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。