USB 3.2 Gen1（5Gbps）和Gen2（10Gbps）信号完整性测试常见问题及解决方案

时间： 2024-07-12 来源：启威测实验室公众号

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USB 3.2 Gen1（5Gbps）信号完整性测试,Gen2（10Gbps）信号完整性测试,启威测

图1 USB 3.2测试环境(RX)

在进行USB 3.2 Gen1（5Gbps）和Gen2（10Gbps）信号完整性测试时，可能会遇到一些常见的问题。以下是常见问题及其解决方案的详细说明：

常见问题及解决方案

1、信号噪声

问题描述：高速信号中存在过多的噪声，可能导致信号失真和误码率增加。

解决方案：

屏蔽处理：在PCB设计中增加屏蔽层，减少外部电磁干扰（EMI）。

优化接地：确保良好的接地设计，以减少地回路中的噪声。

信号布线：保持信号走线的短路径和相对直线，避免过多的拐弯和交叉。

2、信号反射

问题描述：信号在传输路径中遇到阻抗不匹配，导致信号反射，影响信号质量。

解决方案：

阻抗匹配：确保传输线的阻抗与接收端和发送端的阻抗匹配。

终端匹配：在信号线末端使用终端电阻进行匹配，减少反射。

板材选择：使用低损耗的PCB材料，减少信号衰减和反射。

3、眼图闭合

问题描述：眼图测试中，眼图由于信号质量差而闭合，难以辨析开窗度。

解决方案：

改善信号源：使用高质量的信号源和驱动器，减少信号自身的抖动和噪声。

均衡器优化：在接收端优化均衡器设置，补偿信号的高频衰减。

使用重复定时信号：确保发送端的定时信号稳定，减少抖动。

4、抖动问题

问题描述：信号链路中的抖动过大，包括随机抖动（RJ）和确定性抖动（DJ）。

解决方案：

减少供应噪声：检查并减少源噪声和干扰，确保电源的稳定性。

优化接收端：在接收端实现更好的时钟数据恢复（CDR），以补偿抖动。

抑制交叉干扰：在信号密集区域，使用更好的隔离技术，减少交叉干扰。

5、误码率高

问题描述：在传输过程中，误码率（BER）高于标准要求。

解决方案：

优化信号路径：检查并优化信号路径，减少阻抗不匹配和信号衰减。

提高信号质量：使用更高质量的电缆和连接器，减少连接点的损耗和反射。

系统加固：导入误码检测与纠错机制（如FEC），提升系统抗误码能力。

6、频谱干扰

问题描述：信号频谱中存在干扰项，影响系统的性能。

解决方案：

频谱分析：使用频谱分析仪检测和识别干扰源。

滤波处理：在电路设计中增加滤波器，过滤掉不必要的高频成分。

改进走线：优化PCB走线，避免高频信号线与其他电源线或信号线交叉。

总结

USB 3.2 Gen1和Gen2的信号完整性测试中，常见问题主要集中在信号噪声、反射、抖动及误码率等方面。通过合理的设计和优化措施，可以有效解决这些问题，确保高速信号链路的稳定性和可靠性。

在实际测试中，应该结合使用高质量的测试设备和先进的分析手段，不断优化信号传输路径，确保最终产品的性能符合预期。

图2 USB 3.2测试环境(TX)

启威测实验室提供USB 3.2 Gen1（5Gbps）和Gen2（10Gbps）信号完整性测试方案：

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