CN105891559A - Hdmi高速信号测试夹具及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种HDMI高速信号测试夹具及测试方法。所述HDMI高速信号测试夹具包括HDMI公头、TMDS高速信号的端接上拉及阻抗控制、低速信号设计，测试源端设备HDMI高速信号时，将测试夹具HDMI公头插入源端设备的HDMI母座，在夹具上裸露的TMDS走线末端采用通用的高带宽点测探头或焊接探头，即可实现HDMI高速信号测试，大大降低了测试成本，且操作简单便捷，给测试带来极大的便利。

Description

HDMI高速信号测试夹具及测试方法

技术领域

本发明涉及信号完整性设计与测试领域，具体涉及一种HDMI高速信号测试夹具及方法。

背景技术

随着HDMI（高清晰度多媒体接口）技术在消费电子和显示领域的广泛应用，HDMI接口的占有率及速率不断提高，对HDMI高速信号设计及测试的需求越来越迫切，特别是在HDMI高速测试方面，目前仅国际三大示波器巨头具备较完善的HDMI高速信号测试解决方案，但都价格不菲，需单独购买HDMI测试专用探头及配件，有的还需另外配套一台稳压源，且连接复杂、不易操作。

发明内容

本发明针对上述现有测试方案存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种HDMI高速信号测试夹具及方法，有助于解决目前测试方案中成本较高、操作复杂的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种HDMI高速信号测试夹具，包括HDMI公头、TMDS高速信号的端接上拉模块、低速信号模块，所述TDMS高速信号的端接上拉模块用于模拟接收设备TMDS高速信号端接上拉到3.3V的功能，所述低速信号模块用于实现被测试源端设备能够稳定地检测到HDMI测试夹具的插入，以及被测试源端设备与HDMI测试夹具的EEPROM通信；所述HDMI高速信号测试夹具还对TMDS高速走线进行阻抗控制。

在本发明一实施例中，所述TMDS高速信号的端接上拉及阻抗控制模块、低速信号模块均设置于一测试夹具PCB上，且该测试夹具PCB与HDMI公头固定连接。

在本发明一实施例中，所述HDMI公头采用标准A型接口夹板式HDMI公头，以夹在所述测试夹具PCB上，并通过焊接固定。

在本发明一实施例中，所述TMDS高速信号的端接上拉及阻抗控制模块包括设置于测试夹具PCB上且依次连接的Micro USB接口、5V转3.3V LDO模块、滤波电路，以实现3.3V电源输出，供TMDS高速信号走线末端进行50Ω端接的上拉使用。

在本发明一实施例中，所述HDMI高速信号测试夹具对TMDS高速走线进行阻抗控制的具体方式为：对测试夹具PCB上裸露的TMDS高速走线进行50Ω阻抗控制及等长设计。

在本发明一实施例中，所述低速信号模块包括焊接于测试夹具PCB上的EEPROM，以实现DDC通过I2C接口与测试夹具PCB进行EEPROM通信，且EEPROM的工作电源、I2C总线以及HPD均从被测试源端设备的HDMI接口的5V取电。

在本发明一实施例中，所述EEPROM通过编程器写有被测试源端设备所支持的格式信息。

本发明还提供了一种基于上述所述的HDMI高速信号测试夹具的HDMI高速信号测试方法，还提供有四把8GHz带宽差分焊接探头、8GHz带宽示波器，具体测试方法如下：

S1：开启8GHz带宽示波器预热半小时，恢复8GHz带宽示波器出厂设置，设置四把8GHz带宽差分焊接探头参数，采用差分焊接探头校准配件，对四把8GHz带宽差分焊接探头进行衰减比和skew的校准；

S2：校准完成后，将四把8GHz带宽差分焊接探头以差分连接方式，分别焊接在HDMI测试夹具PCB上的一对时钟TMDS信号和三对数据TMDS信号裸露走线末端，并连接到示波器；

