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測試驗證系統的時候出現了很嚴重的問題，她們的樣品在以前已經送到美國客戶那邊進行過驗證，現在已經開始大規模生產了，但當天抽取量產的樣品進行檢測時卻發現測試結果與客戶以前的結果相差很遠，根本無法滿足HDMI CTS規范的要求，她們的客戶已經知道了這個事情，并且告訴她們如果產品不合格的話可能要面臨全部退貨。
問題如此嚴重，我沒法再猶豫，直接跑到客戶測試現場，由客戶給我演示了一下測試過程，她們使用的系統是DTG5334+AFG3102+DPO72004+HDMI software,確實如她們所說，測試結果是Fail的。結果如下圖一，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，得到下圖二的結果。可以看到，信號的抖動和噪聲都明顯的好轉，模板測試的余量增加很大。當時我明顯聽到感覺到她們長長的舒了一口氣。
當然客戶并不滿足于僅僅得到”Pass”的結果，她希望我給她們作出一個解釋，
1.為什么兩種設置會有那么大的差異，哪個結果才是真實可信的？
2.為什么這套測試系統她們已經使用了兩年多了，以前一直都是按照這種測試方法完成，從來都沒有問題，而現在卻有問題?
我當然有義務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的拓樸結構(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,在測試規范中要求信號源輸出標準的800mV的邏輯擺幅信號，在接收端模擬Sink設備的均衡算法去獲得眼圖結果。
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的動態范圍，12.5X適合于3V的動態范圍，被測信號經過被測的細長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。如果設置為2.5X時，則垂直幅度可以設置為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的信噪比優化很多，對于小信號測試時尤其明顯。
3.客戶以前生產的Cable的質量都非常好，而且長度較短，這次生產的Cable是使用一個特殊的材質的非常細的線纜，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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