【经验】如何使用DSLogic分析USB-PD信号？

时间： 2023-08-10 来源：梦源科技官网

技术问答

一、文档介绍

本文将一步步介绍如何使用DSLogic逻辑分析仪采集和分析USB-PD信号。此次将演示使用快充充电器给一台安卓手机充电。

二、需要测量哪几个信号

逻辑分析仪需要测量CC1信号，两设备协商后VBUS的电压会有所改变。

VBUS电压是USB总线上的电源电压，通常为5V。在USB-PD中，它可以在5V、9V、12V、15V或20V之间变化，以提供不同功率级别的电力传输。CC电压则是用于识别连接的设备类型和支持的功率级别的信号。

USB-PD协议是在Type-C接口的CC信号线上实现的。CC信号线有两根，分别被标记为CC1和CC2，数据线上的CC2为VCONN，用于100W模式下给E-marker IC供电。在USB-PD协议中，一般使用CC1信号线用于传输协商消息，以确定所需的电源和充电速度，通过配置电阻的上下拉，它可以是0V、0.6V或1.2V，根据连接的设备和所需的功率级别而变化。CC1信号线的通信速率限制在270-330Kbps，典型为300Kbps。所以，在使用逻辑分析仪测试USB-PD时，我们只需要测试CC1即可。

如何从TypeC中识别出VBUS和CC1可以参考每种类型接插件对应的数据手册，都会有引脚分布的介绍。

图1 6 Pin TypeC引脚定义

更多TypeC插座类型的引脚定义请查看附件。

如上图所示，VBUS为A9/B9，CC线为CC1/CC2。如果你的硬件方便，可以直接用设备连接TypeC上的这两个引脚。

如果不方便测试TypeC中的引脚，也可测试TypeC线缆，将数据线里的每一根线都剥开，使用万用表测量每一根信号线的电压。

图2将数据线剥开

如果在TypeC接入手机后的前一段时间：

电压从5V上升到某个电压如9V，并保持稳定，那么这根线是VBUS

表现为短路，则这根线是GND

电压时不时在2V以下变化，则这根线为CC1

表现为开路，则为其他信号线

三、信号的实际模样

DSLogic逻辑分析仪分析的是数字信号，在采集分析之前，我们先用示波器观察下信号实际是什么样子的。

这里我们使用璞石示波器来完成捕获模拟波形的演示。

3.1设置示波器

3.1.1时基

我们在开始采集前可以先将时基设置得稍微大一点，这样方便观察是否采集到了信号，比如可以设置为5ms/格，待采集到波形后再减小时基到波形容易被观察范围。

3.1.2垂直分辨率

因为CC1的最高电平是2V，我们将通道0垂直分辨率设置500mV/格；VBUS可能能到20V，我们将通道1垂直分辨率设置2V/格，如果观察到波形不合适，再来调整。

3.1.3触发电平

因为两个设备是先协商再决定供电功率，所以我们将CC1的电平变化作为触发条件，可以设置为0.8V左右。

3.2在璞石示波器上显示

我们使用璞石示波器来完成捕获模拟波形的演示。

图3 使用璞石测试到的信号

示波器0通道接在TypeC数据线的CC1处，接地夹接数据线的地线，设置水平分辨率为5ms/格，垂直分辨率为500mv/格，触发电平设置在800mv左右，单次触发。1通道接在TypeC数据线的VBUS处，接地夹接数据线的地线，设置垂直分辨率为2V，将TypeC充电线接入手机，捕获的波形如下图所示。

图4 捕获波形

图5 展开波形观察

在图4和图5中，紫色波形为CC1，绿色波形为VBUS，可以看到，在CC1通讯前，VBUS为5.200V，CC1保持高电平为1.733V，可知该手机使用的是3.0A的电流标准，CC1通讯完成后，VBUS电压从5.200V上升至了8.733V，从而可以得知该手机使用的是9V的电压标准，由此次测量可知，充电器向该手机提供9V*3A，也就是27W的充电功率。

