一種高速視頻總線連接器的測試裝置及測試方法
【專利摘要】一種高速視頻總線連接器的測試裝置及測試方法，測試裝置包括為設(shè)置待測連接器的測試母板和子板，并在子板上設(shè)置與測試儀器相連的測試端口；測試方法是將去嵌入結(jié)構(gòu)的PCB版圖文件調(diào)入電磁仿真軟件仿真得到去嵌入結(jié)構(gòu)的電磁參數(shù)；使用網(wǎng)絡(luò)分析儀對測試裝置進(jìn)行測試，并將所得的測試結(jié)果與仿真所得的去嵌入結(jié)構(gòu)的電磁參數(shù)進(jìn)行去嵌入運算，得到連接器電磁參數(shù)；最后對測試裝置加電，使用誤碼儀進(jìn)行誤碼測試，得到連接器的誤碼率。本發(fā)明對高速視頻總線連接器的測試內(nèi)容全面，各項電學(xué)參數(shù)測試充分，測試參數(shù)準(zhǔn)確，適用范圍較為廣泛。
【專利說明】一種高速視頻總線連接器的測試裝置及測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連接器測試技術(shù)，特別是一種高速視頻總線連接器的測試裝置及測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]高速視頻總線連接器擔(dān)負(fù)著總線信號的傳遞功能，實現(xiàn)了系統(tǒng)之間的連接與通信。高速視頻總線連接器包含子板連接器和母板連接器兩部分，在總線傳輸系統(tǒng)中，子板連接器安裝于子板，母板連接器安裝于母板，然后將子板連接器和母板連接器相互插接，形成總線信號從一個系統(tǒng)傳輸?shù)搅硪粋€系統(tǒng)的路徑。作為不同系統(tǒng)之間聯(lián)系的關(guān)鍵器件，高速視頻總線連接器是視頻處理系統(tǒng)信號質(zhì)量的關(guān)鍵，主要體現(xiàn)在以下兩個方面:
[0003](I)高速視頻總線連接器的電學(xué)性能，即器件的電磁參數(shù)，該參數(shù)反映了器件對所傳輸信號的反射和衰減；
[0004](2)高速視頻總線連接器在整個總線傳輸系統(tǒng)中的傳輸性能，在高速視頻總線電路中連接器的個數(shù)通常為多個，總線信號的傳輸情況與每個連接器傳輸情況緊密相關(guān)，因此除了連接器自身的參數(shù)外，還需要從整個總線系統(tǒng)的角度測試總線信號的傳輸情況，即進(jìn)行誤碼測試，從而進(jìn)一步對連接器的性能進(jìn)行確認(rèn)。
[0005]但是目前高速視頻總線連接器的測試環(huán)節(jié)，大多是采用傳導(dǎo)測試，即硬件的連接方式為:測試儀器端口 +測試電纜+待測器件，這種方式在存在以下缺點:
[0006](I)測試時沒有將子板連接器和母板連接器作為一個整體考慮，僅僅測試單一的子板連接器或是單一的母板連接器的參數(shù)。當(dāng)子板連接器和母板連接器進(jìn)行插接后，產(chǎn)生了一部分接觸阻抗，而這部分接觸阻抗對總線信號影響重要，與連接器的電學(xué)性能緊密相關(guān)，但傳統(tǒng)測試中沒有考慮；
[0007](2)不可避免的加入了測試的寄生結(jié)構(gòu)，從而對測試精度產(chǎn)生影響；(3)
[0008]僅僅對連接器的參數(shù)進(jìn)行測試，缺少整個總線系統(tǒng)的誤碼測試，無法體現(xiàn)
[0009]出總線上連接器信號傳輸性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高速視頻總線連接器的測試裝置及測試方法，實現(xiàn)對總線連接器電磁參數(shù)的測試和總線連接器傳輸性能的誤碼測試。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)解決方法如下:
[0012]一種高速視頻總線連接器的測試裝置，包括:母板和多個子板；母板上有至少兩個母板連接器，相鄰兩個母板連接器之間通過去嵌入結(jié)構(gòu)連接，每個母板連接器對應(yīng)一個子板；
[0013]所述多個子板的結(jié)構(gòu)均相同，包括子板連接器、差分發(fā)送芯片、差分接收芯片、至少兩個電磁參數(shù)測試端口、兩個誤碼測試端口、供電端口和去嵌入結(jié)構(gòu)；電磁參數(shù)測試端口通過去嵌入結(jié)構(gòu)與子板連接器連接，其中一個誤碼測試端口連接差分發(fā)送芯片，差分發(fā)送芯片再通過去嵌入結(jié)構(gòu)與子板連接器連接，另一個誤碼測試端口連接差分接收芯片，差分接收芯片再通過去嵌入結(jié)構(gòu)與子板連接器連接，供電端口用于接收外部供電，給差分發(fā)送芯片和差分接收芯片供電；子板連接器與母板連接器對插形成測試通路。
