CN104280639B - 一种高速视频总线连接器的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

一种高速视频总线连接器的测试装置及测试方法，测试装置包括为设置待测连接器的测试母板和子板，并在子板上设置与测试仪器相连的测试端口；测试方法是将去嵌入结构的PCB版图文件调入电磁仿真软件仿真得到去嵌入结构的电磁参数；使用网络分析仪对测试装置进行测试，并将所得的测试结果与仿真所得的去嵌入结构的电磁参数进行去嵌入运算，得到连接器电磁参数；最后对测试装置加电，使用误码仪进行误码测试，得到连接器的误码率。本发明对高速视频总线连接器的测试内容全面，各项电学参数测试充分，测试参数准确，适用范围较为广泛。

Description

一种高速视频总线连接器的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及连接器测试技术，特别是一种高速视频总线连接器的测试装置及测试方法。

背景技术

高速视频总线连接器担负着总线信号的传递功能，实现了系统之间的连接与通信。高速视频总线连接器包含子板连接器和母板连接器两部分，在总线传输系统中，子板连接器安装于子板，母板连接器安装于母板，然后将子板连接器和母板连接器相互插接，形成总线信号从一个系统传输到另一个系统的路径。作为不同系统之间联系的关键器件，高速视频总线连接器是视频处理系统信号质量的关键，主要体现在以下两个方面：

(1)高速视频总线连接器的电学性能，即器件的电磁参数，该参数反映了器件对所传输信号的反射和衰减；

(2)高速视频总线连接器在整个总线传输系统中的传输性能，在高速视频总线电路中连接器的个数通常为多个，总线信号的传输情况与每个连接器传输情况紧密相关，因此除了连接器自身的参数外，还需要从整个总线系统的角度测试总线信号的传输情况，即进行误码测试，从而进一步对连接器的性能进行确认。

但是目前高速视频总线连接器的测试环节，大多是采用传导测试，即硬件的连接方式为：测试仪器端口+测试电缆+待测器件，这种方式在存在以下缺点：

(1)测试时没有将子板连接器和母板连接器作为一个整体考虑，仅仅测试单一的子板连接器或是单一的母板连接器的参数。当子板连接器和母板连接器进行插接后，产生了一部分接触阻抗，而这部分接触阻抗对总线信号影响重要，与连接器的电学性能紧密相关，但传统测试中没有考虑；

(2)不可避免的加入了测试的寄生结构，从而对测试精度产生影响；(3)

仅仅对连接器的参数进行测试，缺少整个总线系统的误码测试，无法体现

出总线上连接器信号传输性能。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种高速视频总线连接器的测试装置及测试方法，实现对总线连接器电磁参数的测试和总线连接器传输性能的误码测试。

本发明的技术解决方法如下：

一种高速视频总线连接器的测试装置，包括：母板和多个子板；母板上有至少两个母板连接器，相邻两个母板连接器之间通过去嵌入结构连接，每个母板连接器对应一个子板；

所述多个子板的结构均相同，包括子板连接器、差分发送芯片、差分接收芯片、至少两个电磁参数测试端口、两个误码测试端口、供电端口和去嵌入结构；电磁参数测试端口通过去嵌入结构与子板连接器连接，其中一个误码测试端口连接差分发送芯片，差分发送芯片再通过去嵌入结构与子板连接器连接，另一个误码测试端口连接差分接收芯片，差分接收芯片再通过去嵌入结构与子板连接器连接，供电端口用于接收外部供电，给差分发送芯片和差分接收芯片供电；子板连接器与母板连接器对插形成测试通路。

所述第一去嵌入结构和第二去嵌入结构长度相同。

一种高速视频总线连接器测试方法，步骤如下：

(1)将第一去嵌入结构和第二去嵌入结构的PCB版图文件调入电磁仿真软件进行仿真计算，分别得到第一去嵌入结构和第二去嵌入结构的电磁参数；

(2)将网络分析仪的两个信号输出端通过电缆分别连接到第一子板上的任意两个电磁参数测试端口上，将插在母板上的第二子板上的两个电磁参数测试端口通过电缆与网络分析仪的两个信号输入端连接；所述第一子板上的两个电磁参数测试端口与第二子板上的两个电磁参数测试端口一一对应；

(3)通过网络分析仪进行电磁参数测试，得到两条通路的电磁参数；

(4)将步骤(3)得到的两条通路的电磁参数与步骤(1)得到的第一去嵌入结构和第二去嵌入结构的电磁参数进行去嵌入运算，得到母板连接器和子板连接器形成的一对对插电连接器的电磁参数；

