TDSET3 1000Base-T試験手順書

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まいえかがんじ
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1 TDSET3 100Base-T 試験手順書 TSC 資料 V 年 12 月 20 日作成 2007 年 5 月 9 日改定 1

2 目次 1. Test 信号について 3 page 2. 接続方法について 6 page 3. Template test の手順 8 page 4. Differential Output Voltage test の手順 16 page 5. Signal Amplitude Symmetry test の手順 19 page 6. Rise/Fall Time test の手順 22 page 7. Waveform Overshoot test の手順 25 page 8. Jitter test の手順 28 page 9. Duty Cycle Distortion test の手順 31 page 10. Return Loss test の手順 34 page 11. Report Generatorの操作 44 page 12. TDSET3のバージョンについて 46 page 2

1 Test 信号について (1) 100Base-Tx ではデータはコントローラで 4B5B 符号器で符号化され下記に示すスクランブラを通った後 MLT-3 エンコーダにて 3 値フォーマットに変換されますスクランブラは 11bit のシフトレジスタ (9, 11bit の出力の exclusive-or を取り 1bit 目に入力 ) による 2047bit 周期の擬似ランダム

3 1 Test 信号について (1) 100Base-Tx ではデータはコントローラで 4B5B 符号器で符号化され下記に示すスクランブラを通った後 MLT-3 エンコーダにて 3 値フォーマットに変換されますスクランブラは 11bit のシフトレジスタ (9, 11bit の出力の exclusive-or を取り 1bit 目に入力 ) による 2047bit 周期の擬似ランダムパターンを使いデータをエンコードします MLT-3 は伝送レート 125MHz 3 値データで 1 シンボルあたりの時間は 8ns です 1 は 3 つのレベル間の遷移 0 はレベルの非遷移で表されます 1,1,1,1 のデータでケーブル上の実質の周波数成分が最高となり信号周波数としては 125MHz / 4 = 31.25MHz となります 100Base-Tx のインタフェースは UTP(Unshielded Twisted Pair) active output interface です UTP の差動出力電圧は 950mV Vout 1050mV 3

4 2 Test 信号について (2) Test 信号 ( スクランブルランダムテストパターン ) の出力方法としては次の 3 つの方法があります 1. ポートレジスタを設定するシリコンベンダーから入手できる特殊なソフトウェアを使用してポートレジスタにアクセスしスクランブルパターンを伝送するように設定しますポートレジスタへのアクセスの詳細についてはシリコンベンダーにお問い合わせください 2. リンクパートナーを使用する 100Base-Tx の実装ではリンクを検出するとスクランブルされたアイドルランダムシーケンスが送信されます被測定ポートを別の 100Base-Tx デバイス ( リンクパートナーと呼びます :100Mbps 固定の Speed に設定 ) に接続するとシーケンスの生成が開始されますリンクパートナーとして PC Hub などがありますオシロスコープのイーサネットポートを 100Mbps に設定して自動ネゴシエーションをオフすることによりリンクパートナーとして使用することができます 3. PC の Device Manager の設定で DUT が PC のネットワークカードであるときには PC の Device Manager にてネットワークカードの speed を 100Mbps に設定し自動ネゴシエーションをオフすることにより使用することができます 4

5 2 Test 信号について (3) Network Connection の設定の一例 1. コントロールパネルからシステムをダブルクリックしシステムのプロパティを表示させます 2. ハードウェアタブをクリックしデバイスマネージャのボタンをクリックします 3. Device Manager のウィンドウで Network adapters の左横にある田アイコンをクリックし使用してるネットワークカードを選択ダブルクリックします ( 左図の Window が表示されます ) 4. 詳細設定で (Link) Speed & Duplex を 100Mbps/Full(Half) Duplex に変更 OK をクリックします 5

6 2 接続方法について (1) テスト信号の出力方法で DUT 側で (1) ポートレジスタを設定できる場合または (3) PC の Device Manager の設定で出力可能な場合は左図のような接続で試験を行ないます Test Fixture の J461 に差動プローブを接続します + 側端子をのシルクスクリーンのある側に接続します 6