[0014]所述第一去嵌入結(jié)構(gòu)和第二去嵌入結(jié)構(gòu)長度相同。
[0015]一種高速視頻總線連接器測試方法，步驟如下:
[0016](I)將第一去嵌入結(jié)構(gòu)和第二去嵌入結(jié)構(gòu)的PCB版圖文件調(diào)入電磁仿真軟件進(jìn)行仿真計算，分別得到第一去嵌入結(jié)構(gòu)和第二去嵌入結(jié)構(gòu)的電磁參數(shù)；
[0017](2)將網(wǎng)絡(luò)分析儀的兩個信號輸出端通過電纜分別連接到第一子板上的任意兩個電磁參數(shù)測試端口上，將插在母板上的第二子板上的兩個電磁參數(shù)測試端口通過電纜與網(wǎng)絡(luò)分析儀的兩個信號輸入端連接；所述第一子板上的兩個電磁參數(shù)測試端口與第二子板上的兩個電磁參數(shù)測試端口對應(yīng)；
[0018](3)通過網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行電磁參數(shù)測試，得到兩條通路的電磁參數(shù)；
[0019](4)將步驟(3)得到的兩條通路的電磁參數(shù)與步驟(I)得到的第一去嵌入結(jié)構(gòu)和第二去嵌入結(jié)構(gòu)的電磁參數(shù)進(jìn)行去嵌入運算，得到母板連接器和子板連接器形成的一對對插電連接器的電磁參數(shù)；
[0020](5)通過各個子板上的供電端口對插在母板上的子板進(jìn)行加電；
[0021](6)將誤碼儀的信號發(fā)送端通過電纜與第一子板上的誤碼測試端口連接，該誤碼測試端口連接差分發(fā)送芯片；
[0022]將誤碼儀的信號接收端通過電纜與第二子板上的誤碼測試端口連接，該誤碼測試端口連接差分接收芯片；
[0023](7)通過誤碼儀進(jìn)行誤碼測試，得到從誤碼儀的發(fā)送端口到接收端口之間通路的信號誤碼率。
[0024]所述電磁仿真軟件為ADS或者Ansoft Siwave0
[0025]所述第一子板和第二子板在母板上的位置相鄰或者不相鄰。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0027](I)本發(fā)明在測試裝置中采用了消除寄生影響的去嵌入結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)提取電磁參數(shù)提取時寄生參數(shù)的影響，提高了參數(shù)測試的準(zhǔn)確性；
[0028](2)本發(fā)明在測試裝置中預(yù)留了總線信號的測試端口，便于與測試設(shè)備連接，提高了測試效率；
[0029](3)本發(fā)明增加了誤碼測試，得到在不同頻率下總線連接器的誤碼結(jié)果，對不同設(shè)計條件下的總線連接器的性能有了更全面的了解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明測試方法流程圖；
[0031]圖2為高速視頻總線連接器子板示意圖；
[0032]圖3為高速視頻總線連接器母板示意圖；
[0033]圖4為高速視頻總線連接器測試裝置示意圖。

【具體實施方式】
[0034]本發(fā)明在測試裝置中采用了去嵌入結(jié)構(gòu)，提高了測試的準(zhǔn)確度，同時針對整個總線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行誤碼測試，從整個總線系統(tǒng)的性能對總線連接器的性能進(jìn)行了測試評估。
[0035]如圖2、3、4所示，本發(fā)明提供的高速視頻總線連接器的測試裝置，包括:母板和多個子板；母板上有至少兩個母板連接器6，相鄰兩個母板連接器6之間通過第一去嵌入結(jié)構(gòu)9連接，每個母板連接器6對應(yīng)一個子板；
[0036]所述多個子板的結(jié)構(gòu)均相同，包括子板連接器1、差分發(fā)送芯片2、差分接收芯片
3、至少兩個電磁參數(shù)測試端口 4、兩個誤碼測試端口 5、供電端口 7和第二去嵌入結(jié)構(gòu)10 ；電磁參數(shù)測試端口 4通過第二去嵌入結(jié)構(gòu)10與子板連接器I連接，其中一個誤碼測試端口5連接差分發(fā)送芯片2，差分發(fā)送芯片2再通過第二去嵌入結(jié)構(gòu)10與子板連接器I連接，另一個誤碼測試端口 5連接差分接收芯片3，差分接收芯片3再通過第二去嵌入結(jié)構(gòu)10與子板連接器I連接，供電端口 7用于接收外部供電，給差分發(fā)送芯片2和差分接收芯片3供電；子板連接器I與母板連接器6對插形成測試通路。
