市面上的消费电子产品中,常常看到可支持HDMI的接口其包装都会贴上HDMI的标签(如下图)。其Logo代表,此产品已通过认证测试符合HDMI协会所要求的规范,并可以在市场上进行贩卖。


(数据源: HDMI官网)

有HDMI接口的产品就必须要通过HDMI认证测试。因此测试治具在认证测试中就扮演了极重要的角色。测试工程师需透过专门的HDMI测试治具,才可以量测到所需的电气特性数值以及相关参数,进而透过这些量测数据来分析办判定Pass/Fail,并完成认证测试。

HDMI测试治具就像一座桥梁一样,把HDMI连接器里面的19 pin 拉出来,以利测试人员可以根据不同的项目去测试所需要的参数。

可能存在的潜在风险

一个高品质的治具,可以完全忽略掉其本身的特性,准确量出HDMI产品的电气参数;反之,一个本身就具有问题或质量不良的治具,会因自身特性而去影响到所量测的HDMI产品参数,甚至导致测试结果为失败的。

当HDMI规范低于75Ω就算判定为Fail,以下图来举例,当仪器接上SMA Cable量测时,如红色波型呈现的结果是没有问题的;但接上HDMI测试治具后的量测结果直接低于75Ω(如白色波型),可见治具本身就不符合规范,此时再接上实际的待测物时也无法正确量测。

透过实际测量的结果可看出,治具本身的好坏会间接或直接影响到测试本身。

如何确认治具是否符合HDMI规范呢?

除了可透过HDMI协会释出的规格书里找,以现在最新HDMI 2.1a的规格书中也有定义配对连接器的规范,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)

√ 从配对连接器的规范,再参考Cable的规范,可以发现连接器端的要求是相同的,由此可知若Impedance符合其规范,就不会影响测试。

√ 设计上应注意事项:连接器需挑选符合CAT3的连接器,PCB板材可选用质量较高频的材质(E.g: Rogers),所需线宽可以搭配软件去试算来符合所需阻抗值。

(2)Insertion loss: from 0.3dB to 6dB at 12GHz

√ 从连接器与Cable规范比较后(如下图),可以发现连接器比Cable的设计更严谨一些,因此设计需要符合或优于规范以避免影响到测试。设计上要避免在PCB的走线里的讯号损耗过多,例如:尽可能减少讯号在不连续的介质中传输,以避免产生过多的反射而造成损耗;又或者有些Plating Via造成的Stub导致耗损变大。

(3)ACR (far-end) : from -35dB to -10dB over the frequency range 0-12GHz

√ 从连接器与Cable规范比较后(如下图),可以发现连接器比Cable更严格一些,由此可见治具需要符合严格的规范,才不会影响测试。

√ 设计上需注意IL须符合规范,Crosstalk则是注意遵守走线之间的3W原则或是加Via 栅栏等的方式来避免讯号被影响。

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