USB4極簡史

02、USB4可能出現哪些噪聲問題

03、降噪：如何應用CMCC是關鍵

04、輻射噪聲的評估

05、內部EMC評估及應對措施

06、信號完整性確認

總結

USB4極簡史

作為主要用于在電腦等Host設備和Device設備間傳輸數據的差動接口標準，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據傳輸、多個差動接口標準的整合化需求的增加，USB4在2019年9月被規定為全新標準，并以電腦及其周邊設備方面為主，得到進一步普及。

USB接口的演變

我們知道，在USB4之前，已經將幾個USB連接器標準統一為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當中，只用1根電纜就能實現充電、視頻傳輸和數據傳輸。

那么，為什么又進化到USB4呢？

歐盟委員會發布的將充電標準統一為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準，因此，Thunderbolt與USB進入整合！（見下圖）
 

USB4：Thunderbolt與USB接口整合的結果
 

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標準可與Thunderbolt 3實現完全兼容。USB4的大部分電氣性能參數都以Thunderbolt 3為基礎。

USB4擁有與Thunderbolt 3相同的最快數據傳輸速度。不難看出，未來USB4標準將極大地改善終端用戶的使用體驗。

USB4可能出現哪些噪聲問題

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

因此，和Thunderbolt 3一樣，對于USB4也需要在由數據信號所引起的噪聲問題和信號完整性方面采取相應措施。

具體來說，USB4進行通信時，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；

與設備內部的其他電路之間產生干擾、導致出現錯誤操作或性能降低的內部系統EMC噪聲。

USB4進行通信時的噪聲問題

劃重點：

USB4進行通信時，從USB4設備或電纜會輻射出噪聲;

USB4進行通信時，因數據信號而產生的噪聲在設備內部干擾Wi-Fi天線，從而降低Wi-Fi通信靈敏度，這是內部系統的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USB4通信的設備（截止至2020年2月），因此，下面的結果均為我們利用電氣性能參數和USB4基本相同的Thunderbolt 3，對能夠通信的設備進行的噪聲評估。

降噪：如何應用CMCC是關鍵

USB4進行通信時的降噪,以下三種措施是關鍵：

在Host設備和Device設備的差分傳輸線上裝入共模扼流圈（CMCC）

將CMCC安裝在IC附近

安裝可防止導線輻射的CMCC

在可進行USB4、USB3.1 Gen2、PCI Express、DisplayPort通信的Host設備和Device設備的組合中（下圖），利用共模扼流圈（CMCC）降噪，需要考慮裝在哪兒（安裝位置）？產品規格？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