自1995年推出以來，USB接口技術以其高速、便捷、可擴展等特點，逐漸取代傳統的串口和并口，被廣泛地應用在各類外部設備，受到消費者的青睞。為滿足負責產品設計、檢測和驗證的工程師對于快速檢定USB設備的需求，快速驗證USB設備的合規性，RIGOL提供了完備的測試方案，能夠支持實現USB2.0設備或主機信號質量測試。
本篇小編將以USB設備端測試場景為例，為大家講解演示，如何使用DS70000系列數字示波器與配套測試夾具，進行USB2.0一致性分析測試。
本期內容示范如何使用DS70000系列數字示波器進行USB2.0一致性分析測試
案例背景：USB2.0一致性分析
USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）是一種新型接口技術，用于規范計算機系統與外部設備的連接和通信。每個能夠面向市場的設備，必須驗證其是否符合USB-IF（USB Implementers Forum）協會認證標準。
USB 2.0 取代并合并了定義低速 (LS) 和全速 (FS) 數據傳輸的 USB 1.1 規范，并新增了高速 (HS) 數據傳輸。USB2.0向下兼容USB1.1和USB1.0，它有三種速率模式，如下表所示：
▲USB2.0信號速率標準
測試原理：信號質量測試
USB2.0的電接口測試包含了信號質量、浪涌電流及下跌和衰落測試。本次進行的是信號質量測試。信號質量測試是一整套基礎電氣功能測試，是檢驗設備滿足標準、獲得USB認證標志的關鍵。USB-IF在USB2.0標準中對于每個測試項的內容及合規范圍都有明確的規定，信號質量測試項包括：
·同步域測量（SYNC）
·結束域（EOP）位寬
·信號速率
·邊沿單調性測試
·上升時間/速率
·下降時間/速率
·JK對抖動測試
·KJ對抖動測試
·眼圖測試
產品支持：USB2.0一致性分析測試解決方案
USB2.0信號質量測試用到的主要工具是帶寬在2GHz以上、采樣率為5GSa/s的數字示波器。同時在測試過程中，還需搭配合規的探頭、線纜以及測試夾具。同時，為降低重復性工作量，提高測試效率，配套使用RIGOL USB2.0一致性測試軟件幫助工程師實現測試過程自動化。
RIGOL DS70000系列實時采樣數字示波器，支持最大5GHz帶寬與20GSa/s采樣率，幫助工程師獲得更高的測試精度。
RIGOL提供了足夠性能的探頭附件來完成USB2.0一致性分析測試，包含高速有源差分探頭（PVA7000、PVA8000系列），高速單端有源探頭（RP7000S系列）。
USB2.0測試還需要配合USB-IF協會認可的USB一致性測試夾具，RIGOL提供了測試所需測試夾具，包含兩大類和四種，分別是用于設備測試的夾具（TF-USBD-STP）以及用于主機測試的夾具（TF-USBH-STP），可以支持以有源差分探頭配置或同軸線纜配置的方式，進行設備或主機信號質量測試。
▲USB2.0信號質量測試設備設置
▲USB一致性測試夾具
USB2.0一致性分析測試軟件支持測試結果報告導出，測試報告將包含信號質量分析的各個測試項，各個測試項對應的合規指標范圍以及實測的值，通過對比將測試結果顯示在最后一列，滿足標準將顯示結果為Passes，否則會顯示Failure。
▲DS70000 USB2.0一致性分析測試結果報告
測試步驟：USB2.0一致性分析測試要幾步？
測試準備（有源差分探頭配置方案）
1. 準備一臺支持USB2.0一致性分析的數字示波器：根據USB-IF協會要求，示波器需要有2GHz以上帶寬及5GS/s以上采樣率，本次使用DS70504數字示波器進行演示；
2. 準備一臺帶有USB2.0接口的電腦：需裝有USB協會高速電氣測試工具包軟件（XHCI-HSETT）；
3. 準備USB2.0測試夾具，本次使用RIGOL USB2.0一致性測試夾具（TF-USBD-STP）進行演示；
4. 準備待測高速USB設備，本次使用接口為USB2.0的U盤進行演示；
5. 準備PVA8700高速有源差分探頭；
6. USB-A公頭轉USB-B公頭電纜兩根。
連接夾具
1. 保證夾具Test開關處于關閉狀態，短接夾具短接端；
2. 將一根USB-A公頭轉USB-B公頭電纜線連接電腦的USB2.0接口與測試夾具的輸入端；
3. 將另一根USB-A公頭轉USB-B公頭電纜線連接供電設備與測試夾具的電源端（供電需為5V）；
4. 將待測的高速USB設備插入測試夾具的設備端；
5. 用PVA8700差分探頭連接測試夾具的差分探頭連接端。
▲USB2.0一致性分析測試夾具
主機設置
1. 打開電腦的設備管理器，找到通用串行總線控制器，右擊“USB 可拓展主機控制器”，選擇“更新驅動程序”；
2. 在更新驅動程序對話框中選擇“瀏覽我的電腦以查找驅動程序”，再選擇“讓我從計算機上的可用驅動程序列表中選取”，在彈出列表中選擇“xHCI Compliance Test Host Controller”即可完成驅動程序的切換；
3. 打開“XHCI HSETT”軟件，選擇正確的控制器，選擇設備作為高速測試對象后點擊“Test”開始測試；
4. 在“selec Device”中選擇USB測試夾具連接的通道，在“Device Command”中選擇“TEST_PACKET”。選擇完成后點擊EXECUTE，當Status Window提示Operation Successful時，即表示成功開始傳輸所選信號；
5. 打開夾具的Test開關，此時夾具的兩個信號燈都亮起，信號即開始傳輸，可通過示波器獲取信號進行一致性分析。
進行實測
1. 主機開始向USB高速設備發送數據包后，調節示波器的觸發、時基和垂直檔位以便于觀察波形；
2. 點擊導航菜單中的USB2.0，打開USB2.0一致性分析界面，在待測設備菜單中選擇被測設備為設備，信號類型為高速，并根據實際情況選擇信號端點，“近端”和“遠端”的選擇取決于被測設備和測試端口的距離，本次演示為遠端;
3. 點擊測試項目，在測試項目中可以選擇需要測試的測試項，本次測試默認全部測試；
4. 點擊設置分析切換到配置界面，本次采用差分探頭，所選差分信源為CH1，點擊自動設置，即可按照配置信息中的內容，自動設置示波器；
5. 點擊啟動測量即可開始測量，獲取測試結果；
6. 測量結果可以通過報告導出界面，點擊保存導出到機器內存中或者外部存儲器中。
▲測試結論界面