四、信号的采样与解码

在示波器上可以观察到信号的波形质量，但是示波器不擅长长时间抓取波形，同时进行解码分析。所以当想要分析协议通讯的内容时，使用DSLogic逻辑分析仪是最合适的工具。

接下来将详细介绍如何使用DSLogic Plus采集和解码USB-PD信号。

4.1、信号的连接

在DSLogic Plus中，可以选择任意通道对波形进行采集。我们使用0通道来采集CC1信号。

连接排线至逻辑分析仪的采样端口，图6显示了排线和通道的对应关系。

图6 排线与逻辑分析仪的连接

连接0通道至CC1，黑色信号线为接地信号线，连接地线。连接效果如图。

图7 逻辑分析仪连接被测信号

4.2采样设置

打开DSView，在左上角点击“选项”，按照图8参数设置，其中关于阈值电压，在图5中，我们可以看到通讯波形的电压范围大致在0V–1.2V之间，所以阈值可以设置为0.8V左右，通道选项的所有选项都符合我们的要求，我们选择就选第一个。其他选项保持默认，点击确定。

图8 DSView选项设置

设备选项设置完成后，采样率一般设置为波形最大速率的10倍，这里可以设为2MHz，采样时间这里设置为5.00S，采集模式设置为“单次”。

关键的阈值、采样时间和采样率设置完成后，我们接下来设置触发方式。

从图1可以看到CC1以从高电平状态跌落到低电平状态而开始通讯，所以我们设置触发方式为下降沿触发，点击0通道左侧的下降沿标识，显示为蓝色则为下降沿触发。

图9 触发设置

完成以上接线和设置后，点击DSView上的“开始”，此时逻辑分析仪正在等待触发波形的出现，然后将TypeC接入设备，触发后等待波形采集完成。

4.3解码设置

波形采集完成后会在软件界面显示，此时可以对波形进行解码操作，具体操作是点击菜单栏的“解码”按钮，在协议框中输入“USB”，选择在下方出现的”USB PD“，在弹出的解码设置中进行解码设置。

图10解码设置

右侧带有眼睛图标的选项表示是否要在解码中查看这些内容，默认是要查看，如果不想看到相关内容，将其勾选掉即可。

在”CC1“选项中选择连接CC1信号的通道，我们的通道是0通道，所以选择0。

由于我们不检测CC2电源连接，故此项不填。

“Full text decoding of packets”表示是否需要对数据包进行全文解码。

如果在波形中插入了光标，可以使用光标来限制解码的范围，默认是对所有波形进行解码。

图15 解码器选项

此时解码已经完成，可对波形放大查看细节。

图11 查看解码结果

附件

9 Pin TypeC引脚定义

14 Pin TypeC引脚定义

16 Pin TypeC引脚定义

24 Pin TypeC引脚定义

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由出山转载自梦源科技官网，原文标题为:应用指南—如何使用DSLogic分析USB-PD信号？，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

【经验】利用逻辑分析仪进行I2C总线的全面分析

IIC-BUS（Inter-IntegratedCircuit Bus）最早是由PHilip半导体（现在被NXP收购）于1982年开发。主要是用来方便微控制器与外围器件的数据传输。它是一种半双工，由SDA（数据）和SCL（时钟）组成的两线式串行传输总线。

设计经验发布时间 : 2023-12-04

【经验】最详细的UART通讯协议分析在这里

UART是“Universal Asynchronous Receiver/Transmitter”，通用异步收发器的缩写。在19世纪60年代，为了解决计算机和电传打字机通信，Bell发明了 UART协议，将并行输入信号转换成串行输出信号。因为UART简单实用的特性，其已经成为一种使用非常广泛的通讯协议。我们日常接触到的串口，RS232，RS485等总线，内部使用的基本都是 UART协议。

设计经验发布时间 : 2023-09-15