一種數字USB協議符合性測試裝置的製作方法

2023-09-11 14:56:20 3

本實用新型涉及一種測試裝置，更具體地說，涉及一種數字USB協議符合性測試裝置。

背景技術：

隨著計算機技術不斷進步，USB協議在通信電子領域大量的使用，USB3.0接口的技術已經開始使用，並且很快取代以前使用的USB2.0接口技術。同時，USB3.1的接口技術也已經問世，隨之問世的還有USBC這一接口，其尺寸和封裝不同於USBA和USB-B的接口。常用的USB接口速度測試的裝置大多針對於USB2.0標準的測試，兼容USB-A和USB-B的接口模式，測試速率大多停留在200M以內，能夠測試設備是否連接，數據傳輸速率，裝置的帶載電壓等參數。同時大多的測試裝置和測試方法都採用和PC相連接的方式進行測試，不宜進行攜帶。隨著USB3.0技術標準的普及，USB3.1技術的不斷更新和完善，數位訊號的傳輸速率不斷加快，通常的USB3接口包括電源和GND，通用USB2.0接口差分信號D+和D-，同時增加了USB3特有的超速數位訊號對，標準的傳輸速率達到5Gb/s以上，目前急需一種能夠滿足高速數據傳輸信號的測試裝置，同時，該測試裝置應該具備測定USB接口帶載能力及數據傳輸的誤碼率等功能。

技術實現要素：

為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型目的是提供一種數字USB協議符合性測試裝置。該測試裝置攜帶方便，顯示結果直接，兼容USBA和USBC接口模式，可進行USB3.0接口速度測試，帶載能力測試，短路測試，高速傳輸過程中的誤碼率測試。該測試裝置包括至少一個輸出接口和四個輸入接口，可同時連接兩個外接USB-A接口裝置和兩個外接USBC接口裝置進行測試。

為了實現上述發明目的，解決現有技術中所存在的問題，本實用新型採取的技術方案是：一種數字USB協議符合性測試裝置，包括電源輸入控制模塊、帶載能力取樣測試單元、MCU控制單元、USB信號接收單元、USB信號混合單元、USB信號測量單元、可編程邏輯控制單元、LED顯示電路及第一、二晶振電路，所述帶載能力取樣測試單元分別與電源輸入控制模塊及MCU控制單元相連，所述LED顯示電路與MCU控制單元I/O口相連，第二晶振電路與MCU控制單元OSC1/OSC2口相連，所述USB信號接收單元、USB信號混合單元、USB信號測量單元及可編程邏輯控制單元依次相連，所述第一晶振電路與可編程邏輯控制單元I/O口相連，可編程邏輯控制單元與MCU控制單元I/O口相連。

所述USB信號混合單元，包括第一、二USB信號輸入電路、第一、二ESD保護電路、USB信號選擇單元、USB信號累加器、電容濾波電路及控制信號輸入電路，其中，所述第一USB信號輸入電路分別與第一ESD保護電路及USB信號選擇單元相連，所述第二USB信號輸入電路分別與第二ESD保護電路及USB信號選擇單元相連，所述USB信號選擇單元、USB信號累加器及電容濾波電路依次相連，USB信號累加器還與控制信號輸入電路相連。

所述USB信號測量單元，包括USB信號供電單元、分布式數據直接讀取單元、數據控制信號分析單元、控制信號輸出單元及數據信號輸出單元，其中，所述USB信號供電單元、分布式數據直接讀取單元及數據控制信號分析單元依次相連，所述數據控制信號分析單元還分別與控制信號輸出單元及數據信號輸出單元相連。