(5)通过各个子板上的供电端口对插在母板上的子板进行加电；

(6)将误码仪的信号发送端通过电缆与第一子板上的误码测试端口连接，该误码测试端口连接差分发送芯片；

将误码仪的信号接收端通过电缆与第二子板上的误码测试端口连接，该误码测试端口连接差分接收芯片；

(7)通过误码仪进行误码测试，得到从误码仪的发送端口到接收端口之间通路的信号误码率。

所述电磁仿真软件为ADS或者Ansoft Siwave。

所述第一子板和第二子板在母板上的位置相邻或者不相邻。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明在测试装置中采用了消除寄生影响的去嵌入结构，克服了传统提取电磁参数提取时寄生参数的影响，提高了参数测试的准确性；

(2)本发明在测试装置中预留了总线信号的测试端口，便于与测试设备连接，提高了测试效率；

(3)本发明增加了误码测试，得到在不同频率下总线连接器的误码结果，对不同设计条件下的总线连接器的性能有了更全面的了解。

附图说明

图1为本发明测试方法流程图；

图2为高速视频总线连接器子板示意图；

图3为高速视频总线连接器母板示意图；

图4为高速视频总线连接器测试装置示意图。

具体实施方式

本发明在测试装置中采用了去嵌入结构，提高了测试的准确度，同时针对整个总线传输系统进行误码测试，从整个总线系统的性能对总线连接器的性能进行了测试评估。

如图2、3、4所示，本发明提供的高速视频总线连接器的测试装置，包括：母板和多个子板；母板上有至少两个母板连接器6，相邻两个母板连接器6之间通过第一去嵌入结构9连接，每个母板连接器6对应一个子板；

所述多个子板的结构均相同，包括子板连接器1、差分发送芯片2、差分接收芯片3、至少两个电磁参数测试端口4、两个误码测试端口5、供电端口7和第二去嵌入结构10；电磁参数测试端口4通过第二去嵌入结构10与子板连接器1连接，其中一个误码测试端口5连接差分发送芯片2，差分发送芯片2再通过第二去嵌入结构10与子板连接器1连接，另一个误码测试端口5连接差分接收芯片3，差分接收芯片3再通过第二去嵌入结构10与子板连接器1连接，供电端口7用于接收外部供电，给差分发送芯片2和差分接收芯片3供电；子板连接器1与母板连接器6对插形成测试通路。

所述第一去嵌入结构9和第二去嵌入结构10的长度相同。

本发明还提出了一种高速视频总线连接器测试方法，基于上述测试装置实现，其步骤如下，如图1所示：

(1)将第一去嵌入结构9和第二去嵌入结构10的PCB版图文件调入电磁仿真软件进行仿真计算，所述电磁仿真软件为ADS或者Ansoft Siwave等，同时在电磁仿真软件中定义和去嵌入结构生成工艺完全相匹配的金属和介质层参数，对去嵌入结构进行仿真，得到第一去嵌入结构9和第二去嵌入结构10的电磁参数；

(2)将网络分析仪的两个信号输出端通过电缆分别连接到第一子板上的任意两个电磁参数测试端口4上，将插在母板上的第二子板上的两个电磁参数测试端口4通过电缆与网络分析仪的两个信号输入端连接；所述第一子板上的两个电磁参数测试端口4与第二子板上的两个电磁参数测试端口4一一对应；

网络分析仪是一种通过正弦扫频测量获得线性网络的传递函数以及阻抗函数的仪器。网络分析仪本身自带了一个信号发生器，可以对一个频段进行频率扫描，测量时将激励信号加在端口上，通过测量反射回来信号的幅度和相位，就可以判断出阻抗或者反射情况，从而判断传输通道的衰减、损耗、延时等等情况。

(3)通过网络分析仪进行电磁参数测试，得到两条通路的电磁参数；

(4)将步骤3得到的两条通路的电磁参数与步骤1得到的第一去嵌入结构9和第二去嵌入结构10的电磁参数进行去嵌入运算，得到母板连接器6和子板连接器1形成的一对对插电连接器的电磁参数；

(5)通过各个子板上的供电端口7对插在母板上的子板进行加电；

(6)将误码仪的信号发送端通过电缆与第一子板上的误码测试端口5连接，该误码测试端口5连接差分发送芯片2；

将误码仪的信号接收端通过电缆与第二子板上的误码测试端口5连接，该误码测试端口5连接差分接收芯片3；

在本发明中，差分发送芯片2选用了TI公司的DS90LV031芯片，差分接收芯片3选用了TI公司的DS90LV032芯片；

在本发明中，差分发送芯片2和差分接收芯片3芯片均支持200MHz时钟信号和400Mbps数据率，如果需要测试更高频率下的连接器性能，需要更换差分发送芯片2和差分接收芯片3。

