Murata Soppressione del rumore per MIPI C-PHY

Significato di MIPI C-PHY

MIPI C-PHY è uno standard per il trasferimento di dati all'interno di apparecchiature mobili, stabilite dall'organizzazione per gli standard MIPI Alliance. C-PHY ha una velocità di segnale di 5,7Gbps per corsia, mentre D-PHY ha una velocità massima di 2,5Gbps per corsia/

Lo standard M-PHY è stato creato anche come successore di D-PHY ma lo standard C-PHY è stato creato come standard di ponte tra D-PHY e M-PHY. D-PHY utilizza le tipiche linee di trasferimento differenziale che includono due pin per corsia mentre C-PHY usa linee di trasferimento differenziale più complesse che includono tre pin per corsia.

Vantaggi C-PHY • C-PHY trasferisce dati su tre linee → velocità di trasferimento dati è aumentata (Frequenza del segnale è la stessa del D-PHY).
     •Non c'è linea di clock → Risparmi di spazio rispetto ai modelli pre-esistenti.

        •Tre linee di dati sono trasferite come una sola corsia
• Non c'è una linea clock.
     • I valori delle tre linee (A, B e C) diventeranno alte, medie e basse.
     • Le tre linee hanno dei valori diversi. (Due o più linee non possono essere nella stessa condizione).
        • La ricezione è in base alla differenziale ogni due linee (AB, BC e CA)
        • Ogni linea è accoppiata a 50Ω e 100Ω in maniera differenziale.

Filtri rumore richiesti in MIPI C-PHY

Nel D-PHY MIPI convenzionale, è necessario eliminare il rumore di modo comune per evitare un effetto negativo sui segnali differenziali. A tal fine, vengono utilizzati filtri di rumore di modo comune a due linee. Tuttavia, MIPI C-PHY trasmette segnali differenziali utilizzando tre linee di segnale, quindi i tipici filtri di rumore di modo comune non possono essere utilizzati così come sono.

Un metodo possibile consiste nel combinare tre filtri di rumore di modo comune (diagramma qui sotto a sinistra). Ma questo ha un forte effetto sui segnali, quindi non si possono prevedere sufficienti effetti di soppressione del rumore di modo comune. Di conseguenza, la soppressione del rumore MIPI C-PHY richiede un filtro del rumore di modo comune che supporti i segnali differenziali a tre linee.

Quando si utilizza un filtro rumore di modo comune a tre linee che accoppia magneticamente le tre linee internamente, la simulazione del circuito viene utilizzata per verificare se i segnali possono essere trasferiti in modo efficace.

Usando un filtro a due linee, la forma d'onda di trasferimento viene disturbata. Ma utilizzando un filtro rumore di modo comune a tre linee, Murata ha scoperto che i segnali vengono trasferiti senza disturbi alla forma d'onda.

Confronto tra CMCC a 2 e 3 linee

Filtri antirumore di modo comune sviluppati per MIPI C-PHY

La serie NFG0NCN_HL3 di Murata è costituita da filtri antirumore sviluppati come contromisura per il rumore di modo comune in MIPI C-PHY. Entro le dimensioni miniaturizzate di 0,90mm x 0,68mm, nella configurazione di questi filtri antirumore di modo comune si accoppiano magneticamente tre linee.

NFG0NCN162HL3 ha un picco di perdita di inserzione tra 900MHz e 3GHz. Questa funzione lo rende adatto per prevenire interferenze acustiche con la frequenza portante.

Efficacia di NFG0NCN_HL3

La serie NFG0NCN_HL3 di Murata è stata utilizzata per verificare l'efficacia delle contromisure del rumore. Il grafico sottostante confronta lo spettro del rumore che si irradia dalle linee di trasferimento prima e dopo l'inserimento del filtro.

Inserendo il NFG0NCN162HL3, il cospicuo rumore al di sotto di 2 GHz potrebbe essere notevolmente ridotto.

Successivamente, è stata usata una sonda a campo magnetico vicino per osservare il grado di variazione della distribuzione del rumore sulla PCB.

Nei luoghi dopo l'inserimento del filtro, la distribuzione del rumore si è ridotta e la quantità di riduzione del rumore di 0,8GHz o 1GHz è stata particolarmente notevole. (Figura 1, sotto)

L'efficacia della contromisura del rumore è stata verificata per la serie NFG0NCN_HL3 di filtri del rumore di modo comune per MIPI C-PHY. (Figura 2, sotto)

L'efficacia della contromisura del rumore del filtro di modo comune per MIPI C-PHY

L'efficacia della contromisura del rumore del filtro di modo comune per MIPI C-PHY (2)

Verifica della forma d'onda del segnale

Inserendo la serie NFG0NCN_HL3 nelle linee di segnale, Murata ha verificato se ciò avesse un'influenza negativa sulla forma d'onda del segnale. Murata ha confermato che il modello oculare del segnale soddisfa le specifiche del modello.

Verifica delle caratteristiche di trasferimento del segnale dei filtri di rumore di modo comune per MIPI C-PHY

Efficacia del miglioramento dello sfasamento

I filtri antirumore di modo comune sono inoltre efficaci nel migliorare lo sfasamento delle linee di segnale differenziale.

Lo sfasamento si riferisce allo spostamento del tempo di propagazione del segnale tra più linee di segnale. Lo sfasamento è generato dalla qualità asimmetrica dei circuiti e di altri fattori. Questo spostamento dei rispettivi segnali crea dei cambiamenti della differenza potenziale del segnale ricevuta dal lato ricevente. Questo processo riduce il margine operativo dei circuiti.

L'uso di un filtro di modo comune in un circuito a segnale differenziale con sfasamento rimuoverà il componente di modo comune prodotto dallo sfasamento e lo sfasamento risulterà migliorato. (Diagramma di sfasamento qui di seguito)

Miglioramento dello sfasamento efficacia dei filtri di rumore di modo comune L'uso di filtri di rumore di modo comune si prevede essere efficace nel miglioramento dello sfasamento dei segnali di trasferimento. Poiché lo sfasamento (ritardo tra i segnali) è propagato dal modo comune, l'uso di filtri del rumore di modo comune può migliorare lo sfasamento.

Riepilogo

        •MIPI C-PHY utilizza un trasferimento a tre linee che differisce dalle linee di trasferimento differenziale finora usate. Di conseguenza, i filtri antirumore di modo comune a due linee esistenti non possono essere utilizzati con MIPI C-PHY.
•La serie NFG0NCN_HL3 di Murata è un filtro antirumore in modalità comune a tre linee progettato con il prerequisito per l'uso con MIPI C-PHY.
•L'uso della serie NFG0NCN_HL3 consente la riduzione del rumore di modo comune che è trasferito a MIPI C-PHY e sopprime a basso livello il deterioramento della qualità del segnale.
•L'uso di filtri antirumore di modo comune può anche migliorare lo sfasamento dei segnali.

Forum della comunità

Il Forum della comunità di Murata fornisce contenuti ricercabili con vari argomenti di discussione, blog popolari e articoli. L'ampio team di supporto al mercato di Murata effettua revisioni periodiche per discutere questioni aperte, consentendo una risposta tempestiva alle richieste. Il contenuto del forum è liberamente accessibile al pubblico. Tuttavia, gli utenti devono accedere per pubblicare domande o risposte. La registrazione è gratuita.