S3：HDMI高速信号测试夹具通过Micro USB接口从5V/1A适配器取电，插入被测试源端设备的HDMI接口；

S4：根据HDMI接口选择相应的HDMI接口测试规范，并设置被测试源端设备支持的格式、探头数量、TMDS数据信号对数、TMDS信号与示波器通道的对应连接关系；

S5：选择所有差分测试项目，测试时钟TMDS差分信号的抖动、上升及下降时间、占空比，数据TMDS差分信号的眼图、抖动、上升及下降时间、对间偏移；

S6：测完所有差分测试项目，断开四把8GHz带宽差分焊接探头连接及HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口连接，将四把8GHz带宽差分焊接探头以单端连接方式，分别焊接在测试夹具PCB上的一对时钟TMDS信号和一对数据TMDS信号裸露走线末端，每把探头的两根信号分别连接信号的正端或负端、地，焊接完成后插入HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口；

S7：选择所有单端测试项目，测试时钟TMDS单端信号的对内偏移、低电平，其中一对数据TMDS单端信号的对内偏移、低电平；

S8：测完两对TMDS信号的单端测试项目，断开四把8GHz带宽差分焊接探头连接及HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口连接，将四把8GHz带宽差分焊接探头以单端连接方式，分别焊接在测试夹具PCB上的剩余两对数据TMDS信号裸露走线末端，每把探头的两根信号分别连接信号的正端或负端、地，焊接完成后插入HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口；

S9：选择所有单端测试项目，测试剩余两对数据TMDS单端信号的对内偏移、低电平；

S10：测试完成后，保存测试报告。

在本发明一实施例中，所述被测试源端设备的HDMI接口为HDMI1.4接口。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明设计新颖、操作便捷，在已有通用的高带宽点测探头或焊接探头的情况下，可灵活选择探头，更无需另外购买HDMI专用测试探头及配件，就能满足HDMI高速信号测试的要求，极大地降低了测试成本，并提高了测试效率。

附图说明

图1为本发明实施例中的HDMI高速信号测试夹具的设计图。

图2为本发明实施例中的HDMI高速信号测试夹具的操作图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案、目的及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步详细说明。

本发明提供了一种HDMI高速信号测试夹具，包括HDMI公头、TMDS高速信号的端接上拉模块、低速信号模块，所述TDMS高速信号的端接上拉模块用于模拟接收设备TMDS高速信号端接上拉到3.3V的功能，所述低速信号模块用于实现被测试源端设备能够稳定地检测到HDMI测试夹具的插入，以及被测试源端设备与HDMI测试夹具的EEPROM通信；所述HDMI高速信号测试夹具还对TMDS高速走线进行阻抗控制。

所述TMDS高速信号的端接上拉及阻抗控制模块、低速信号模块均设置于一测试夹具PCB上，且该测试夹具PCB与HDMI公头固定连接。所述HDMI公头采用标准A型接口夹板式HDMI公头，以夹在所述测试夹具PCB上，并通过焊接固定。

所述TMDS高速信号的端接上拉及阻抗控制模块包括设置于测试夹具PCB上且依次连接的Micro USB接口、5V转3.3V LDO模块、滤波电路，以实现3.3V电源输出，供TMDS高速信号走线末端进行50Ω端接的上拉使用。所述HDMI高速信号测试夹具对TMDS高速走线进行阻抗控制的具体方式为：对测试夹具PCB上裸露的TMDS高速走线进行50Ω阻抗控制及等长设计。

所述低速信号模块包括焊接于测试夹具PCB上的EEPROM，以实现DDC通过I2C接口与测试夹具PCB进行EEPROM通信，且EEPROM的工作电源、I2C总线以及HPD均从被测试源端设备的HDMI接口的5V取电。所述EEPROM通过编程器写有被测试源端设备所支持的格式信息。

