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USB协会公告新测项,你知道RFI测试如何进行吗?
 

【作者: 曾威華】2021年04月12日 星期一

浏览人次:【6395】
  

随着无线通讯越来越普及,电磁辐射干扰的问题也越加被重视。依照USB-IF的规范,以往是用相容性测试的方法来验证RFI的影响,但相容性测试的判定较主观,所以至今年四月起(2021.04.01),USB-IF规定了新的测试项目:USB 3.2 RFI System Level Test。


本文将用多个主题:为什麽要测试、怎麽测试、以及如何判定测试结果,带您逐步了解 RFI。


为何要测试「射频干扰(Radio Frequency Interference;RFI)」?

由於无线网路(Wi-Fi)发展成熟,主要分有两个频段2.4GHz和5GHz,刚好与 USB 3.2 Gen 1×1以及USB 3.2 Gen 2×1的传输频率2.5GHz和5GHz相当接近;有时会遇到连接使用USB装置时造成无线网路通讯欠隹,因此 USB-IF 订定产品必须通过射频干扰测试,以确保USB装置在连接使用时不会过度影响无线网路的通讯品质。除此之外,也验证了其他无线通讯频段与USB产品的RFI影响,例如:WWAN、LTE及5G 手机通讯。


什麽类型的产品需通过 USB 3.2 RFI System Level Test(以下简称 RFI 测试)?

符合以下全部条件的产品,皆须经过 RFI 测试:


1. 使用 USB Type-C接头


2. 支援 USB 3.2 Gen 1×1 以上的传输速率


3. 产品类型为 Downstream Facing Port(DFP)


以下为需通过RFI测试的待测物类型(表一):


(表一)待测物类型

待测物类型

1

USB 3.2 Host End-Product

2

USB 3.2 Embedded Host End-Product

3

USB 3.2 Hub End-Product

4

Dual Role Data (DRD)


测试 USB 3.2 RFI System Level Test 的仪器列表

以下为您整理出必要使用的仪器、治具、厂商与型号(表二):


(表二)

仪器类型

仪器厂商或型号

备注

频谱分析仪
(Spectrum Analysis)

Keysight N9000B

Anritsu MS2830A

必须含有preamplifier 功能

RFI System Level

Test Flature

Luxshare ICT MEU-58P1F

CC pin接 Rd(5.1K欧姆)到地,高速Tx pin接50欧姆,高速Rx pin空接(open)

RF SMA 公对公电缆

Junkosha

能够有效传输6GHz或以上的电缆

隔离箱

(Shielding Box)

Lab105 SHD6001A

隔离度在500MHz~6GHz至少低於-8dB,且空间能够容纳桌机的大小


USB 3.2 RFI System Level Test 的测试流程

重点测试流程简述如下(如表三):


(表三)

步骤

测试流程

备注

1

使待测物进入Compliance模式发出CPO

Windows作业系统使用USB-IF的XHSETT工具进入Compliance模式,非Windows作业系统请晶片商协助进入Compliance模式

2

频谱分析仪依照测试规范设定

频率量测范围从500MHz到6GHRBW和VBW皆设定为100KHz,平均100次得到量测结果

3

接上测试Fixture开始量测,存取波形得到测试结果

 


如何判定 RFI 测试结果呢?

经过上述的测试流程後即可得到测试结果,以下撷取一个测试规范如图一:



图一
图一

而测试结果判定标准如表四:


(表四)

频段

测试结果标准

500MHz~4GHz

Noise Level要低於-100dBm

5GHz~6GHz

Noise Level 要低於-102dBm


细心的您一定可以发现 4GHz~5GHz 没有规范定义,这是因为无线通讯目前尚未使用到该频段。


测试环境


图二 : 标准连接方式
图二 : 标准连接方式

图三 : GRL测试环境
图三 : GRL测试环境

(本文作者曾威华为 新加坡商技流创新有限公司台湾分公司技术工程师)


叁考文献

[1] USB RFI System Level Test Procedure, Rev1.0, August 21, 2020.


[2] USB 3.2 RFI System-Level Test Procedure, Rev1.1, November 24, 2020.


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