【经验】解析HDMI Sink一致性测试及眼图测试案例

HDMI测试主要有Source端测试、Sink端测试、单项眼图信号质量测试。Source端测试已介绍、接下来淼森波实验室分享HDMI的Sink端一致测试、Sink端眼图文测试。

HDMI Sink物理层一致性测试

接收器(sink)测试

●接收器Sink

-抖动容限(8-7)

jitter tolerance

-接收灵敏度(8-5)

Min/Max differential swing tolerance

-信号对内时间偏移容限(8-6)

Intra-Pair skew tolerance

01.抖动容限测试

接收端(Sink)抖动容限测试

●接收端(Sink)抖动容限测试

-标准的抖动注入方法，适用于通常的HDMI客户，将时钟抖动成分和数据抖动成分同时注入时钟信号上。

-可选的抖动注入方法，适用于对测试精度要求非常高的客户，将时钟抖动成分和数据抖动成分分别注入时钟和数据信号上。

●Tektronix提供的方案：泰克的HDMl一致性测试方案支持标准的抖动注入方式和可选的抖动注入方式。

标准抖动注入方法：使用AFG3102

●DTGM32-允许注入两种抖动成分，速率可达350MHz

图 1

直接合成的方法实现抖动容限的测试

图 2

接收端(Sink)抖动容限测试步骤一

●进行下列Sik所支持的像素时钟速率的测试：

27MHz，74.25MH2，148.5MHz，222.75MHz，297MHz。如果设备的分辨率高于上述的分辨率，则需要针对最高分辨率进行测试

●配置Sink被测设备为需要测试的分辨率：

●用下列方法配置TMDS信号源：

-按照测试的时钟速率输出需要Sink设备所支持的任意视颜格式.

·可选方法一

-设置TMDS signal的共模电压为3.0V

-设置TMDS单端信号的逻辑摆幅为0.6Vp-p

可选方法二

-设置TMDS signal的共模电压为3.1V

-设置TMDS单端信号的逻辑摆幅为0.4Vp-p

●标准的抖动注入方法

-Required:D_JITTER=500kHz (on TMDS_CLOCK).C_JITTER=10MHz

-Required:D_JITTER=1MHz (on TMDS_CLOCK).C_JITTER=7MHz

●可选的抖动注入方法

-Optional:D_JITTER=500kHz (on TMDS_DATA),C_JITTER=10MHz

-Optional:D_JITTER=1MHz (on TMDS_DATA),C_JITTER=7MHz

接收端(Sink)抖动容限测试步骤二

●获得TP1的眼图

·可选方法一

-按照340 MHz TMDS时钟频率的要求在TMDS的信号上加上相应的TTC,获得TP1的眼图。

·可选方法二

-按照每一种测试时钟频率的要求在TMDS的信号上加上相应的TTC,获得TP1的眼图。

在TP1上注入025*TBIT的时钟抖动成分和0.3*TBIT的数据抖动成分（可以使用两种抖动注入的方式）

通过Cable Emulator将TMDS信号输入被测的Sink设备。

逐步调节TMDS_CLOCK与TMDS_DATA之间的skew值：以0.1TBIT的步进进行扫描：例如0.0TBIT,0.1TBIT..1.0TBIT.如果Sink设备在任意一个测试点出现fails'则测试结果Fail

图 3

02.接收灵敏度

图 4

接收机灵敏度测试流程8-5

●第1步：为DTG配置RGB灰色锯齿码型

●第2步：如果TMDS Clock Rate>165hz，把DTG共模电压设为2.9V，如果TMDS Clock Rate<165hz，把DTG共模电压设为3V。

●第3步：把差分电压摆幅设为170mV

●第4步：检查DUT,如果工作正常，则转入下一步：如果设备测试不合格

●第5步：以每步20mV降低差分电压摆幅Vswing

●第6步：检查设备什么时候测试不合格

●第7步：把信号连接到示波器上

●第8步：测量差分电压摆幅Vswing

●第9步：如果差分摆幅大于150mV，设备测试不合格。如果差分摆幅小于150mV,设备测试合格

●第10步：将共模电压设置为3.3V,重复以上测试。

●第11步：将共模电压设置为3.3V,逻辑摆幅设置为1.2V，观察Sink设备是否支特此电平信号。

图 5

03.信号对内时间偏移容限

图 6

信号对内时间偏移容限(8-6)

●配置TMDS信号源输出Sink所支持的最高时钟速率的信号，

-设置所有的TMDS信号的共模电压为3.05V逻辑摆幅为500mV

-连接TPA-P到HDMI Sink DUT.