本實用新型有益效果是：一種數字USB協議符合性測試裝置，包括電源輸入控制模塊、帶載能力取樣測試單元、MCU控制單元、USB信號接收單元、USB信號混合單元、USB信號測量單元、可編程邏輯控制單元、LED顯示電路及第一、二晶振電路，所述帶載能力取樣測試單元分別與電源輸入控制模塊及MCU控制單元相連，所述LED顯示電路與MCU控制單元I/O口相連，第二晶振電路與MCU控制單元OSC1/OSC2口相連，所述USB信號接收單元、USB信號混合單元、USB信號測量單元及可編程邏輯控制單元依次相連，所述第一晶振電路與可編程邏輯控制單元I/O口相連，可編程邏輯控制單元與MCU控制單元I/O口相連。與已有技術相比，本實用新型攜帶方便，顯示結果直接，可同時進行多路裝置並對多種接口模式兼容，滿足USB高速信號傳輸的測量。

附圖說明

圖1是本實用新型原理框圖。

圖2是本實用新型中的USB信號混合單元原理框圖。

圖3是本實用新型中的USB信號測量單元原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種數字USB協議符合性測試裝置，包括電源輸入控制模塊、帶載能力取樣測試單元、MCU控制單元、USB信號接收單元、USB信號混合單元、USB信號測量單元、可編程邏輯控制單元、LED顯示電路及第一、二晶振電路，所述帶載能力取樣測試單元分別與電源輸入控制模塊及MCU控制單元相連，所述LED顯示電路與MCU控制單元I/O口相連，第二晶振電路與MCU控制單元OSC1/OSC2口相連，所述USB信號接收單元、USB信號混合單元、USB信號測量單元及可編程邏輯控制單元依次相連，所述第一晶振電路與可編程邏輯控制單元I/O口相連，可編程邏輯控制單元與MCU控制單元I/O口相連。USB信號的傳輸速率採用由USB信號接收單元接收一個固定格式和大小的文件，再通過USB信號混合單元、USB信號測量單元，到達可編程邏輯控制單元，並由可編程邏輯控制單元對信號進行分析，判斷接收的文件格式、大小以及傳輸時間，從而判斷信號的傳輸速率和準確性。

如圖2所示，所述USB信號混合單元，包括第一、二USB信號輸入電路、第一、二ESD保護電路、USB信號選擇單元、USB信號累加器、電容濾波電路及控制信號輸入電路，其中，所述第一USB信號輸入電路分別與第一ESD保護電路及USB信號選擇單元相連，所述第二USB信號輸入電路分別與第二ESD保護電路及USB信號選擇單元相連，所述USB信號選擇單元、USB信號累加器及電容濾波電路依次相連，USB信號累加器還與控制信號輸入電路相連。第一、二ESD保護電路負責將第一、二USB信號進行處理後，傳送到USB信號選擇單元，USB信號選擇單元負責將需要測量的USB信號選擇出來，傳送給USB信號累加器，並由控制信號選擇需要導通的通道，再通過電容濾波電路傳輸給USB信號測量單元。

如圖3所示，所述USB信號測量單元，包括USB信號供電單元、分布式數據直接讀取單元、數據控制信號分析單元、控制信號輸出單元及數據信號輸出單元，其中，所述USB信號供電單元、分布式數據直接讀取單元及數據控制信號分析單元依次相連，所述數據控制信號分析單元還分別與控制信號輸出單元及數據信號輸出單元相連。通道開啟之後將數位訊號傳送到分布式數據直接讀取單元進行處理，分布式數據直接讀取單元將數位訊號讀出和重新排列時序，並對數位訊號的數據包進行處理，檢出數據位和校驗位傳送給數據控制信號分析單元，並對處理過的信號進行分析，得到測試結果並進行區分，將信號分為控制信號和數據信號，再由控制信號輸出單元和數據信號輸出單元分別輸出。最後由可編程邏輯控制單元對結果進行分析，判斷接收的文件格式，大小以及傳輸時間，從而判斷信號傳遞速率和準確性。

本實用新型優點在於：本實用新型攜帶方便，顯示結果直接，可同時進行多路裝置並對多種接口模式兼容，滿足USB高速信號傳輸的測量。