[0037]所述第一去嵌入結(jié)構(gòu)9和第二去嵌入結(jié)構(gòu)10的長度相同。
[0038]本發(fā)明還提出了一種高速視頻總線連接器測試方法，基于上述測試裝置實現(xiàn)，其步驟如下，如圖1所示:
[0039](I)將第一去嵌入結(jié)構(gòu)9和第二去嵌入結(jié)構(gòu)10的PCB版圖文件調(diào)入電磁仿真軟件進(jìn)行仿真計算，所述電磁仿真軟件為ADS或者Ansoft Siwave等，同時在電磁仿真軟件中定義和去嵌入結(jié)構(gòu)生成工藝完全相匹配的金屬和介質(zhì)層參數(shù)，對去嵌入結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，得到第一去嵌入結(jié)構(gòu)9和第二去嵌入結(jié)構(gòu)10的電磁參數(shù)；
[0040](2)將網(wǎng)絡(luò)分析儀的兩個信號輸出端通過電纜分別連接到第一子板上的任意兩個電磁參數(shù)測試端口 4上，將插在母板上的第二子板上的兩個電磁參數(shù)測試端口 4通過電纜與網(wǎng)絡(luò)分析儀的兩個信號輸入端連接；所述第一子板上的兩個電磁參數(shù)測試端口 4與第二子板上的兩個電磁參數(shù)測試端口 4 對應(yīng)；
[0041]網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種通過正弦掃頻測量獲得線性網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)以及阻抗函數(shù)的儀器。網(wǎng)絡(luò)分析儀本身自帶了一個信號發(fā)生器，可以對一個頻段進(jìn)行頻率掃描，測量時將激勵信號加在端口上，通過測量反射回來信號的幅度和相位，就可以判斷出阻抗或者反射情況，從而判斷傳輸通道的衰減、損耗、延時等等情況。
[0042](3)通過網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行電磁參數(shù)測試，得到兩條通路的電磁參數(shù)；
[0043](4)將步驟3得到的兩條通路的電磁參數(shù)與步驟I得到的第一去嵌入結(jié)構(gòu)9和第二去嵌入結(jié)構(gòu)10的電磁參數(shù)進(jìn)行去嵌入運算，得到母板連接器6和子板連接器I形成的一對對插電連接器的電磁參數(shù)；
[0044](5)通過各個子板上的供電端口 7對插在母板上的子板進(jìn)行加電；
[0045](6)將誤碼儀的信號發(fā)送端通過電纜與第一子板上的誤碼測試端口 5連接，該誤碼測試端口 5連接差分發(fā)送芯片2 ；
[0046]將誤碼儀的信號接收端通過電纜與第二子板上的誤碼測試端口 5連接，該誤碼測試端口 5連接差分接收芯片3 ；
[0047]在本發(fā)明中，差分發(fā)送芯片2選用了 TI公司的DS90LV031芯片，差分接收芯片3選用了 TI公司的DS90LV032芯片；
[0048]在本發(fā)明中，差分發(fā)送芯片2和差分接收芯片3芯片均支持200MHz時鐘信號和400Mbps數(shù)據(jù)率，如果需要測試更高頻率下的連接器性能，需要更換差分發(fā)送芯片2和差分接收芯片3。
[0049](7)通過誤碼儀進(jìn)行誤碼測試，得到從誤碼儀的發(fā)送端口到接收端口之間通路的信號誤碼率，這個誤碼率也就相當(dāng)于對插電連接器的誤碼率。
[0050]在數(shù)字通信中，誤碼率是檢驗數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的一個主要指標(biāo)，誤碼測試數(shù)據(jù)往往作為評判傳輸性能或傳輸質(zhì)量優(yōu)劣的重要依據(jù)。誤碼儀由發(fā)端模塊和收端模塊兩部分組成。發(fā)端模塊產(chǎn)生偽隨機(jī)碼序列數(shù)據(jù)流，作為通信系統(tǒng)的信源數(shù)據(jù)流；收端模塊接收通信系統(tǒng)輸出的比特流，并將其與本地產(chǎn)生的、與發(fā)端形式相同的偽隨機(jī)碼比特流進(jìn)行比較，從而完成誤碼測試。
[0051]在本發(fā)明中，所測得的誤碼率需和測試時誤碼儀設(shè)置的信號的頻率對應(yīng)，如果需要測試不同頻率下的誤碼率，需要反復(fù)設(shè)置，多次測試。
[0052]在本發(fā)明中，所述第一子板和第二子板在母板上的位置相鄰或者不相鄰。可以根據(jù)具體的總線傳輸結(jié)構(gòu)對第一子板和第二子板在母板上的位置進(jìn)行調(diào)整，方便靈活。
