市面上的消費電子產品中,常常看到可支援HDMI的介面其包裝都會貼上HDMI的標籤(如下圖)。其Logo代表,此產品已通過認證測試符合HDMI協會所要求的規範,並可以在市場上進行販售。
( 資料來源:HDMI官網)
有HDMI介面的產品就必須要通過HDMI認證測試。因此測試治具在認證測試中就扮演了極重要的角色。測試工程師需透過專門的HDMI測試治具,才可以量測到所需的電氣特性數值以及相關參數,進而透過這些量測數據來分析辦判定Pass/Fail,並完成認證測試。
HDMI測試治具就像一座橋樑一樣,把HDMI連接器裡面的19 pin 拉出來,以利測試人員可以根據不同的項目去測試所需要的參數。
可能存在的潛在風險
一個高品質的治具,可以完全忽略掉其本身的特性,準確量出HDMI產品的電氣參數;反之,一個本身就具有問題或品質不良的治具,會因自身特性而去影響到所量測的HDMI產品參數,甚至導致測試結果為失敗的。
當HDMI規範低於75Ω就算判定為Fail,以下圖來舉例,當儀器接上SMA Cable量測時,如紅色波型呈現的結果是沒有問題的;但接上HDMI測試治具後的量測結果直接低於75Ω(如白色波型),可見治具本身就不符合規範,此時再接上實際的待測物時也無法正確量測。
透過實際測量的結果可看出,治具本身的好壞會間接或直接影響到測試本身。
如何確認治具是否符合HDMI規範呢?
除了可透過HDMI協會釋出的規格書裡找,以現在最新HDMI 2.1a的規格書中也有定義配對連接器的規範,如下:
(1)Impedance: 100Ω±10% (Note:A single excursion is permitted out to a max/min of 100Ω±15% and of duration less than 150ps)
√ 從配對連接器的規範,再參考Cable的規範,可以發現連接器端的要求是相同的,由此可知若Impedance符合其規範,就不會影響測試。
√ 設計上應注意事項:連接器需挑選符合CAT3的連接器,PCB板材可選用品質較高頻的材質(E.g: Rogers),所需線寬可以搭配軟體去試算來符合所需阻抗值。
(2)Insertion loss: from 0.3dB to 6dB at 12GHz
√ 從連接器與Cable規範比較後(如下圖),可以發現連接器比Cable的設計更嚴謹一些,因此設計需要符合或優於規範以避免影響到測試。設計上要避免在PCB的走線裡的訊號損耗過多,例如:盡可能減少訊號在不連續的介質中傳輸,以避免產生過多的反射而造成損耗;又或者有些Plating Via造成的Stub導致耗損變大。
(3)ACR (far-end) : from -35dB to -10dB over the frequency range 0-12GHz
√ 從連接器與Cable規範比較後(如下圖),可以發現連接器比Cable更嚴格一些,由此可見治具需要符合嚴格的規範,才不會影響測試。
√ 設計上需注意IL須符合規範,Crosstalk則是注意遵守走線之間的3W原則或是加Via 柵欄等的方式來避免訊號被影響。
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