USB4極簡史

02、USB4可能出現(xiàn)哪些噪聲問題

03、降噪：如何應(yīng)用CMCC是關(guān)鍵

04、輻射噪聲的評估

05、內(nèi)部EMC評估及應(yīng)對措施

06、信號完整性確認(rèn)

總結(jié)

USB4極簡史

作為主要用于在電腦等Host設(shè)備和Device設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)的差動接口標(biāo)準(zhǔn)，USB（Universal Serial Bus）已得到廣泛普及。隨著市場對于高速通信的大容量數(shù)據(jù)傳輸、多個差動接口標(biāo)準(zhǔn)的整合化需求的增加，USB4在2019年9月被規(guī)定為全新標(biāo)準(zhǔn)，并以電腦及其周邊設(shè)備方面為主，得到進(jìn)一步普及。

USB接口的演變

我們知道，在USB4之前，已經(jīng)將幾個USB連接器標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一為Type-C連接器這1種（USB3.2）——使用1根Type-C電纜就能兼容各種接口的動向。在筆記本PC當(dāng)中，只用1根電纜就能實現(xiàn)充電、視頻傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。

那么，為什么又進(jìn)化到USB4呢？

歐盟委員會發(fā)布的將充電標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一為Type-C的強制性法律的推動作用，Type-C連接器成為事實上的標(biāo)準(zhǔn)，因此，Thunderbolt與USB進(jìn)入整合！（見下圖）
 

USB4：Thunderbolt與USB接口整合的結(jié)果
 

Thunderbolt 3采用了USB Type-C接口，因此也可將Thunderbolt 3的端口作為USB 3.1端口使用。USB4標(biāo)準(zhǔn)可與Thunderbolt 3實現(xiàn)完全兼容。USB4的大部分電氣性能參數(shù)都以Thunderbolt 3為基礎(chǔ)。

USB4擁有與Thunderbolt 3相同的最快數(shù)據(jù)傳輸速度。不難看出，未來USB4標(biāo)準(zhǔn)將極大地改善終端用戶的使用體驗。

USB4可能出現(xiàn)哪些噪聲問題

USB4和Thunderbolt 3一樣具有更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。二者在信號振幅等方面雖然存在細(xì)微的差別，但其基本規(guī)格卻是相同的（下圖）。

因此，和Thunderbolt 3一樣，對于USB4也需要在由數(shù)據(jù)信號所引起的噪聲問題和信號完整性方面采取相應(yīng)措施。

具體來說，USB4進(jìn)行通信時，需要處理以下兩種類型的噪聲問題：

基板和電纜向外界輻射的、對外界造成影響的輻射噪聲；

與設(shè)備內(nèi)部的其他電路之間產(chǎn)生干擾、導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤操作或性能降低的內(nèi)部系統(tǒng)EMC噪聲。

USB4進(jìn)行通信時的噪聲問題

劃重點：

USB4進(jìn)行通信時，從USB4設(shè)備或電纜會輻射出噪聲;

USB4進(jìn)行通信時，因數(shù)據(jù)信號而產(chǎn)生的噪聲在設(shè)備內(nèi)部干擾Wi-Fi天線，從而降低Wi-Fi通信靈敏度，這是內(nèi)部系統(tǒng)的EMC問題。

需要說明的是，本文所作驗證測試期間，市面上尚不存在可實現(xiàn)USB4通信的設(shè)備（截止至2020年2月），因此，下面的結(jié)果均為我們利用電氣性能參數(shù)和USB4基本相同的Thunderbolt 3，對能夠通信的設(shè)備進(jìn)行的噪聲評估。

降噪：如何應(yīng)用CMCC是關(guān)鍵

USB4進(jìn)行通信時的降噪,以下三種措施是關(guān)鍵：

在Host設(shè)備和Device設(shè)備的差分傳輸線上裝入共模扼流圈（CMCC）

將CMCC安裝在IC附近

安裝可防止導(dǎo)線輻射的CMCC

在可進(jìn)行USB4、USB3.1 Gen2、PCI Express、DisplayPort通信的Host設(shè)備和Device設(shè)備的組合中（下圖），利用共模扼流圈（CMCC）降噪，需要考慮裝在哪兒（安裝位置）？產(chǎn)品規(guī)格？如何測試驗證？等問題。下面小編為你一一解釋。
 

USB4降噪措施示例