一個非常簡單但差點使客戶面臨巨額索賠的HDMI測試問題

前幾天，接到一個客戶的工程師的電話，電話里顯得有點緊張，她告訴我她們在使用我們的HDMI Cable測試驗證系統(tǒng)的時候出現(xiàn)了很嚴(yán)重的問題，她們的樣品在以前已經(jīng)送到美國客戶那邊進行過驗證，現(xiàn)在已經(jīng)開始大規(guī)模生產(chǎn)了，但當(dāng)天抽取量產(chǎn)的樣品進行檢測時卻發(fā)現(xiàn)測試結(jié)果與客戶以前的結(jié)果相差很遠，根本無法滿足HDMI CTS規(guī)范的要求，她們的客戶已經(jīng)知道了這個事情，并且告訴她們?nèi)绻a(chǎn)品不合格的話可能要面臨全部退貨。
問題如此嚴(yán)重，我沒法再猶豫，直接跑到客戶測試現(xiàn)場，由客戶給我演示了一下測試過程，她們使用的系統(tǒng)是DTG5334+AFG3102+DPO72004+HDMI software,確實如她們所說，測試結(jié)果是Fail的。結(jié)果如下圖一，可以看到信號的抖動和垂直噪聲都比較大。我仔細檢查了一下她們的設(shè)置后，在HDMI測試探頭上按了一下，將探頭的衰減比例從12.5X切換到2.5X的衰減，在重新測試了一次，得到下圖二的結(jié)果?？梢钥吹剑盘柕亩秳雍驮肼暥济黠@的好轉(zhuǎn)，模板測試的余量增加很大。當(dāng)時我明顯聽到感覺到她們長長的舒了一口氣。
當(dāng)然客戶并不滿足于僅僅得到”Pass”的結(jié)果，她希望我給她們作出一個解釋，
1.為什么兩種設(shè)置會有那么大的差異，哪個結(jié)果才是真實可信的？
2.為什么這套測試系統(tǒng)她們已經(jīng)使用了兩年多了，以前一直都是按照這種測試方法完成，從來都沒有問題，而現(xiàn)在卻有問題?
我當(dāng)然有義務(wù)坐下來給她們一個詳細的解釋，原因有下面幾個：
1.我們先看HDMI1.3 Cable的拓樸結(jié)構(gòu)(圖3)，客戶測試的HDMI線纜是支持HDMI 1.3的，需要支持到3.4Gbps的Data rate,在測試規(guī)范中要求信號源輸出標(biāo)準(zhǔn)的800mV的邏輯擺幅信號，在接收端模擬Sink設(shè)備的均衡算法去獲得眼圖結(jié)果。
2.探頭有兩個衰減比例，2.5X和12.5X,分別適合于不同的動態(tài)范圍也就是被測信號的電壓峰峰值范圍，2.5X針對800mV的動態(tài)范圍，12.5X適合于3V的動態(tài)范圍，被測信號經(jīng)過被測的細長Cable衰減后，在未做均衡時信號的幅度只有大概400mV左右，此時如果使用12.5X衰減的話，示波器的垂直Scale只能設(shè)置為125mV/div，此時信號只占示波器垂直軸的不到四格，屏幕的40%左右。此時示波器AD的采集精度會被明顯變差，同時由于需要進行均衡算法，它均衡了信號的幅度同時也放大了信號的噪聲。如果設(shè)置為2.5X時，則垂直幅度可以設(shè)置為25mVdiv,這時就可以使信號充分的顯示在這個屏幕上,充分利用AD的得到準(zhǔn)確的　信息。另外撇開示波器不管，探頭2.5X的信噪比也會比12.5X的信噪比優(yōu)化很多，對于小信號測試時尤其明顯。
3.客戶以前生產(chǎn)的Cable的質(zhì)量都非常好，而且長度較短，這次生產(chǎn)的Cable是使用一個特殊的材質(zhì)的非常細的線纜，而且長度很長，并在末端加入了有源芯片的處理，以前測試的Cable在衰減后得到的信號幅度也將近750mV，這時如果使用12.5X衰減或者2.5X衰減就沒有太大區(qū)別了。
看似很簡單的問題卻給客戶帶來諸多困擾，心里有點愧疚。
圖一:

圖二：

圖三
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