USB眼图整改:一篇文章让你了解全面整改细节

发表时间: 2024-09-12 18:37

前两天介绍了USB接口静电的整改方法,今天将分享一下USB眼图的调试经验,希望能对大家有所帮助。


整体系统框架如下图所示,设备B接受适配器供电,通过线缆与设备A通信。设备A的USB信号通过线缆,经过设备B的USB口,与设备C通信。线缆长度2M,USB通信线长1M。



在测试设备B的眼图时不通过(Far end fail),如下:



测试失败的主要原因就是信号压眼了,上升沿下降沿缓慢,要么是信号上电容太大,要么是串阻大,另外传输线也比较长。


整改如下:


首先,测试一下USB信号的源头,设备A的USB眼图,设备A眼图如下:



从眼图上看,测试是通过的,说明设备A出来的USB信号是符合要求的,但还可以更好。由于设备A已经是一个完整的产品,所以无法整改。


第二,由于设备A与设备B之间,线缆长2M,USB信号是否是因为线缆过长而受到衰减呢?于是将线缆剪短,重新测试(减到10-15cm)。


测试结果如下:



可以看到,剪断线缆后,USB眼图是通过的,说明线缆长度对USB信号衰减存在很大的影响。如果有特殊需求,需要USB信号经过长线缆传输,最好在线缆上增加HUB。


第三,由于产品性质,设备A和2M传输线都无法改变,只能在设备B做手脚。


观察设备B,发现设备B的USB口的D+/D- 并联了TVS,查看规格书,TVS上电容为15P。将TVS去掉验证眼图,看是否是TVS等效电容影响了USB信号。


结果如下:



结果通过,说明这2颗TVS对USB信号确实存在影响。


但是,这2颗TVS能否去掉呢?答案显然不能,TVS在这里起到静电保护作用。于是寻找可以使用的替代料,在防护效果不变的情况下,等效电容值越小越好!


第四,寻找替代料,找到一颗0.5pTVS焊上后重新验证。


结果如下:



结果通过(虽然图看起来有点压,但是报告给的PASS)。


另外,在原始环境下,测试EFT不通过,主要原因是设备C与设备B的USB通信失败,经过以上整改后,EFT测试也通过了。