7 2 接続方法について (2) テスト信号の出力方法で DUT 側で (1) ネゴシエーションをしないと 100Base-T の信号を出さない場合は左図のような接続で試験を行ないます Test Fixture の J850 に差動プローブを接続します + 側端子をのシルクスクリーンのある側に接続しますまた LOAD3(100Ω) をジャンパーにてショートします 7

8 3 Template test の手順 (1) Template test の試験内容 Positive 側 Negative 側マスクの公差として 5% まで許容していますマスクのスケールとして Normal の 3 つから選ぶことができます信頼性のある試験を行なうためにダイナミックレンジを最大にしますこのため波形は MLT-3 の Positive 側 Negative 側について別々に試験されます 8

3 Template test の手順 (2) Select メニューにて Template を選択 Select All は Parametric 試験全てを行ないます Polarity: Both は MLT3 の Positive/Negative 両方 Pos は Positive 側 Neg は Negative 側を試験 Configure メニューの設定 Source Data:

9 3 Template test の手順 (2) Select メニューにて Template を選択 Select All は Parametric 試験全てを行ないます Polarity: Both は MLT3 の Positive/Negative 両方 Pos は Positive 側 Neg は Negative 側を試験 Configure メニューの設定 Source Data: Ch1-Ch4 Acquisition: (Template test と Jitter test では選択出来ません ) Mask Scale: Normal ( 又は 0.95 / 1.05 ) Mask Setup: Samples: WfmDB モードでのサンプル波形ポイント数 Default 値は 16,000 Fail Thresh:Test を Fail とするマスク違反のポイント数 Default 値は 1 Template test の試験方法 9

10 3 Template test の手順 (3) Connect ボタンを押すと上図の表示になります Help ボタンを押すと接続方法 ( 前述接続方法 1) 又は DUT からのテスト信号についての説明が Online Help にて表示されます 10

11 3 Template test の手順 (4) View Wfm ボタンを押すと Scrambled Idle の波形が表示されますこの波形がオシロで表示される波形と同じかどうか確認します波形が正しく表示されたら Run Test ボタンを押し Test を始めます 11

12 3 Template test の手順 (5) Run Test ボタンをクリックすると以下の処理が行なわれます 1. DUT が接続され有効な信号が取れているかをチェックします NG の場合下のようなダイアログボックスが表示されます 3. トリガの設定を行います 4. AOI (Active Output Interface) テンプレートマスクを呼び出します ( 右図 ) 12

13 3 Template test の手順 (6) 4. マスクテストにて Pass/Failの判定を行ないます 5. 波形がマスクにかかってしまう場合 Manual Fitにて手動で波形位置を調整することが可能です ( 汎用ノブ使用 ) 波形がMaskにうまくフィットしたらOKを押します ResultがFail だったものがPassとなります SelectでPolarityを BothにするとManual FitはNegative 側しか Manual Fitできません Positiveにして再度試験を行ないます 13

14 3 Template test の手順 (7) Result Details ボタン ( 下左 ) を押すと詳細な測定結果が表示されます ( 下右 ) マスクに Hit してしまったポイントが点滅表示します Segment 番号に対応するマスクを表示マスクに Hit してしまったポイントがで囲まれ別 Window にて表示されます 14

15 3 Template test の手順 (8) Advanced ボタン ( 上左 ) にて Advance Report Configuration で Use oscilloscope をチェックするとオシロの Export の設定のカラーパレットの設定が反映されますレポートのカラー表示 15

16 4 Differential Output Voltage test の手順 (1) Differential Output Voltage test の試験内容 100Base-Tx のインタフェースは UTP(Unshielded Twisted Pair) active output interface です MLT-3 の 3 値レベルで +Vout 及び Vout が中間の 0 レベルから測定した電圧で 950mV Vout 1050mV であることを試験します ANSI X Subclause によると試験は 112ns のパルス幅を持ったパルスにて測定することになっていますがこのパルスは容易に得られないため TDSET3 ではパルス幅 96ns のパルスにて測定を行なっていますこのパルス幅でも十分に信頼性のある試験が可能です Differential Output Voltage test の接続方法 Differential Output Voltage test の接続は接続方法について (1) (2) 参照 16

