HDMI 2.1信号完整性测试方案

       针对HDMI2.1一致性测试，主要包含TX发射机一致性测试，RX接收机一致性测试，链路互联的Cable和Connector一致性测试及eARC增强型音频回传的一致性测试。整体的测量方案包括以高性能示波器为基础的Source发送端及eARC测试，以任意波形发生器为基础接收端Sink测量，以网络分析仪为基础的链路互联的表征。

1、示波器

(1）带宽?：≥ ?33 GHz?

HDMI 2.1 的 ?FRL 信号速率?为每通道 ?12 Gbps?（4 通道总计 48 Gbps）。

信号基频为 ?6 GHz?（12 Gbps ÷ 2），示波器带宽需覆盖至少 ?5 次谐波?（6 GHz × 5 = 30 GHz），建议选择 ?33 GHz 以上?示波器以留有余量。

实际应用?：主流方案选用 ?33 GHz 或 59 GHz 示波器?。

(2）?实时采样率?：≥ ?80 GS/s（单通道）?

采样率需满足 ?4 倍于信号速率?（12 Gbps × 4 = 48 GS/s），实际需 ?80 GS/s 以上?以捕捉快速边沿（如 10%~90% 上升时间 < 20 ps）。

多通道同步采样?：需支持 ?多通道同步采集?（如 4 通道同步），确保信号时序一致性分析。

?(3）存储深度?：≥ ?100 Mpts/通道?

长存储支持连续捕获高分辨率眼图及长时间信号完整性分析（如抖动、BER 测试）。

2、任意波形发生器

(1）?高带宽与信号速率?≥ ?16 GHz?

HDMI 2.1 FRL 模式下单通道速率可达 ?12 Gbps?，AWG 需支持生成高频基波和谐波成分（如上升时间 < 30 ps）。

?信号速率?：支持 ?6 Gbps~12 Gbps/通道?（FRL 模式）及 TMDS 模式（如 HDMI 2.0 兼容性测试）。

(2）?多通道同步输出?

通道数?：至少 ?4 通道同步输出?，模拟 HDMI 2.1 的 4 通道 FRL 链路。

?通道间偏斜（Skew）?：≤ ?5 ps?，确保多通道信号时序对齐。

(3）?灵活的信号调制能力?

自定义波形?：支持生成 ?眼图闭合信号?、?预加重/去加重波形?、?抖动注入?（SJ/DJ/RJ）等。

?协议模拟?：可编程生成 HDMI 2.1 协议事件（如 FRL 速率切换、EDID 数据包、HDCP 握手）。

3、网络分析仪

(1）?频率范围?覆盖?：DC 至 ?30 GHz?

HDMI 2.1 的 FRL 模式信号速率达 ?12 Gbps/通道?（基频 6 GHz），需覆盖 ?5 次谐波?（30 GHz）以分析高频衰减和反射。

推荐配置?：选择 ?40 GHz 以上 VNA?，预留裕量应对更高次谐波。

(2）?动态范围与精度?

动态范围?：≥ ?120 dB?（确保微小损耗与反射的精准测量）。

迹线噪声?：< ?0.1 dB RMS?，避免噪声干扰关键频段（如 6 GHz~18 GHz）。

(3）?多端口支持?

端口数?：至少 ?4 端口?，支持 HDMI 差分通道的全矩阵 S 参数测量（如 S11、S21、S12、S22）。

差分模式校准?：支持 ?混合模式 S 参数（Mixed-Mode S-Parameters）?，直接分析差分对的插入损耗与串扰。

4、差分探头

(1）?带宽??要求?：≥ ?30 GHz?

HDMI 2.1 FRL 信号基频为 ?6 GHz?（12 Gbps 速率），需覆盖 ?5 次谐波（30 GHz）?。

推荐配置?：选择 ?33 GHz 或更高带宽探头?，以匹配示波器带宽（如 33 GHz 示波器）。

(2）?输入阻抗?

差分阻抗?：严格 ?100 Ω ±5%?，避免因阻抗失配导致信号反射。

共模抑制比（CMRR）?：≥ ?30 dB @ 30 GHz?，抑制共模噪声对测量的干扰。

(3）?动态范围与灵敏度?

?输入电压范围?：支持 ?±1 V?（覆盖 HDMI 2.1 的 ?600 mV 差分电平?）。

分辨率?：≤ ?1 mV/div?，确保低幅度信号（如噪声、串扰）的捕捉。

(4）?负载效应?

电容负载?：≤ ?0.1 pF?，减少探头对被测电路的影响。

直流偏置?：支持 ?±5 V 直流偏置?，适应不同供电场景的测试需求。