HDMI视频信号质量信号完整性测试方法与规范.docx
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HDMI视频信号质量信号完整性测试方法与规范.docx
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HDMI视频信号质量信号完整性测试方法与规范
HDMI视频信号完整性测试指导书
功能:
信号完整性
阶段:
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※※修订履历※※
REV.
修订内容
发行日期
备注
11 范围
本标准规定了HDMI视频信号的测量条件、测量项目和测量方法。
本标准适用于标准HDMI视频信号设备发送端和设备接收端的信号测试,即Source和Sink测试。
12 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
High-DefinitionMultimediaInterfaceSpecificationVersion1.3(June22,2006)
13 术语和定义
HDMI:
高清多媒体接口
SINK:
设备接收端
14 测试信号
14.1 256灰阶测试信号
14.2 信号源格式及参数
针对所有分辩率的HDMI接收器(SINK)测试。
15 测试仪器
15.1 TMDSSignalGenerator(TektronixDTG5274)
用于产生测试所需的TDMS信号.
15.2 JitterSource(TektronixAWG7102)
用于产生Jitter信号.
15.3 DigitalLCRMeter(HIOKI3522-50)
配件:
LCRMeterProbe(HIOKI9143)
LCRDC-BiasUnit(HIOKI9268-01)
15.4 10kΩresistor
用于测试HPD电流。
15.5 TDR/TDTOscilloscope(TektronixTDS8200B)
用于测试差分阻抗。
15.6 50ΩSMATerminators
15.7 SMACables(1M)
配件:
Bias-Tees
CableEmulator
15.8 DigitalMulti-Meter
用于测量电压/电流.
15.9 DCPowerSupply
用于提供治具上的各种电源.
15.10 HDMI测试治具
TPA-P-DI:
用于测试电容/电压等.TPA-P-TDR:
用于测试差分信号或接入信号.
16 测量条件和测量状态
16.1 测量条件
温度:
15℃~35℃;
相对湿度:
25%~75%;
大气压力:
86kPa~106kPa。
16.2 仲裁条件
温度:
18℃~22℃;
相对湿度:
60%~70%;
大气压力:
86kPa~106kPa
16.3 预热
为保证测量的稳定性,被测设备及测量设备应在额定测量条件下工作30min以上。
16.4 测试连接简易图示:
16.5 测试参数图示
16.6 测试项目:
信号
测试项
测试点
预期结果
备注
Sink
接收端
+5VPowerPinVoltage
TP2
4.7V≤TP2voltage≤5.3V
+5VPowerPinCurrent
10mA≤TP2current≤50mA
HPD高电平
2.4V≤Vh≤5.3V
HPD低电平
0V≤Vl≤0.4V
Vidiff(差分输入电压幅度)
150mV≤Vidiff≤1200mV
Vicm(输入共模电压幅度)
Vicm1
ifSinksupportsonly<=165MHz:
(AVcc–300mVolts)≤Vicm1≤(AVcc–37.5mVolts)
IfSinksupports>165MHz:
(AVcc–400mVolts)≤Vicm1≤(AVcc–37.5mVolts)
Vicm2
AVcc±10mVolts
AllSinksarerequiredtosupportbothVicmranges(Vicm1andVicm2).
输入差分电平
AVcc±10mVolts
输入差分电压范围(峰峰值)
150mV≤Vin≤1560mV
差分对内最大偏移
ForTMDSClockrates225MHzandbelow:
0.4Tbit
ForTMDSClockratesabove225MHz:
0.15Tbit+111psecs
差分对间最大偏移
0.2Tcharacter+1.78nsecs
眼图高电平幅度
75mV≤Vhigh≤780mV
眼图低电平幅度
-75mV≤Vlow≤-780mV
眼图最小眼高
150mV
眼图最小眼宽
0.50Tbit
HDMI接收时钟(信号幅度、频率、占空比、以及过冲测试)
参考芯片规格书
TDMS差分时钟抖动最大值
0.30Tbit
InteroperabilityWithDVI
图像正常显示为Pass,否则Fail
TDRRiseTime(10%-90%)
≤200ps
目前公司仪器无法测量
Throughconnectionimpedance
100ohms±15%
TMDS_Min/MaxDifferentialSwingTolerance
如果接收机在没有错误的情况下可接收的最小差分电平小于150mV,那么测试通过.在最小差分电压达到70mV时停止测试.