-针对每一对TMDS clock和data均进行下面的测试：

·配置TMDS信号源使其可以对TMDS+和-信号调节Skew

·以小于等于0.1*TBIT步进(Differential Timing Offset)逐步增大直到Sink DUT出现输出错误或着到达0.6*TBIT或1nsec.

·如果出现输出错误：

-以一个步进减少skew，直到Sink DUT不出现输出错误.

-如果TMDS clock frequency<=222.75MHz：intra-pair skew 0.4*TBIT,then FAlL.

-如果(TMDS clock frequency>222.75MHz：intra-pair skew 112psecs +0.15TBIT,then FAIL.

·在相反的方向增加skw再进行一遍测试。

·在所有的TMDS信号上进行测试

·由干DTGM30模块不能在差分输出之间调节skew，所以必须将敲测的差分对分别连接到两组差分输出的DATA+信号上，这也是为什么要使用3个DTGM30模块的原因。

03.差分阻抗测试

图 7

TMDS差分阻抗测试步骤

·第1步：按照图示连接Fixture和DUT

·第2步：通过Filter的设置使TDR的Rise time为200ps.

第3步：进行Skew的校准

当DUT power on时：

-如果(ZDIFF_LOW ＜750Ω) OR (ZDIFF_HI＞1250Ω)then FAIL

-如果(ZDIFF_LOW<85Ω) OR (ZDIFF_Hl>115Ω)则当偏离区间大于250ps,then Fail.

·当DUT power off时：

-如果(ZDIFF_LOW<750OΩ) OR (ZDIFF_HI>1250Ω)then FAIL

-如果(ZDIFF_LOW<850Ω) OR (ZDIFF_HI>115Ω)则当偏离区间大于250ps,then Fail.

·注意ATC只进行Power off情况下测试。

TMDS差分阻抗测试结果图示

图 8

HDMI Sink 眼图测试

HDMI Sink 端眼图测试环境

●DP073304DX 高端示波器

●P7516 16G 差分探头

●眼图及抖动分析软件

●CTLE软件

测试实物图

●CLK眼图：

图 9

●D0眼图：

图 10

●D1眼图：

图 11

●D2眼图：

图 12

淼森波HDMI 测试夹具：

图 13

在进行HDMI sink端测试时，有几个注意事项：

1. 确保连接正确：将HDMI输出源设备（如电脑、DVD播放器、游戏机等）的HDMI输出接口与HDMI sink端连接起来。确保连接稳定，并且插头没有异常。

2. 分辨率设置：在进行测试之前，确保HDMI sink端的分辨率设置与源设备的输出分辨率匹配。这可以通过源设备的设置菜单或HDMI sink端的设置菜单进行调整。

3. 输入源选择：如果HDMI sink端有多个HDMI输入接口，确保正确选择与源设备连接的输入接口。有些HDMI sink端可能会自动切换输入源，但其他可能需要手动选择。

4. 输出信号检测：在进行测试之前，检查HDMI sink端是否能够正确地检测到输入信号。通常会有一个指示灯或显示屏来指示输入信号的状态。

5. 高质量的HDMI线缆：选择质量可靠的HDMI线缆，确保信号传输的稳定性和可靠性。低质量的线缆可能导致信号丢失或图像质量下降。

6. 多功能测试：在测试HDMI sink端时，可以进行多个方面的测试，例如音频输出测试、色彩准确性测试、图像质量测试等。这样可以全面评估HDMI sink端的性能和功能。

以上是进行HDMI sink端测试时需要注意的一些事项。如果遇到问题或需要进一步帮助，可以提供更具体的情况，测试先生将尽力提供相关支持。