本发明还提供了一种基于上述所述的HDMI高速信号测试夹具的HDMI高速信号测试方法，还提供有四把8GHz带宽差分焊接探头、8GHz带宽示波器，具体测试方法如下：

S1：开启8GHz带宽示波器预热半小时，恢复8GHz带宽示波器出厂设置，设置四把8GHz带宽差分焊接探头参数，采用差分焊接探头校准配件，对四把8GHz带宽差分焊接探头进行衰减比和skew的校准；

S2：校准完成后，将四把8GHz带宽差分焊接探头以差分连接方式，分别焊接在HDMI测试夹具PCB上的一对时钟TMDS信号和三对数据TMDS信号裸露走线末端，并连接到示波器；

S3：HDMI高速信号测试夹具通过Micro USB接口从5V/1A适配器取电，插入被测试源端设备的HDMI接口（HDMI1.4接口）；

S4：根据HDMI接口选择相应的HDMI接口测试规范，并设置被测试源端设备支持的格式、探头数量、TMDS数据信号对数、TMDS信号与示波器通道的对应连接关系；

S5：选择所有差分测试项目，测试时钟TMDS差分信号的抖动、上升及下降时间、占空比，数据TMDS差分信号的眼图、抖动、上升及下降时间、对间偏移；

S6：测完所有差分测试项目，断开四把8GHz带宽差分焊接探头连接及HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口连接，将四把8GHz带宽差分焊接探头以单端连接方式，分别焊接在测试夹具PCB上的一对时钟TMDS信号和一对数据TMDS信号裸露走线末端，每把探头的两根信号分别连接信号的正端或负端、地，焊接完成后插入HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口；

S7：选择所有单端测试项目，测试时钟TMDS单端信号的对内偏移、低电平，其中一对数据TMDS单端信号的对内偏移、低电平；

S8：测完两对TMDS信号的单端测试项目，断开四把8GHz带宽差分焊接探头连接及HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口连接，将四把8GHz带宽差分焊接探头以单端连接方式，分别焊接在测试夹具PCB上的剩余两对数据TMDS信号裸露走线末端，每把探头的两根信号分别连接信号的正端或负端、地，焊接完成后插入HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口；

S9：选择所有单端测试项目，测试剩余两对数据TMDS单端信号的对内偏移、低电平；

S10：测试完成后，保存测试报告。

为让本领域技术人员更理解本发明技术方案，以下具体讲述本发明的具体实施例。

图1是实施例中的HDMI高速信号测试夹具的设计图，该测试夹具包括：HDMI公头、TMDS高速信号的端接上拉及阻抗控制、低速信号设计。

HDMI公头焊接座选用标准A型接口夹板式，夹在板厚为1.6mm的测试夹具PCB（印制电路板），通过焊接固定。

TMDS高速信号的端接上拉及阻抗控制均设计在测试夹具PCB上，为模拟接收设备TMDS高速信号50Ω端接、上拉到3.3V的特点，本实施例中直接在夹具上设计实现，通过Micro USB（微型通用串行总线）接口从移动电源或适配器取电，选择高品质的线缆、移动电源或适配器，如选用iPhone（苹果）品牌的5V/1A适配器，在板上设计5V转3.3V的LDO（低压差线性稳压器），并设计滤波电路，得到高精度且稳定的3.3V电源，能提供足够的电流，供TMDS高速信号走线末端进行50Ω端接的上拉使用。依据信号完整性的设计原则，夹具PCB上裸露的TMDS高速走线严格进行50Ω阻抗控制及等长设计；要求PCB厂家按设计文件及叠层要求制板，并提供阻抗测试报告，确认阻抗符合要求。

低速信号设计方面，先通过编程器对EEPROM（电可擦可编程只读存储器）写入源端设备所支持的格式信息，再将EEPROM焊接到测试夹具PCB上；DDC通过I2C（集成电路间）接口与测试夹具PCB上的EEPROM通信；EEPROM的工作电源及I2C总线的上拉设计，都直接从源端设备HDMI接口的5V取电；HPD也从源端设备HDMI接口的5V取电，并通过上拉电阻设计为高电平，确保源端设备能稳定地检测到模拟接收设备的HDMI测试夹具的插入。