17 4 Differential Output Voltage test の手順 (2) Select メニューにて Output Volt を選択 Select All は Parametric 試験全てを行ないます Polarity: Both は MLT3 の Positive/Negative 両方 Pos は Positive 側 Neg は Negative 側を試験 Configure メニューの設定 Source Data: Ch1-Ch4 Sample: 通常は使用しませんノイズの影響が結果に影響しなければ使用できます Averages: 2-10,000 (Default:64) Differential Output Voltage test の試験方法 17

18 4 Differential Output Voltage test の手順 (3) Run Test を行うとオシロでは下のような表示になり以下の処理が行なわれます 1. DUTの接続確認 2. トリガ設定 3. 幅 96nsのパルスの正負の電圧を測定 4. 規格値との比較 18

19 5 Signal Amplitude Symmetry test の手順 (1) Signal Amplitude Symmetry test の試験内容 MLT-3 の信号の Positive 側 Negative 側の電圧としての対称性を試験します具体的には Differential Output Voltage test にて測定された +Vout -Vout の値が以下の式を満足することをチェックします Vout / - Vout 1.02 Signal Amplitude Symmetry test の接続方法 Signal Amplitude Symmetry test の接続は接続方法について (1) (2) 参照 19

20 5 Signal Amplitude Symmetry test の手順 (2) SelectメニューにてAmp Symを選択 Select Allは Parametric 試験全てを行ないます Configureメニューの設定 Source Data: Ch1-Ch4 Sample: 通常は使用しませんノイズの影響が結果に影響しなければ使用できます Averages: 2-10,000 (Default:64) Differential Output Voltage test の試験方法 20

21 5 Signal Amplitude Symmetry test の手順 (3) Run Test を行うとオシロでは下のような表示になり以下の処理が行なわれます 1. DUTの接続確認 2. トリガ設定 3. 幅 96nsのパルスの正負の電圧を測定 4. Amplitude Symmetryの計算 5. 規格値との比較 21

22 6 Rise / Fall Time test の手順 (1) Rise / Fall Time test の試験内容 MLT-3 の信号の Positive 側 Negative 側パルスの立上り時間立下り時間 (Baseline 電圧から +Vout まで -Vout から Baseline 電圧までの立上り時間 Baseline 電圧から -Vout まで +Vout から Baseline 電圧までの立下り時間 ) が 3.0ns t rise/fall 5.0ns であることをチェックします (Rise/Fall Time Test) 測定項目として Select All を選択したときのみ測定された全ての立上り / 立下り時間の ( 最大値 )-( 最小値 ) が 0.5ns 以下であることをチェックします (Rise/Fall Time Symmetry Test) シンボル間干渉 (Inter-Symbol Interference) の影響を出来るだけ少なくするためパルス幅 80ns のパルスについて測定を行ないます ( 但し 16ns のパルスも選択可能 ) 立上り時間の仕様が 420ps のオシロで確度 1% 以内の測定 ( 周波数帯域 1GHz 以上 ) Rise / Fall Time test の接続方法 Rise / Fall Time test の接続は Template test と同様 Template Test の手順 (2) (3) 参照 22

6 Rise / Fall Time test の手順 (2) Select メニューにて Rise Time, Fall Time または R/F Sym を選択 Select All は Parametric 試験全てを行ないます Polarity: Both は MLT3 の Positive/Negative 両方 Pos は Positive 側 Neg は

23 6 Rise / Fall Time test の手順 (2) Select メニューにて Rise Time, Fall Time または R/F Sym を選択 Select All は Parametric 試験全てを行ないます Polarity: Both は MLT3 の Positive/Negative 両方 Pos は Positive 側 Neg は Negative 側を試験 Configure メニューの設定 Source Data: Ch1-Ch4 Sample: 通常は使用しませんノイズの影響が結果に影響しなければ使用できます Averages: 2-10,000 (Default:64) Pulse Width: 80ns/16ns (Default:80ns) Rise / Fall Time test の試験方法 23

24 6 Rise / Fall Time test の手順 (3) Run Test を行うとオシロでは下のような表示になり以下の処理が行なわれます 1. DUTの接続確認 2. トリガ設定 3. 設定されたパルス幅にて正負パルスの立上り時間立下り時間を測定 4. 立上り時間立下り時間対称性を規格値と比較左図は Rise/Fall Symmetry Test の Result です 24