(7)通过误码仪进行误码测试，得到从误码仪的发送端口到接收端口之间通路的信号误码率，这个误码率也就相当于对插电连接器的误码率。

在数字通信中，误码率是检验数据传输质量的一个主要指标，误码测试数据往往作为评判传输性能或传输质量优劣的重要依据。误码仪由发端模块和收端模块两部分组成。发端模块产生伪随机码序列数据流，作为通信系统的信源数据流；收端模块接收通信系统输出的比特流，并将其与本地产生的、与发端形式相同的伪随机码比特流进行比较，从而完成误码测试。

在本发明中，所测得的误码率需和测试时误码仪设置的信号的频率对应，如果需要测试不同频率下的误码率，需要反复设置，多次测试。

在本发明中，所述第一子板和第二子板在母板上的位置相邻或者不相邻。可以根据具体的总线传输结构对第一子板和第二子板在母板上的位置进行调整，方便灵活。

本发明克服传统技术的不足，提供一种高速视频总线连接器的测试装置及测试方法，同时实现对总线连接器电磁参数的测试和总线连接器传输性能的误码测试，测试内容全面，连接器的各项电学参数测试充分，测试参数准确，适用各种高速总线连接器。

Claims (5)

1.一种高速视频总线连接器的测试装置，其特征在于包括：母板和多个子板；母板上有至少两个母板连接器(6)，相邻两个母板连接器(6)之间通过第一去嵌入结构(9)连接，每个母板连接器(6)对应一个子板；

所述多个子板的结构均相同，包括子板连接器(1)、差分发送芯片(2)、差分接收芯片(3)、至少两个电磁参数测试端口(4)、两个误码测试端口(5)、供电端口(7)和第二去嵌入结构(10)；电磁参数测试端口(4)通过第二去嵌入结构(10)与子板连接器(1)连接，其中一个误码测试端口(5)连接差分发送芯片(2)，差分发送芯片(2)再通过第二去嵌入结构(10)与子板连接器(1)连接，另一个误码测试端口(5)连接差分接收芯片(3)，差分接收芯片(3)再通过第二去嵌入结构(10)与子板连接器(1)连接，供电端口(7)用于接收外部供电，给差分发送芯片(2)和差分接收芯片(3)供电；子板连接器(1)与母板连接器(6)对插形成测试通路。

2.根据权利要求1所述的一种高速视频总线连接器的测试装置，其特征在于：所述第一去嵌入结构(9)和第二去嵌入结构(10)的长度相同。

3.一种基于权利要求1所述测试装置的高速视频总线连接器测试方法，其特征在于步骤如下：

(1)将第一去嵌入结构(9)和第二去嵌入结构(10)的PCB版图文件调入电磁仿真软件进行仿真计算，分别得到第一去嵌入结构(9)和第二去嵌入结构(10)的电磁参数；

(2)将网络分析仪的两个信号输出端通过电缆分别连接到第一子板上的任意两个电磁参数测试端口(4)上，将插在母板上的第二子板上的两个电磁参数测试端口(4)通过电缆与网络分析仪的两个信号输入端连接；所述第一子板上的两个电磁参数测试端口(4)与第二子板上的两个电磁参数测试端口(4)一一对应；

(3)通过网络分析仪进行电磁参数测试，得到两条通路的电磁参数；

(4)将步骤(3)得到的两条通路的电磁参数与步骤(1)得到的第一去嵌入结构(9)和第二去嵌入结构(10)的电磁参数进行去嵌入运算，得到母板连接器(6)和子板连接器(1)形成的一对对插连接器的电磁参数；

(5)通过各个子板上的供电端口(7)对插在母板上的子板进行加电；

(6)将误码仪的信号发送端通过电缆与第一子板上的误码测试端口(5)连接，该误码测试端口(5)连接差分发送芯片(2)；

将误码仪的信号接收端通过电缆与第二子板上的误码测试端口(5)连接，该误码测试端口(5)连接差分接收芯片(3)；

(7)通过误码仪进行误码测试，得到从误码仪的发送端口到接收端口之间通路的信号误码率，该误码率即为子板连接器(1)与母板连接器(6)对插后的误码率。

4.根据权利要求3所述的一种高速视频总线连接器测试方法，其特征在于：所述电磁仿真软件为ADS或者Ansoft Siwave。

5.根据权利要求3所述的一种高速视频总线连接器测试方法，其特征在于：所述第一子板和第二子板在母板上的位置相邻或者不相邻。