HDMI 2.1信號完整性測試方案

       針對HDMI2.1一致性測試，主要包含TX發射機一致性測試，RX接收機一致性測試，鏈路互聯的Cable和Connector一致性測試及eARC增強型音頻回傳的一致性測試。整體的測量方案包括以高性能示波器為基礎的Source發送端及eARC測試，以任意波形發生器為基礎接收端Sink測量，以網絡分析儀為基礎的鏈路互聯的表征。

1、示波器

(1）帶寬?：≥ ?33 GHz?

HDMI 2.1 的 ?FRL 信號速率?為每通道 ?12 Gbps?（4 通道總計 48 Gbps）。

信號基頻為 ?6 GHz?（12 Gbps ÷ 2），示波器帶寬需覆蓋至少 ?5 次諧波?（6 GHz × 5 = 30 GHz），建議選擇 ?33 GHz 以上?示波器以留有余量。

實際應用?：主流方案選用 ?33 GHz 或 59 GHz 示波器?。

(2）?實時采樣率?：≥ ?80 GS/s（單通道）?

采樣率需滿足 ?4 倍于信號速率?（12 Gbps × 4 = 48 GS/s），實際需 ?80 GS/s 以上?以捕捉快速邊沿（如 10%~90% 上升時間 < 20 ps）。

多通道同步采樣?：需支持 ?多通道同步采集?（如 4 通道同步），確保信號時序一致性分析。

?(3）存儲深度?：≥ ?100 Mpts/通道?

長存儲支持連續捕獲高分辨率眼圖及長時間信號完整性分析（如抖動、BER 測試）。

2、任意波形發生器

(1）?高帶寬與信號速率?≥ ?16 GHz?

HDMI 2.1 FRL 模式下單通道速率可達 ?12 Gbps?，AWG 需支持生成高頻基波和諧波成分（如上升時間 < 30 ps）。

?信號速率?：支持 ?6 Gbps~12 Gbps/通道?（FRL 模式）及 TMDS 模式（如 HDMI 2.0 兼容性測試）。

(2）?多通道同步輸出?

通道數?：至少 ?4 通道同步輸出?，模擬 HDMI 2.1 的 4 通道 FRL 鏈路。

?通道間偏斜（Skew）?：≤ ?5 ps?，確保多通道信號時序對齊。

(3）?靈活的信號調制能力?

自定義波形?：支持生成 ?眼圖閉合信號?、?預加重/去加重波形?、?抖動注入?（SJ/DJ/RJ）等。

?協議模擬?：可編程生成 HDMI 2.1 協議事件（如 FRL 速率切換、EDID 數據包、HDCP 握手）。

3、網絡分析儀

(1）?頻率范圍?覆蓋?：DC 至 ?30 GHz?

HDMI 2.1 的 FRL 模式信號速率達 ?12 Gbps/通道?（基頻 6 GHz），需覆蓋 ?5 次諧波?（30 GHz）以分析高頻衰減和反射。

推薦配置?：選擇 ?40 GHz 以上 VNA?，預留裕量應對更高次諧波。

(2）?動態范圍與精度?

動態范圍?：≥ ?120 dB?（確保微小損耗與反射的精準測量）。

跡線噪聲?：< ?0.1 dB RMS?，避免噪聲干擾關鍵頻段（如 6 GHz~18 GHz）。

(3）?多端口支持?

端口數?：至少 ?4 端口?，支持 HDMI 差分通道的全矩陣 S 參數測量（如 S11、S21、S12、S22）。

差分模式校準?：支持 ?混合模式 S 參數（Mixed-Mode S-Parameters）?，直接分析差分對的插入損耗與串擾。

4、差分探頭

(1）?帶寬??要求?：≥ ?30 GHz?

HDMI 2.1 FRL 信號基頻為 ?6 GHz?（12 Gbps 速率），需覆蓋 ?5 次諧波（30 GHz）?。

推薦配置?：選擇 ?33 GHz 或更高帶寬探頭?，以匹配示波器帶寬（如 33 GHz 示波器）。

(2）?輸入阻抗?

差分阻抗?：嚴格 ?100 Ω ±5%?，避免因阻抗失配導致信號反射。

共模抑制比（CMRR）?：≥ ?30 dB @ 30 GHz?，抑制共模噪聲對測量的干擾。

(3）?動態范圍與靈敏度?

?輸入電壓范圍?：支持 ?±1 V?（覆蓋 HDMI 2.1 的 ?600 mV 差分電平?）。

分辨率?：≤ ?1 mV/div?，確保低幅度信號（如噪聲、串擾）的捕捉。

(4）?負載效應?

電容負載?：≤ ?0.1 pF?，減少探頭對被測電路的影響。

直流偏置?：支持 ?±5 V 直流偏置?，適應不同供電場景的測試需求。