25 7 Waveform Overshoot test の手順 (1) Waveform Overshoot test の試験内容 MLT-3 差動信号の Positive 側 Negative 側パルスのオーバーシュートアンダーシュートが 14BT(Bit Times) 以上持続している High/Low 電圧 (Vout) に対して 5% を超えないことをチェックします差動信号の遷移から 8.0ns 後にオーバーシュートアンダーシュートの値が Vout の 1% 以内に減衰することはチェックしていません ANSI X Subclause によると試験は 112ns のパルス幅 (14BT) を持ったパルスにて測定することになっていますがこのパルスは容易に得られないため TDSET3 ではパルス幅 96ns のパルスにて測定を行なっていますこのパルス幅でも十分に信頼性のある試験が可能です Waveform Overshoot test の接続方法 Waveform Overshoot test の接続は Template test と同様 Template Test の手順 (2) (3) 参照 25

26 7 Waveform Overshoot test の手順 (2) Select メニューにて Overshoot を選択 Select All は Parametric 試験全てを行ないます Polarity: Both は MLT3 の Positive/Negative 両方 Pos は Positive 側 Neg は Negative 側を試験 Configure メニューの設定 Source Data: Ch1-Ch4 Sample: 通常は使用しませんノイズの影響が結果に影響しなければ使用できます Averages: 2-10,000 (Default:64) Waveform Overshoot test の試験方法 26

27 7 Waveform Overshoot test の手順 (3) Run Test を行うとオシロでは下のような表示になり以下の処理が行なわれます 1. DUTの接続確認 2. トリガ設定 3. 幅 96nsのパルスのオーバーシュートアンダーシュート電圧を測定 4. 規格値との比較 27

28 8 Jitter test の手順 (1) Jitter test の試験内容伝送ジッタの原因にはデューティサイクル歪 (DCD: Duty Cycle Distortion) やベースラインワンダなどがありますスクランブルされた HALT ライン状態 ( 又はアイドル状態 ) にて Peak to Peak Jitter を測定し 1.4ns 以内であることをチェックします 3 値信号であるため Positive 側と Negative 側の両方についてクロスポイントの幅のピーク値を測定します Positive, Negative で大きい方の値にて判定します測定は Histogram 法で行なわれ 18 万 ~21 万ポイント程度の Hit 数を得て Peak to Peak の値が取られます Jitter test の接続方法 Jitter test の接続は Template test と同様 Template Test の手順 (2) (3) 参照 28

29 8 Jitter test の手順 (2) Select メニューにて Jitter を選択 Select All は Parametric 試験全てを行ないます Polarity: BothはMLT3の Positive/Negative 両方 PosはPositive 側 Negは Negative 側を試験 Configureメニューの設定 Source Data: Ch1-Ch4 Jitter test の試験方法 29

30 8 Jitter test の手順 (3) Run Test を行うとオシロでは下のような表示になり以下の処理が行なわれます 1. DUTの接続確認 2. トリガ設定 3. 信号の取得 4. クロスポイントに水平ヒストグラムを設定 5. P-Pジッタを測定 6. 規格値との比較 30

31 9 Duty Cycle Distortion test の手順 (1) Duty Cycle Distortion test の試験内容デューティサイクル歪 (DCD: Duty Cycle Distortion) の測定はの NRZ ビットシーケンスにより生成された 4 つの連続した MLT-3 トランジションがある信号で測定されます試験ではスクランブルランダムシーケンスパターンからでも上記のパターンを検索し測定を行なうことができます各正負パルス ( パルス幅 16ns) の電圧の 50%(+Vout/2 -Vout/2) におけるパルスエッジのタイミングと理想的な 16ns のタイミングエッジとの偏差が ±0.25ns を超えてはいけません Duty Cycle Distortion test の接続方法 Duty Cycle Distortion test の接続は Template test と同様 Template Test の手順 (2) (3) 参照 31

