噪音对策技术/事例介绍(民生产品)
USB4的降噪措施-3
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
10. 内部系统EMC:Wi-Fi接收灵敏度的测量结果(未采取措施)
Wi-Fi接收灵敏度的评估示例
我们就USB4的运作情况对于Wi-Fi接收灵敏度的影响程度进行了调查。
由于各种数据通信的进行,Wi-Fi(2.4GHz频段)的接收灵敏度降低了3dB左右。这很可能是通信时产生的噪声对天线造成干扰的结果。
在本次评估中,没有检测出DUT在5GHz频段下接收灵敏度下降的现象。
11. 内部系统EMC:与天线耦合的噪声的评估
与天线耦合的噪声的评估示例
接下来,我们测量了与近处的天线耦合的噪声等级。
在这一评估中,差动信号线与天线之间的距离同样为5厘米左右。
- ■关于构造
Host使用了Thunderbolt 3扩展卡,而Device则使用了Thunderbolt 3扩展坞。
在与扩展卡基板上的Thunderbolt 3信号线相距5厘米的位置上放置全向天线,并通过该全向天线检测从扩展卡基板辐射出的噪声。
进行信号通信时,PCI Express、DisplayPort、Thunderbolt 3信号同时通过扩展卡。
12. 内部系统EMC:与天线耦合的噪声的测量结果(未采取措施)
测量结果
测量结果表明,在2~4.5GHz的频段下会产生由DisplayPort、PCI Express、Thunderbolt 3通信所导致的宽频噪声,并与无线天线耦合。
在Wi-Fi通信频段(2.4GHz)和Sub6通信频段(3.3GHz)尤其会产生噪声,为了使通信状态稳定,就必须先控制这些噪声的产生。
13. 内部系统EMC:附近噪声的测量(未采取措施)
测量结果
为了判明产生噪声的位置,我们使用了可以映射近场的EMC测量仪进行了测量。
由于各种通信的进行,扩展卡基板上Thunderbolt 3的TX信号线上、PCI Express Gen3的TX信号线上和DisplayPort的信号线上都会传输宽频噪声。
可以推测,这些宽频噪声从信号线辐射到了外部空间,并与无线天线耦合。
该原因导致Wi-Fi接收灵敏度和Sub6接收灵敏度有所下降。
我们推测这一现象在电气特征参数与Thunderbolt 3基本相同的USB4上也有可能发生。
14. 内部系统EMC:降噪元件的插入位置
通过以上评估可以了解,Thunderbolt 3进行通信时,PCI Express、DisplayPort、Thunderbolt 3的信号线会辐射宽频噪声,导致无线通信的灵敏度下降。
因此,为了减少导线辐射的噪声,我们在噪声的传导路径,即信号线上安装了CNCC(NFG0QHB372)
15. 内部系统EMC:接收灵敏度的测量结果(采取措施后)
测量结果
PCI Express、DisplayPort、Thunderbolt 3通信时,通过在各个信号线上安装CMCC(NFG0QHB372),Wi-Fi(2.4GHz)的接收灵敏度与安装CMCC前相比提高了3.0dB。
16. 内部系统EMC:与天线耦合的噪声测量结果(采取措施后)
测量结果
与天线耦合的噪声最大降低了8dB。
考虑耦合的噪声的频率,选择可以控制2.4GHz~5GHz频段下的噪声的元件是十分重要的。
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