TMDS_JitterTolerance
标准规定这一极限至少为0.3*TBIT
DDC/CECLineCapacitanceandVoltage
SDA:
<50pf;SCL:
<50pf;
HPDOutputResistance
800Ω Source发送端 +5VPowerPinVoltage TP1 4.8V≤TP1voltage≤5.3V +5VPowerPinCurrent 55mA≤TP1current≤0.5A HPD高电平 2.0V≤Vh≤5.3V HPD低电平 0V≤Vl≤0.8V Voff(单端关断输出电压) AVCC±10mV Vswing单端输出摆幅电压 400mV≤Vswing≤600mV Vh(单端高电平输出幅值) ifattachedSinksupportsonly<=165MHz: AVcc±10mVolts ifattachedSinksupports>165MHz: (AVcc–200mVolts)≤VH≤(AVcc+10mVolts) Vl(单端低电平输出幅值) ifattachedSinksupportsonly<=165MHz: (AVcc–600mVolts)≤VL≤(AVcc–400mVolts) ifattachedSinksupports>165MHz: (AVcc–700mVolts)≤VL≤(AVcc–400mVolts) Tr(上升时间,20%-80%) 75ps≤Tr≤0.4Tbit Tf(下降时间,20%-80%) 75ps≤Tf≤0.4Tbit Undershoot最大下冲 25%offulldifferentialamplitude(Vswing*2) 差分对内最大偏移 0.15Tbit 差分对间最大偏移 0.20Tcharacter 时钟占空比 最小值、平均值、最大值 40%/50%/60% TDMS差分时钟抖动最大值 0.25Tbit 眼图高电平幅度 200mV≤Vhigh≤780mV 眼图低电平幅度 -200mV≤Vlow≤-780mV 眼图最小眼高 400mV 眼图最小眼宽 0.70Tbit 以上为基本测试项目,测试时先参考芯片规格! Tcharacter: TMDScharactertime,用一个时钟周期来表示,一个时钟周期传输10个比特位。 Tbit: 比特位时间,也称为一个UI,TMDScharactertime的1/10表示一个比特位的时间。 UI: UnitInterval(单位时间、单位间隔) 17 测量项目和方法 17.1 TMDS–Electrical(接收端) TMDS_TerminationVoltage 概述 本条是测量接收器各个差分对输出信号幅度,以有效值(VRSM)表示; 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)按图1连接系统后,给DUT通电,采用DC电源为测试治具供电(P_5V); b)使用数字多功能表测试DUTDATA0+与D_SHLD之间的电压,并记录数据; c)采用同样方法对其它DATA与CLK进行测试,并记录数据; 注: 以上测试项可以直接在HMDI连接器上测试,但供电须与上一致. 设备连接图示1: TMDS_Min/MaxDifferentialSwingTolerance 概述 本条是测量接收器是否正确进行互操作能力,即使用输入差分电平处于最低水平时,以峰峰值(VP-P)表示; 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)按图2连接系统后,给DUT通电,采用DC电源为测试治具供电(P_5V); b)使用能够改变幅度的TDMS信号发生器,将生成任何接收器都支持的27MHz视频格式,在每个视频周期重复从0到255的RGB灰色锯齿信号; c)测试开始时将所有信号对上的差分电压从170mV开始测试,以20mV的进步降低差分摆幅,直到接收器出现错误. d)如果接收机在没有错误的情况下可接收的最小差分电平小于150mV,那么测试通过.在最小差分电压达到70mV时停止测试. 注: 测试须在两个不同的VICM(共模电压)设置上执行,分别是3.0V和3.3V. 设备连接图示2: TMDS_JitterTolerance 概述 本条是测量接收器对信号中规定的抖动水平容许程度,以TBIT表示. 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)按图3连接系统,给DUT通电,采用DC电源为测试治具供电(P_5V); b)采用JitterSource产生抖动源,以步进的方式把指定的抖动数量(从低抖动到高抖动)注入到传送的TMDS信号中,直到接收器设备不能恢复信号。 然后把接收器能够容忍的抖动量与极限值进行对比,标准规定这一极限至少为0.3*TBIT。 c)执行抖动容限测试的主要步骤如下: 1,确定最坏的情况时钟-数据偏移: 调节信号发生器使数据偏移变化,直到最坏点。 2,测量抖动余量: 通过注入数量的抖动,执行多项测量。 将在两组测试搭配执行三种测量: a,500KHz的数据抖动频率,10MHz的时钟抖动频率b,1MHz的数据抖动频率,7MHz的时钟抖动频率。 这三种测量是: 1)数据抖动幅度,(Djw) 2)最坏情况的数据抖动幅度,D_JITTER 3)最坏情况的时钟抖动幅度,C_JITTER 注: 以上测试需要分别在各通道中分别加入抖动量。 设备连接图示3: TMDS_DifferentialImpedance 概述 本条是测量接收器差分传输线对的阻抗匹配,以欧姆表示。 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)按图4连接系统,此时DUT应为关闭状态,未测试的差分对以50欧姆匹配负载端接; b)首先采用TDR取样示波器测量距DUT芯到输入连接器的距离,从TDR阻抗曲线开始到曲线急剧上升到>200欧姆的地方,表示与连接器的距离; c)然后从输入连接器确定每对差分传输线的差分阻抗值ZDIFF,在阻抗曲线稳定下来的时候读取测量值。 