一个非常简单但差点使客户面临巨额索赔的HDMI测试问题

前几天，接到一个客户的工程师的电话，电话里显得有点紧张，她告诉我她们在使用我们的HDMI Cable测试验证系统的时候出现了很严重的问题，她们的样品在以前已经送到美国客户那边进行过验证，现在已经开始大规模生产了，但当天抽取量产的样品进行检测时却发现测试结果与客户以前的结果相差很远，根本无法满足HDMI CTS规范的要求，她们的客户已经知道了这个事情，并且告诉她们如果产品不合格的话可能要面临全部退货。
问题如此严重，我没法再犹豫，直接跑到客户测试现场，由客户给我演示了一下测试过程，她们使用的系统是DTG5334+AFG3102+DPO72004+HDMI software,确实如她们所说，测试结果是Fail的。结果如下图一，可以看到信号的抖动和垂直噪声都比较大。我仔细检查了一下她们的设置后，在HDMI测试探头上按了一下，将探头的衰减比例从12.5X切换到2.5X的衰减，在重新测试了一次，得到下图二的结果。可以看到，信号的抖动和噪声都明显的好转，模板测试的余量增加很大。当时我明显听到感觉到她们长长的舒了一口气。
当然客户并不满足于仅仅得到”Pass”的结果，她希望我给她们作出一个解释，
1.为什么两种设置会有那么大的差异，哪个结果才是真实可信的？
2.为什么这套测试系统她们已经使用了两年多了，以前一直都是按照这种测试方法完成，从来都没有问题，而现在却有问题?
我当然有义务坐下来给她们一个详细的解释，原因有下面几个：
1.我们先看HDMI1.3 Cable的拓朴结构(图3)，客户测试的HDMI线缆是支持HDMI 1.3的，需要支持到3.4Gbps的Data rate,在测试规范中要求信号源输出标准的800mV的逻辑摆幅信号，在接收端模拟Sink设备的均衡算法去获得眼图结果。
2.探头有两个衰减比例，2.5X和12.5X,分别适合于不同的动态范围也就是被测信号的电压峰峰值范围，2.5X针对800mV的动态范围，12.5X适合于3V的动态范围，被测信号经过被测的细长Cable衰减后，在未做均衡时信号的幅度只有大概400mV左右，此时如果使用12.5X衰减的话，示波器的垂直Scale只能设置为125mV/div，此时信号只占示波器垂直轴的不到四格，屏幕的40%左右。此时示波器AD的采集精度会被明显变差，同时由于需要进行均衡算法，它均衡了信号的幅度同时也放大了信号的噪声。如果设置为2.5X时，则垂直幅度可以设置为25mVdiv,这时就可以使信号充分的显示在这个屏幕上,充分利用AD的得到准确的　信息。另外撇开示波器不管，探头2.5X的信噪比也会比12.5X的信噪比优化很多，对于小信号测试时尤其明显。
3.客户以前生产的Cable的质量都非常好，而且长度较短，这次生产的Cable是使用一个特殊的材质的非常细的线缆，而且长度很长，并在末端加入了有源芯片的处理，以前测试的Cable在衰减后得到的信号幅度也将近750mV，这时如果使用12.5X衰减或者2.5X衰减就没有太大区别了。
看似很简单的问题却给客户带来诸多困扰，心里有点愧疚。
图一:

图二：

图三
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