32 9 Duty Cycle Distortion test の手順 (2) Select メニューにて Distortion を選択 Select All は Parametric 試験全てを行ないます Pattern: Randomはランダムシーケンスパターンを使用 ( パターンを検索 ) 0101は 0101 繰り返しパターンを使用します Configureメニューの設定 Source Data: Ch1-Ch4 Sample: 通常は使用しませんノイズの影響が結果に影響しなければ使用できます Averages: 2-10,000 (Default:64) Duty Cycle Distortion test の試験方法 32

33 9 Duty Cycle Distortion test の手順 (3) Run Test を行うとオシロでは下のような表示になり以下の処理が行なわれます 1. DUTの接続確認 2. トリガ設定 3. デューティサイクル歪を計算 4. 規格値との比較 33

34 10 Return Loss test の手順 (1) リターンロスはインピーダンスの不整合により発生する反射波の度合いを表しますこの値が大きいと反射が小さく信号伝送品質が優れていることになりますリターンロスは VSWR と関連した値となります AOI ( Active Output Interface : RJ45 コネクタ ~PHY の手前 ) に入射した信号に対して反射する信号は以下の通りである必要があります 2MHz ~ 30MHz: 16dB 以上減衰すること 30MHz ~ 60MHz: 16 20*log(f/30) 以上減衰すること 60MHz ~ 80MHz: 10dB 以上減衰すること AOI に接続するケーブルの差動インピーダンスは 100Ω±15% ( 85Ω 100Ω 115Ω) で行うこと負荷インピーダンスは抵抗性でその位相角は測定周波数範囲において 3 未満であること Test に先立ち Calibration を行う必要があります ( Receiver Transmitter でそれぞれに ) Return Loss test の試験内容試験は Receiver と Transmitter と両方行ないます 34

35 10 Return Loss test の手順 (2) Return Loss test (Calibration) の接続方法 J200 と DUT または Return Loss Calibration 基板とを Short RJ45 cable で接続します (CAT5 cable) TC1 の J290, J291 を AWG の CH1, CH2(/CH1) にそれぞれ接続 AWG の Marker1 をオシロの AUX IN に接続します Transmitter 側は下記をプローブ Test Pair A: P1(J240), P2(J230) Receiver 側は下記をプローブ Test Pair B: P3(J241), P4(J231) Return Loss Calibration 基板 35

36 10 Return Loss test の手順 (3) Return Loss test の Calibration 実施方法 TDS の C ドライブ C: TekApplications TDSET3 AWG Waveforms 100BaseT Return Loss (AWG 機種別フォルダ ) から使用する WFM ファイルを AWG に Copy AWG から信号を出力 (Amplitude: 2Vpp, Clock:250MHz であることを確認 ) Select メニューで 100Base-T Return Loss タブより Receiver または Transmitter を選択します 36

37 10 Return Loss test の手順 (4) Return Loss test の Calibration 実施方法 Connect メニューにて New Cal をクリック Return Loss Calibration 基板の OPEN(J702) と TC1 の J200 とを CAT5 cable で接続右上図 Open ボタンをクリックします 37

38 10 Return Loss test の手順 (5) Calibration が完了すると Done という文字が Open ボタンの下に現れます右図のような波形が Return Loss Open Calibration の結果として表示されます Return Loss test の Calibration 実施方法 38

39 10 Return Loss test の手順 (6) 次に Return Loss Calibration 基板の SHORT(J703) と TC1 の J200 とを CAT5 cable で接続 Connect メニューの Calibration の中から Short ボタンをクリックします Calibration が完了すると Done という文字が Short ボタンの下に現れます上記のような波形が Return Loss Short Calibration の結果として表示されます Return Loss test の Calibration 実施方法 39

40 10 Return Loss test の手順 (7) 次に Return Loss Calibration 基板の LOAD(J704) と TC1 の J200 とを CAT5 cable で接続 Connect メニューの Calibration の中から Load ボタンをクリックします Calibration が完了すると Done という文字が Short ボタンの下に現れます上記のような波形が Return Loss Load Calibration の結果として表示されます 3 つの Calibration が終了したら Apply Cal をクリックします Return Loss test の Calibration 実施方法 40

