提供保证高质量连接测试夹具，再好的测试仪表也不能完成高质量的测量。
为了解决并改善仪表和被测设备的连接，华夏苹果不断努力，应用各种业界领先的高性能的连接测试夹具………2.高性能的连接HDMI的测试标准（CTS）的一个主要部分就是如何将测试仪器连接到各种不同配置的设备上。
N1080A －H01(插头)和N1080A-H02(插座)能够满足上述需求。
他们拥有目前市场上最低的损耗和最高的带宽。
这些组件能够用于发射机，电缆和接收机的测试。
3.通用发射机的测试夹具N5405A 可用于标准高清电视的测试（1080i和720p），但是它的带宽不够，不能提供更高的精度。
我们正在完善这个夹具，目前它已经能够轻松测量带有32ps交叉点抖动、2.25Gbs的眼图。
4.N5380A 探头这些同轴探头（包括E2695）能够提供最大的带宽。
他们可以连接N1020A K12进行单端和差分测量。
如果HDMI要求终端电压提升至3.3V，需要注意一定要设置正确。
这些探头能够和113x或者116x系列的放大器协同使用。
5.E2678A套接探针这些探针从一开始就是我们解决方案的一部分，并且将来也会是。
E2678A 系列被用于 N5405 和N5431A 夹具。
对希望测试成本低、测量速度快的用户来说，四个E2678A可以在建立一次连接后就测量所有的四个通道，并且测试成本很低。
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Attenuation含義及異常應對
含義:訊號傳輸時因導體有阻抗而導致遺失些許.
通常1m長的線衰減減值為1db,2m為2db…..與長度成正比關系.
改善衰減: 1.導體加粗; 2.導體表面電鍍; 3.多股導體改為單根導體.
金屬傳輸阻抗關系: 銀 > 銅 > 錫
注:導體材質一般為銅,因其傳輸性能相對還好及價格較便宜, 鍍錫是為了方便加工及防氧化.如单独都量衰減的問題,就可以不電鍍了.
Impedance測試圖形
1.Cable Impedance規格要求是 100 ±10Ω,但我們要求為100 ±5Ω,因為加工時要破壞線材結 構,如果此項目不良則退貨; 2.Mated Impedance為加工處的 測試結果,如果不良則想辦法改 變電容(C)的大小.
TVS RD注解
TVS RD注解
TVS RD注解
年輕人剛走入社會如何脫穎而出:
想方法幫助單位解決問題!
美國克萊斯勒汽車總裁:艾柯卡加被動 Nhomakorabea件-10m
沒加被動元件-10m
加被動元件-2m
沒加被動元件-2m
The End.
測試參數含義及異常應對
簡
介
由 Sony, Hitachi, Thomson (RCA), Philips, Toshiba Matsushita (Panasonic), 和 Silicon Image 开发的高清晰度 多媒体接口 (HDMI) 新近成为 HDTV 和消费类电子产品市场的 连接标准。HDMI 是首个也是唯一一个在单数字接口中集成不压 缩的高清晰度视频、多声道音频和智能格式与命令数据的数字 接口。
2.芯線發泡程度(與環境溫度,發泡劑和色粉有關);
3.裁線長短不一. *如有skew不良,把那一對測試值告訴線材廠改 善就好了.
發泡就像做饅頭一樣,越軟越好!
Skew測試圖形
Far End Crosstalk含義及異常應對
含義:訊號間的彼此干擾程度(分近端和遠端).
A
B 線材的長度會衰減串音,與Attenuation成正比. 異常應對: 1.剝鋁箔的長度盡可能短; 2.如果2M以內的線串音不過原則上是可以的,但對OEM的客戶要小心; 3.如一定要過,也可用銅箔將每對信號線隔離,並接地.
Attenuation測試圖形
NG OK
改善時要考量: 加工阻抗? 線材阻抗?(改結構)
Impedance含義
Z= √L/C
電感(L):與導體粗細成反比,任何導體都會有電感; 電容(C):與面積成正比,和距離成反比,與中間隔離材質的介電系數有關.
L
包鋁箔:把芯線包緊,以保證整條線導體中心距 (L)一致,則電容大小一致. *另發泡程度和芯線絞距都會有影響電容的大 小.
Connector Pin Assignment
Test Parameter
Skew含義
Inter-pair Skew
兩對線之間訊號傳輸的延遲差(會造成資料誤判)
T0 T1 Intra-pair Skew
同一對線之間兩芯訊號傳輸的延遲差
T+ T-
Skew異常應對
Skew跟芯線之介電系數有關.重點在於: 1.對絞好不好;