使用罗德与施瓦茨数字示波器进行 usb pd 一致性测试 -九游官网下载

您的任务

通过 usb pd 一致性测试，确认两个 usb c 类接口之间是否存在适当的功率协调。除了物理层一致性测试之外，针对所有类型的系统拓扑的协议一致性测试也是必不可少的。

背景

usb pd

usb 应用者论坛 (usb-if) 通过 usb pd 规范进一步强化 usb 2.0 以及 usb 3.1。根据此规范，功率输出最高可达 100 w（最高达 20 v 及 5 a）。在使用 usb-if 定义的 usb c 类连接器和电缆（经认证达到 usb 3.1 gen 2 的最高数据率 10 gbps）时，usb pd 的效率最优。新的设计支持反向插入，方便轻松连接。24 针双面 usb c 类连接器包括多个高速数据传输信道以及一个增强型功率输出接口。通过在新引入的配置信道 (cc) 上执行的 usb pd 通信协议，usb 主机、设备及附件协调功率输出能力。此类握手确认供应商与消费者之间的关系，并且验证可能的最大功率分布。下图解释了电力供应商、电力消费者或双重角色设备所支持的不同 usb pd 拓扑。

usb c 类接口经由四对电源引脚 (v_bus) 供电。usb-if 定义了五种不同的 usb pd 分布，以支持行业应用。

功能全面的 usb c 类电缆及适配器使用电子标记 (e-mark)，并且包含一个可通过 cc 接口访问的 id 功能芯片。e-mark 功能测试是 usb pd 一致性测试规范 (cts) 的一部分。

bmc 物理层完整性

cc 通信接口上的 usb pd 协议使用双相符号编码 (bmc)，以交换两个 usb c 类接口之间的功率分布。

为了确保 usb 组件和设备之间的互操作性，同时为了避免因过电压及电流导致的任何损坏，用户必须按照标准规定传输 bmc 信号。因此，应通过一致性模板测试 bmc 物理层信号传递。应使用下页所示的两个不同的模板，单独评估逻辑“1”和“0”的调制信号序列。

针对“1”（左）和“0”（右）的 usb pd bmc 信号方案以及一致性模板

测试与测量九游官网下载的解决方案

usb pd 一致性测试不仅可以确认在 270 kbps 至 330 kbps 频率下 usb c 类接口的 cc 链路上是否存在合适的功率协调，而且可以验证 vbus 引脚上的电源质量。要选择一款示波器作为 usb pd 一致性测试的主要信号采集工具，主要参数是高测量动态范围、快速采集和处理以及针对电流探头的本地 1 mω 输入。

罗德与施瓦茨携手业内九游官网下载的合作伙伴 granite river labs (grl)，推出了一项使用 r&s^®rte 或 r&s^®rto 数字示波器的一致性测试九游官网下载的解决方案。grl 推出的 grl-usb-pd 分析软件可以控制测试设备并执行电气和协议测试。

测试装置

测试装置视被测设备的角色而定。在所有情况下，r&s^®rte 或 r&s^®rto 示波器都会采集 usb pd 波形以便进行一致性分析以及协议验证。如需测量 v_bus 电源上的电压 (v_bus) 及电流 (i_l)，则需要使用无源电压探头以及电流探头。另一个电压探头连接到 cc 通信链路。usb c 类电缆及适配器的测试着重于验证 cc 信号链路上的 e-mark 编码。

grl-usb-pd 一致性测试工具

grl 基于 usb c 类 cts 研发出 grl-usb-pd，这是一款 usb pd 一致性测试软件。该工具使用采集的波形生成眼图以便进行一致性模板测试，并且执行测量以便进行电气参数测试。该工具还可以解码 bmc 信号以便进行协议测试。对于 usb c 类电缆及适配器，grl-usb-pd 工具支持 usb c 类 e-mark 一致性测试。结合 grl usb c 类测试控制器，grl-usb-pd 软件可以提供完善的自动化一致性测试九游官网下载的解决方案。测试结束时，该软件可生成全面的测试报告。

grl-usb-pd 软件适用于以下测试：

• 电气物理层一致性 (bmc-phy)
  • 眼图
  • 时间测量（比如比特率、上升时间）
  • crc 检查
• usb pd 协议一致性和解码 (bmc-prot)
  • cc 链路分组解码
  • 针对 usb c 类电缆及适配器的 vdm 解码
• 电源/接收测试 (bmc-pow)

usb c 类测试控制器

grl 开发了 usb c 类测试控制器硬件 (grl-usb-pd-c1)。该硬件具有内置 usb pd 控制器功能以及用于测试消费类电子设备的电源，并且可以连接到被测设备及其余测试设备。该控制器配置被测设备，以发送合适的 usb pd 响应以便进行一致性测试。

电子负载

针对每个测试的功率分布必须外施不同的负载，以确保 usb pd 供应商的充足电力供应。比如，通过 chroma systems solutions 的电子负载，能够仿真不同的电力场景。

r&s®rte 及 r&s®rto 数字示波器的其他 usb 测试功能

usb 2.0 一致性测试

r&s^®rto 配备 r&s^®rto-k21usb 2.0 一致性测试选件以及 r&s^®rt-zf1 usb 一致性测试夹具，可用于 usb 2.0/1.1/1.0 以及 hsic 接口的一致性测试。基于 r&s^®scopesuite，一致性测试可实现全自动化，并且在调试、测试和合规性认证方面提供充分的灵活性。

usb 2.0 触发和解码

适用于 r&s^®rte/rto 的 r&s^®rte-k60/rto-k60 选件支持 usb 2.0/1.1/1.0 以及 hsic 的协议解码和触发。快速处理、灵活的解码数据显示以及全面的触发事件使得该选件成为调试嵌入式设计（具有 usb 接口）的必要工具。