41 10 Return Loss test の手順 (8) Select メニューにて Return Loss を選択 Transmitter (Tx) / Receiver (Rx) Configureメニュー Sources Probe: P1/P2: Ch1-Ch4 AWG Series: AWG4xx AWG2021 AWG5xx AWG6xx AWG7xx Load: 100Ω 又は 85,100,115Ω #Averages: ,000 (Default:100) Smooth(0-10) (Default:7) Return Loss 波形を平滑化値は任意 Return Loss test の試験方法 41

10 Return Loss test の手順 (9) Run Test を行なうとオシロでは右のような表示になり以下の処理が行なわれます Ref 波形を上書きについてダイアログボックスが表示され Yes をクリックしますトリガ設定波形を取り込みリターンロスを計算 Ref 波形にてリターンロスを表示 AWG から信号を出力します (Noise 波形 Amplitude: 2Vpp,

42 10 Return Loss test の手順 (9) Run Test を行なうとオシロでは右のような表示になり以下の処理が行なわれます Ref 波形を上書きについてダイアログボックスが表示され Yes をクリックしますトリガ設定波形を取り込みリターンロスを計算 Ref 波形にてリターンロスを表示 AWG から信号を出力します (Noise 波形 Amplitude: 2Vpp, Clock:250MHz を確認 ) Run Testを行うと右図のような波形がオシロスコープで表示されます上が典型的な Transmitterのリターンロス波形下がReceiverのリターンロス波形表示される周波数帯域は0-80MHzで 85/100/115ohmのいずれの波形においてもマスクにかかった場合 Failとなります Transmitter のリターンロス波形 Receiver のリターンロス波形 42

43 10 Return Loss test の手順 (10) スムージング : テスト後も変更可測定結果を CSV ファイルに Export 測定結果を CSV ファイルに Export 単位は Volt db = 20*log{ (Re^2+Im^2)} 43

44 11 Report Generator の操作 (1) CSV ファイルにて保存 Report ファイル (.rpt) の保存試験が終了して結果を保存する場合上図のように CSV ファイル又は Tektronix の内部形式 (.rpt) による Report ファイルにて保存することができます 44

45 11 Report Generator の操作 (2) 内部形式 (.rpt) の Report ファイルをリッチテキストフォーマット (.rtf) のファイルに変換できます 1.rtf ファイルは MS Word で編集が出来ます左上図 Utilities メニューから Report Generator をクリック Generate Report タブをクリック Browse ボタンにてレポートを選択 123 左図 Report Viewer の File メニューから Export to RTF をクリック 4 45

46 12 TDSET3 について本資料は TDSET3 のバージョン V1.4.1 に基づいて作成されていますそれよりも前のバージョンを使用する場合メニューや設定に若干の違いがある場合があります TDSET3 のバージョンは最新のものをご使用下さい最新バージョンは次の URL からダウンロードできます 1. Software and Firmware Finder のページにて Search by keyword の下の欄に TDSET3 とキー入力し Go ボタンをクリック 2. Tektronix: Software > TDSET3 ETHERNET COMPLIANCE TEST SOFTWARE と検索されたリンクをクリックし飛び先のページで TDSET3 のバージョンを確認します 3. Download File ボタンをクリックします 4. Enter your address の下の欄に Tek Profile 登録で使用したメールアドレスをキー入力します 5. Yes, my password is: の横の欄に Tek Profile 登録で設定したパスワードをキー入力し Submit ボタンをクリックするとダウンロードを開始します 6. Tek Profile 登録が無い場合は No, I need to create a profile. にチェックを入れメールアドレスをキー入力し Submit ボタンをクリックすると Tek Profile 登録のページにジャンプします 46

Microsoft PowerPoint - TDSET3_10Base-T試験手順書_V1.2.ppt

Microsoft PowerPoint - TDSET3_10Base-T試験手順書_V1.2.ppt TDSET3 10Base-T 試験手順書 TSC 資料 V1.2 2007 年 5 月 11 日作成 2008 年 10 月 21 日改訂 1 目次 1. Test 信号について 3 page 2. Template (Link Pulse) test の手順 5 page 3. Template (MAU) test の手順 14 page 4. Template (TP_IDL) test の手順