同时，本发明还提供一种HDMI高速信号测试方法，如图2所示，本实施例采用四把差分焊接探头及HDMI自动化测试软件（至少需要两把差分探头，如无HDMI自动化测试软件，可采用手动测试），测试源端设备的HDMI1.4接口，该方法包括如下步骤：

（1）开启8GHz带宽示波器预热半小时，恢复示波器出厂设置，设置探头参数，采用探头校准配件，对四把8GHz带宽的差分探头进行衰减比和skew（偏移）的校准；

（2）校准完成后，将四把差分探头以差分连接方式，分别焊接在HDMI测试夹具PCB上的一对时钟TMDS信号和三对数据TMDS信号裸露走线末端（图2仅标示出夹具PCB正面的两对TMDS信号，背面还有两对TMDS因设计类似未标示出），并连接到示波器；

（3）HDMI高速测试夹具通过Micro USB线缆从iPhone品牌的5V/1A适配器取电，插入被测源端设备的HDMI1.4接口；

（4）打开HDMI自动化测试软件，选择1.4规范，设置被测源端设备支持的格式、探头数量、TMDS数据信号对数、TMDS信号与示波器通道的对应连接关系；

（5）选择所有差分测试项目，测试时钟TMDS差分信号的抖动、上升及下降时间、占空比，数据TMDS差分信号的眼图、抖动、上升及下降时间、对间偏移；

（6）测完所有差分测试项目，断开探头连接及测试夹具的USB线缆，将四把差分探头以单端连接方式，分别焊接在HDMI测试夹具PCB上的一对时钟TMDS信号和一对数据TMDS信号裸露走线末端，每把探头的两根信号分别连接信号的正端或负端、地，焊接完成后插入测试夹具USB线缆；

（7）选择所有单端测试项目，测试时钟TMDS单端信号的对内偏移、低电平，其中一对数据TMDS单端信号的对内偏移、低电平；

（8）测完两对TMDS信号的单端测试项目，断开探头连接及测试夹具的USB线缆，将四把差分探头以单端连接方式，分别焊接在HDMI测试夹具PCB上的剩余两对数据TMDS信号裸露走线末端，每把探头的两根信号分别连接信号的正端或负端、地，焊接完成后插入测试夹具USB线缆；

（9）选择所有单端测试项目，测试剩余两对数据TMDS单端信号的对内偏移、低电平；

（10）测试完成后，保存测试报告。

本实施例中测试HDMI1.4接口未考虑夹具对被测设备测试结果的影响，因为测试夹具的影响非常小，可以忽略；实际也对比了实施例中的测试结果与示波器巨头的HDMI测试方案的测试结果，发现测试结果基本一致，偏差很小，符合测试要求。当然，本发明也设计了夹具去嵌参数，对于更高速的HDMI测试，可以对夹具进行去嵌处理，同样可以得到准确的测试结果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种HDMI高速信号测试夹具，其特征在于：包括HDMI公头、TMDS高速信号的端接上拉模块、低速信号模块，所述TDMS高速信号的端接上拉模块用于模拟接收设备TMDS高速信号端接上拉到3.3V的功能，所述低速信号模块用于实现被测试源端设备能够稳定地检测到HDMI测试夹具的插入，以及被测试源端设备与HDMI测试夹具的EEPROM通信；所述HDMI高速信号测试夹具还对TMDS高速走线进行阻抗控制。

2.根据权利要求1所述的HDMI高速信号测试夹具，其特征在于：所述TMDS高速信号的端接上拉及阻抗控制模块、低速信号模块均设置于一测试夹具PCB上，且该测试夹具PCB与HDMI公头固定连接。

