DisplayPort 2.0 物理層測試-LECROY示波器

視訊電子標準協會 (VESA) DisplayPort 2.0 視訊接口引入了新的性能標準,與舊的 DisplayPort 1.4a 規範相比,數據頻寬增加了三倍,通過使用四個通道高達 20 Gb/s 數據來實現。這允許顯示解析度優於 8K、更高的更新率和更好的動態範圍。使用本機 DisplayPort 連接器和 USB Type-C 連接器可獲得這些優勢,操作優勢為允許設備在同一個連接器中處理視訊數據、USB 數據和電源。隨著 USB-C 電纜現在傳輸 DisplayPort 和低速邊帶數據,USB 設備的測試已經擴展到涵蓋這些協議之間的許多依賴關係。 本系列將概述 DisplayPort 2.0 物理層測試及其與 USB 測試的關係。
信號源端 Source (Tx) 測試設備
DisplayPort 2.0 支持 10、13.5 和 20 Gb/s 的數據速率。 DisplayPort 2.0 發射端的物理層 (PHY) 認證測試(圖 1)要求:
  •  示波器
  •  一個 AUX 控制器
  •  相關電纜和測試治具

DisplayPort-20-物理層測試-1.jpg圖 1. 通過 USB-C (Tx)接口執行DisplayPort 2.0 PHY 測試。

DisplayPort 2.0 CTS 需要 25 GHz 的示波器頻寬來實現 20 和 13.5 Gb/s 數據速率測試,而 10Gb/s 數據速率將頻寬要求放寬到 16 GHz。
Teledyne LeCroy提供所需頻寬的示波器有:

  •  LabMaster 10 Zi-A,支持以 80 GS/s 的速度在兩條通道上進行測量
  • WaveMaster/SDA 8 Zi-B,以 80 GS/s 的速度測量單通道
兩者都支持 SDAIII-CompleteLinQ 串行數據分析軟體選配,需要同時顯示和分析所有四個通道的數據。



除了示波器之外,公座測試治具操作還用於串接開來自 DisplayPort 2.0 接口的信號以及 AUX 數據。 Teledyne LeCroy 建議使用
Wilder Technologies DP-TPA-P 公座測試治具用於使用傳統 DisplayPort 連接器的設備,將 DPC-TPA-P 用於使用 USB Type-C 連接器的設備。所需的 “Golden” 測試電纜是在 40 GHz 時相位匹配在 ±5° 以內的高品質、低插入損耗電纜。它們的插入損耗在 10 GHz 時應小於 1.5 dB。
在 USB4 AUX 模式下工作時,AUX 控制器用於啟動信號源。 VESA 目前正在開發用於 DisplayPort 2.0 的官方 AUX 控制器,但同時,可以使用帶有合適電纜接頭的 Wilder Technologies DUTC 模式控制模塊來進行測試。
接收器端 Sink (Rx) 測試設備
除上述設備外,DisplayPort 2.0 接收端測試還需要:

  •  帶有相關模塊的誤碼率測試儀 (BERT)
  •  Inter-Symbol Interference (ISI) 板和公座測試治具
  •  向量網絡分析儀 (VNA) 或 LeCroyWavePulser 40iX
Teledyne LeCroy 推薦使用 Anritsu MP1900A SQA-R BERT,它可提供從 2.4 到 32.1 Gb/s 的高精度信號產生器 (Stress Signal Generation, SSG),具有極低的抖動值 ( Jitter)。 它還提供具有高穩定性的 Jitter和 Noise測試。 BERT 需要一個額外的 12.5 GHz 4 ch synthesizer、Jitter modulation、Noise Generator及2x DC Blocks。
所需操作設備中添加了2x3-port power dividers、ISI 板組和公座測試治具(也可從 Wilder Technologies 取得)。 Power Dividers用於增加其他通道的串擾。 ISI 板是一組具有不同路徑長度的 PC 板,用於控制總通道的插入損耗。 Wild River Technology 提供 ISI 板和一組完全符合的低損耗電纜,作為損耗建模套件。


DisplayPort-20-物理層測試-2.jpg圖 2. DisplayPort 2.0 功能圖接收器 (Rx) PHY 測試。

由於連接在公座測試治具之間的總通道和 DisplayPort 電纜的插入損耗必須在規格範圍內,因此必須仔細確認所有接收端測試信號路徑,以便可以從測量中去除電纜和夾具的S參數值及誤差。 可以使用向量網絡分析儀 (VNA) 或 Teledyne LeCroy WavePulser 40iX 網路分析儀來測量電纜和測試治具的 S 參數,尤其是插入損耗。
Teledyne LeCroy 的新 QualiPHY DisplayPort 2.0 軟件提供測試選配 QPHY-DP20-Source 和 QPHY DP20-Sink 可以安裝在示波器上以自動執行 DisplayPort 2.0 PHY認證測試。
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2022-03-07