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HDMI 2.1信号完整性测试方案

更新时间:2025-05-08&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;点击次数:255

       针对HDMI2.1一致性测试,主要包含TX发射机一致性测试,RX接收机一致性测试,链路互联的Cable和Connector一致性测试及eARC增强型音频回传的一致性测试。整体的测量方案包括以高性能示波器为基础的Source发送端及eARC测试,以任意波形发生器为基础接收端Sink测量,以网络分析仪为基础的链路互联的表征。


1、示波器

(1)带宽?:≥ ?33 GHz?

HDMI 2.1 的 ?FRL 信号速率?为每通道 ?12 Gbps?(4 通道总计 48 Gbps)。

信号基频为 ?6 GHz?(12 Gbps ÷ 2),示波器带宽需覆盖至少 ?5 次谐波?(6 GHz × 5 = 30 GHz),建议选择 ?33 GHz 以上?示波器以留有余量。

实际应用?:主流方案选用 ?33 GHz 或 59 GHz 示波器?。

 

(2)?实时采样率?:≥ ?80 GS/s(单通道)?

采样率需满足 ?4 倍于信号速率?(12 Gbps × 4 = 48 GS/s),实际需 ?80 GS/s 以上?以捕捉快速边沿(如 10%~90% 上升时间 < 20 ps)。

多通道同步采样?:需支持 ?多通道同步采集?(如 4 通道同步),确保信号时序一致性分析。

?(3)存储深度?:≥ ?100 Mpts/通道?

长存储支持连续捕获高分辨率眼图及长时间信号完整性分析(如抖动、BER 测试)。


2、任意波形发生器

(1)?高带宽与信号速率?≥ ?16 GHz?

HDMI 2.1 FRL 模式下单通道速率可达 ?12 Gbps?,AWG 需支持生成高频基波和谐波成分(如上升时间 < 30 ps)。

?信号速率?:支持 ?6 Gbps~12 Gbps/通道?(FRL 模式)及 TMDS 模式(如 HDMI 2.0 兼容性测试)。

 

(2)?多通道同步输出?

通道数?:至少 ?4 通道同步输出?,模拟 HDMI 2.1 的 4 通道 FRL 链路。

?通道间偏斜(Skew)?:≤ ?5 ps?,确保多通道信号时序对齐。

 

(3)?灵活的信号调制能力?

自定义波形?:支持生成 ?眼图闭合信号?、?预加重/去加重波形?、?抖动注入?(SJ/DJ/RJ)等。

?协议模拟?:可编程生成 HDMI 2.1 协议事件(如 FRL 速率切换、EDID 数据包、HDCP 握手)。


3、网络分析仪

(1)?频率范围?覆盖?:DC 至 ?30 GHz?

HDMI 2.1 的 FRL 模式信号速率达 ?12 Gbps/通道?(基频 6 GHz),需覆盖 ?5 次谐波?(30 GHz)以分析高频衰减和反射。

推荐配置?:选择 ?40 GHz 以上 VNA?,预留裕量应对更高次谐波。

 

(2)?动态范围与精度?

动态范围?:≥ ?120 dB?(确保微小损耗与反射的精准测量)。

迹线噪声?:< ?0.1 dB RMS?,避免噪声干扰关键频段(如 6 GHz~18 GHz)。

 

(3)?多端口支持?

端口数?:至少 ?4 端口?,支持 HDMI 差分通道的全矩阵 S 参数测量(如 S11、S21、S12、S22)。

差分模式校准?:支持 ?混合模式 S 参数(Mixed-Mode S-Parameters)?,直接分析差分对的插入损耗与串扰。

 

4、差分探头

(1)?带宽??要求?:≥ ?30 GHz?

HDMI 2.1 FRL 信号基频为 ?6 GHz?(12 Gbps 速率),需覆盖 ?5 次谐波(30 GHz)?。

推荐配置?:选择 ?33 GHz 或更高带宽探头?,以匹配示波器带宽(如 33 GHz 示波器)。

 

(2)?输入阻抗?

差分阻抗?:严格 ?100 Ω ±5%?,避免因阻抗失配导致信号反射。

共模抑制比(CMRR)?:≥ ?30 dB @ 30 GHz?,抑制共模噪声对测量的干扰。

(3)?动态范围与灵敏度?

?输入电压范围?:支持 ?±1 V?(覆盖 HDMI 2.1 的 ?600 mV 差分电平?)。

分辨率?:≤ ?1 mV/div?,确保低幅度信号(如噪声、串扰)的捕捉。

 

(4)?负载效应?

电容负载?:≤ ?0.1 pF?,减少探头对被测电路的影响。

直流偏置?:支持 ?±5 V 直流偏置?,适应不同供电场景的测试需求。


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