3.根据权利要求2所述的HDMI高速信号测试夹具，其特征在于：所述HDMI公头采用标准A型接口夹板式HDMI公头，以夹在所述测试夹具PCB上，并通过焊接固定。

4.根据权利要求2所述的HDMI高速信号测试夹具，其特征在于：所述TMDS高速信号的端接上拉及阻抗控制模块包括设置于测试夹具PCB上且依次连接的Micro USB接口、5V转3.3V LDO模块、滤波电路，以实现3.3V电源输出，供TMDS高速信号走线末端进行50Ω端接的上拉使用。

5.根据权利要求4所述的HDMI高速信号测试夹具，其特征在于：所述HDMI高速信号测试夹具对TMDS高速走线进行阻抗控制的具体方式为：对测试夹具PCB上裸露的TMDS高速走线进行50Ω阻抗控制及等长设计。

6.根据权利要求1所述的HDMI高速信号测试夹具，其特征在于：所述低速信号模块包括焊接于测试夹具PCB上的EEPROM，以实现DDC通过I2C接口与测试夹具PCB进行EEPROM通信，且EEPROM的工作电源、I2C总线以及HPD均从被测试源端设备的HDMI接口的5V取电。

7.根据权利要求6所述的HDMI高速信号测试夹具，其特征在于：所述EEPROM通过编程器写有被测试源端设备所支持的格式信息。

8.一种基于权利要求4所述的HDMI高速信号测试夹具的HDMI高速信号测试方法，其特征在于：还提供有四把8GHz带宽差分焊接探头、8GHz带宽示波器，具体测试方法如下：

S1：开启8GHz带宽示波器预热半小时，恢复8GHz带宽示波器出厂设置，设置四把8GHz带宽差分焊接探头参数，采用差分焊接探头校准配件，对四把8GHz带宽差分焊接探头进行衰减比和skew的校准；

S2：校准完成后，将四把8GHz带宽差分焊接探头以差分连接方式，分别焊接在HDMI测试夹具PCB上的一对时钟TMDS信号和三对数据TMDS信号裸露走线末端，并连接到示波器；

S3：HDMI高速信号测试夹具通过Micro USB接口从5V/1A适配器取电，插入被测试源端设备的HDMI接口；

S4：根据HDMI接口选择相应的HDMI接口测试规范，并设置被测试源端设备支持的格式、探头数量、TMDS数据信号对数、TMDS信号与示波器通道的对应连接关系；

S5：选择所有差分测试项目，测试时钟TMDS差分信号的抖动、上升及下降时间、占空比，数据TMDS差分信号的眼图、抖动、上升及下降时间、对间偏移；

S6：测完所有差分测试项目，断开四把8GHz带宽差分焊接探头连接及HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口连接，将四把8GHz带宽差分焊接探头以单端连接方式，分别焊接在测试夹具PCB上的一对时钟TMDS信号和一对数据TMDS信号裸露走线末端，每把探头的两根信号分别连接信号的正端或负端、地，焊接完成后插入HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口；

S7：选择所有单端测试项目，测试时钟TMDS单端信号的对内偏移、低电平，其中一对数据TMDS单端信号的对内偏移、低电平；

S8：测完两对TMDS信号的单端测试项目，断开四把8GHz带宽差分焊接探头连接及HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口连接，将四把8GHz带宽差分焊接探头以单端连接方式，分别焊接在测试夹具PCB上的剩余两对数据TMDS信号裸露走线末端，每把探头的两根信号分别连接信号的正端或负端、地，焊接完成后插入HDMI高速信号测试夹具的Micro USB接口；

S9：选择所有单端测试项目，测试剩余两对数据TMDS单端信号的对内偏移、低电平；

S10：测试完成后，保存测试报告。

9.根据权利要求8所述的HDMI高速信号测试方法，其特征在于：所述被测试源端设备的HDMI接口为HDMI1.4接口。