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噪音对策技术/事例介绍（民生产品）
USB4的降噪措施-2
INDEX
- USB4的标准及普及
- USB和Thunderbolt的整合
- Thunderbolt 3和USB4的规格及比较
- USB中可能出现的噪声问题
- USB4的降噪措施
- 辐射噪音的测量
- 辐射噪音的测量结果
- 内部系统EMC：DUT（支持Thunderbolt 3的扩展卡）的概要
- 内部系统EMC：对Wi-Fi接收灵敏度的影响的评估
- 内部系统EMC：Wi-Fi接收灵敏度的测量结果（未采取措施）
- 内部系统EMC：与天线耦合的噪声的评估
- 内部系统EMC：与天线耦合的噪声的测量结果（未采取措施）
- 内部系统EMC：附近噪声的测量（未采取措施）
- 内部系统EMC：降噪元件的插入位置
- 内部系统EMC：接收灵敏度的测量结果（采取措施后）
- 内部系统EMC：与天线耦合的噪声测量结果（采取措施后）
- 确认信号波形：眼图测量步骤
- 确认信号波形：眼图测量
- 总结
5. USB4的降噪措施
USB4进行通信时的降噪措施为以下三种：
- 在Host设备和Device设备的差分传输线上装入共模扼流圈（CMCC）
- 将CMCC安装在IC附近
- 安装可防止导线辐射的CMCC
上述措施是有效降噪的关键。
下图为可进行USB4、USB3.1 Gen2、PCI Express、DisplayPort通信的Host设备和Device设备的组合中，共模扼流圈安装位置的简易示意图。
村田推荐的共模扼流圈
6. 辐射噪音的测量
- 为了模拟在电脑内部进行USB4通信时的运作状态，我们将可以进行Thunderbolt 3、DisplayPort、Ethernet和USB通信的扩展坞连接至电脑，并从3米远处测量了辐射噪声等级。
- 为了排除Host设备和Device设备以外的噪声，我们对Host设备和Device设备以外的设备及其连接电缆进行了屏蔽加工。
7. 辐射噪音的测量结果
测量结果
在MHz和GHz频段未检测出超过标准值的噪声。
因此可以认为，USB4能够确保足够的差值范围，且辐射噪声不会造成问题的可能性较高。
8. 内部系统EMC：DUT（支持Thunderbolt 3的扩展卡）的概要
其次，为了调查内部系统EMC的影响，我们使用了支持Thunderbolt 3的扩展卡代替USB4，并对噪声进行了评估。
扩展卡中仅安装有支持Thunderbolt 3的IC。
- 关于构造
扩展卡的构造如下：将PCI Express信号（8Gbps x 4条通道）、DisplayPort信号（5.4Gbps x 4条通道）输入到扩展卡上的Thunderbolt 3 IC中，Thunderbolt 3 IC将生成Thunderbolt 3信号（20Gbps x 2条通道），并从Type-C接口输出。
9. 内部系统EMC：对Wi-Fi接收灵敏度的影响的评估
为了确认基板导线辐射出的噪声的影响，我们仅将DUT放入屏蔽箱中，并对放置于附近的智能手机的Wi-Fi接收灵敏度进行了测量。
在今后可能会安装USB4的笔记本电脑中，Wi-Fi天线的安装位置正呈现出由显示器变为主板的趋势，差动信号线和天线之间的距离预计将缩短到5厘米。
因此，在本次评估中我们也将基板导线和智能手机之间的距离设定为5厘米。
（模拟笔记本电脑内部的天线和信号线之间的距离）