ZDIFF阻抗值在85~115欧姆之间,通过测试。 设备连接图示4: DDC/CECLineCapacitanceandVoltage 概述 本条是测量接收器DDC传输线上的电容量与电压,以百分数(%)表示。 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)按图5连接系统,采用DC电源为LCR提供反偏电压; b)分别在DUT上电、断电时,测量DDC传输线上的电容量; 注: 1,此项测试过程中,DUT与LCR不要共地线; 2,LCR偏置电压要设置为反向偏置; 3,LCR探棒须反接(i.e.GNDlineisconnectedtoHportoftheprobe,andSignallinetoLport.)。 LCRmeter设置: DCBiasvoltage=2.5V ACvoltage=3.5Vpeak-to-peak Frequency=100kHz DDC传输线的电压测试: a)按图5连接系统,给DUT通电,采用DC电源为测试治具供电(P_5V); b)在SCL/SDA信号未被拉低时,用示波器分别测量SCL/SDA上的电压值。 注: CEC的测试方式同上。 设备连接图示5: HPDOutputVoltage 概述 本条是测量接收器HPD信号的电压值,以伏特(V)表示。 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)按图6连接系统,给DUT通电,采用DC电源为测试治具供电(P_5V),分以下三种状态测试; 1,将DC电源电压调节为5V,DUT开机并工作后,用万用表测量HPD端的电压值,电压应为2.4Vto5.3V; 2,将DC电源电压调节为0V,DUT开机并工作后,用万用表测量HPD端的电压值,电压应为0.0Vto0.4V; 3,将DC电源电压调节为0V,DUT开机并设置为standby状态,用万用表测量HPD端的电压值,电压应为0.0Vto0.4V; 设备连接图示6: HPDOutputResistance 概述 本条是测量接收器HPD信号的输出阻抗,以欧姆表示。 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)按图7连接系统,给DUT通电,采用DC电源为测试治具供电(P_5V); b)设置DC电源电压为5V,测试HPD端电压,并记为VA; c)在HPD(HOT_PLUG)与DDC/CECGround(P_GND)之间并联一个10K电阻,并测试HPD端电压,并记为VB; d)计算HPD端输出电阻: ZHPD=(VA/VB–1)*10,000; e)HPD端输出电阻应为: 800Ω 设备连接图示7: +5VPowerMaxCurrent 概述 本条是测量接收器+5V电源端的最大输出电流,以mA表示。 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)按图8连接系统,给DUT通电,采用DC电源为测试治具供电(P_5V); b)分别在DUTPowerON/DUTPowerOFF/DUTdisconnectedfromACsource三种状态进行以下测试; 1,将DC电源电压分别设为4.9V/5.1V,从DC电源中读出当前电流值,并记录为Isink; 2,如果在DUTPowerON状态下,Isink≥10mA为FAIL; 3,如果在DUTPowerOFF/DUTdisconnectedfromACsource状态下,Isink≥50mA为FAIL; 设备连接图示8: 另注: CECLineConnectivity/CECLineDegradation在公司产品未使用CEC功能,暂不介绍。 InteroperabilityWithDVI 概述 本条是测试接收器与DVI接口的兼容性。 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)将DVI信号源设备设成DUT设备支持的分辩率,采用DVI转HDMI连接线连接到DUT测试; b)图像正常显示为Pass,否则Fail; HDMI接收数据眼图 概述 本条是测量接收器接收数据的眼图,主要由信号幅度,对称性,以及过冲测试。 测量方法 测量方法按以下几步进行: a)按图9连接系统,将HDMI信号输入到接收设备,在源端播放256灰阶测试信号; b)分别在各个数据差分对上用高速示波器在TP2端采集差分数据(采集3000UI以上),并生成分析眼图; 设备连接图示9: 差分信号眼图满足以下模板要求: HDMI接收时钟 概述 本条是测量接收器接收时钟参数,主要由信号幅度、频率、占空比、以及过冲等测试。 测量方法 测量方法按以下几步进行: c)按图9连接系统,将HDMI信号输入到接收设备,在源端播放256灰阶测试信号; d)在时钟差分对上用高速示波器在TP2端采集数据,并分析波形; 时钟信号图示,主要测试项如图片中所示: 17.2 TMDS–Electrical(发送端) 使用治具TPA-P-TDR,测试方法参照《DVI信号完整性测试指导书》中的发送端测试方法。 注意: ①在测试过程中使用尽量短的转接线和地线,并且示波器探头接地点要尽量地靠近被测点;示波器光标标示到位,做好示波器各通道信号的标识。 ②保存测量数据与图片,填入相应测试用例表格中,判断结果是否正确。 ③关闭系统,收拾整理实验室。
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- HDMI 视频信号 质量 信号 完整性 测试 方法 规范