[0053]本發(fā)明克服傳統(tǒng)技術(shù)的不足，提供一種高速視頻總線連接器的測試裝置及測試方法，同時實現(xiàn)對總線連接器電磁參數(shù)的測試和總線連接器傳輸性能的誤碼測試，測試內(nèi)容全面，連接器的各項電學(xué)參數(shù)測試充分，測試參數(shù)準(zhǔn)確，適用各種高速總線連接器。
【權(quán)利要求】
1.一種高速視頻總線連接器的測試裝置，其特征在于包括:母板和多個子板；母板上有至少兩個母板連接器(6)，相鄰兩個母板連接器(6)之間通過第一去嵌入結(jié)構(gòu)(9)連接，每個母板連接器(6)對應(yīng)一個子板； 所述多個子板的結(jié)構(gòu)均相同，包括子板連接器(I)、差分發(fā)送芯片(2)、差分接收芯片(3)、至少兩個電磁參數(shù)測試端口(4)、兩個誤碼測試端口(5)、供電端口(7)和第二去嵌入結(jié)構(gòu)(10);電磁參數(shù)測試端口(4)通過第二去嵌入結(jié)構(gòu)(10)與子板連接器(I)連接，其中一個誤碼測試端口(5)連接差分發(fā)送芯片(2)，差分發(fā)送芯片(2)再通過第二去嵌入結(jié)構(gòu)(10)與子板連接器(I)連接，另一個誤碼測試端口(5)連接差分接收芯片(3)，差分接收芯片(3)再通過第二去嵌入結(jié)構(gòu)(10)與子板連接器(I)連接，供電端口(7)用于接收外部供電，給差分發(fā)送芯片(2)和差分接收芯片(3)供電；子板連接器(I)與母板連接器(6)對插形成測試通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速視頻總線連接器的測試裝置，其特征在于:所述第一去嵌入結(jié)構(gòu)(9)和第二去嵌入結(jié)構(gòu)(10)的長度相同。
3.一種基于權(quán)利要求1所述測試裝置的高速視頻總線連接器測試方法，其特征在于步驟如下: (1)將第一去嵌入結(jié)構(gòu)(9)和第二去嵌入結(jié)構(gòu)(10)的PCB版圖文件調(diào)入電磁仿真軟件進(jìn)行仿真計算，分別得到第一去嵌入結(jié)構(gòu)(9)和第二去嵌入結(jié)構(gòu)(10)的電磁參數(shù)； (2)將網(wǎng)絡(luò)分析儀的兩個信號輸出端通過電纜分別連接到第一子板上的任意兩個電磁參數(shù)測試端口(4)上，將插在母板上的第二子板上的兩個電磁參數(shù)測試端口(4)通過電纜與網(wǎng)絡(luò)分析儀的兩個信號輸入端連接；所述第一子板上的兩個電磁參數(shù)測試端口(4)與第二子板上的兩個電磁參數(shù)測試端口(4) 對應(yīng)； (3)通過網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行電磁參數(shù)測試，得到兩條通路的電磁參數(shù)； (4)將步驟(3)得到的兩條通路的電磁參數(shù)與步驟(I)得到的第一去嵌入結(jié)構(gòu)(9)和第二去嵌入結(jié)構(gòu)(10)的電磁參數(shù)進(jìn)行去嵌入運算，得到母板連接器(6)和子板連接器(I)形成的一對對插電連接器的電磁參數(shù)； (5)通過各個子板上的供電端口(7)對插在母板上的子板進(jìn)行加電； (6)將誤碼儀的信號發(fā)送端通過電纜與第一子板上的誤碼測試端口(5)連接，該誤碼測試端口(5)連接差分發(fā)送芯片(2)； 將誤碼儀的信號接收端通過電纜與第二子板上的誤碼測試端口(5)連接，該誤碼測試端口(5)連接差分接收芯片(3)； (7)通過誤碼儀進(jìn)行誤碼測試，得到從誤碼儀的發(fā)送端口到接收端口之間通路的信號誤碼率，該誤碼率即為子板連接器(I)與母板連接器(6)對插后的誤碼率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速視頻總線連接器測試方法，其特征在于:所述電磁仿真軟件為ADS或者Ansoft Siwave0
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速視頻總線連接器測試方法，其特征在于:所述第一子板和第二子板在母板上的位置相鄰或者不相鄰。
【文檔編號】G01R31/00GK104280639SQ201410557412
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】蘇浩航, 閆靜純, 王建宇, 黃競 申請人:北京空間機(jī)電研究所