Murata Soppressione del rumore per Thunderbolt™ 3

Figura 1. Confronto delle velocità di trasferimento dei dati di diverse interfacce

Metodo alternativo per la valutazione del rumore Thunderbolt 3
Murata afferma che è difficile ottenere materiali per la valutazione del rumore Thunderbolt 3, quindi la situazione del rumore e i metodi di soppressione del rumore sono stimati sulla base dei dati per USB 3.1 Gen 2, un'interfaccia che utilizza una tecnologia simile a Thunderbolt 3.

Misurazione del rumore da radiazione USB 3.1 (Gen1 e Gen2)

La comunicazione viene eseguita utilizzando un SSD compatibile con USB 3.1 collegato a un PC host e il rumore di radiazione viene misurato. (La misurazione viene eseguita in entrambe le modalità di funzionamento Gen1 e Gen2).

Il livello di rumore quando un filtro di arresto di modo comune NFP0QHB542HS2 viene inserito nella linea Tx USB mentre viene controllata anche la soppressione del rumore. (Figura 2, sotto)

Si ritiene che il principale componente di questo rumore sia il modo comune, così grandi effetti di soppressione del rumore, osservati a 5 GHz e 10 GHz, sono stati ottenuti inserendo un filtro del rumore di modo comune NFP0QHB542HS2 nella linea Tx.

Figura 2. Risultati della misurazione del rumore USB 3.1 Gen 1 e Gen 2 e conferma degli effetti di inserimento del filtro

Comunicazione USB 3.1 Gen 1: Il rumore a banda stretta (armoniche di secondo ordine) è stato osservato a 5 GHz, il doppio della frequenza fondamentale del segnale di 2,5 GHz

Comunicazione USB 3.1 Gen 2: Il rumore a banda stretta (armoniche di secondo ordine) è stato osservato a 10 GHz, il doppio della frequenza fondamentale del segnale di 5 GHz

Considerazioni relative a Thunderbolt 3

Si prevede che le armoniche di secondo ordine della frequenza del segnale di comunicazione saranno osservate come rumore di modo comune a banda stretta nella comunicazione Thunderbolt 3, allo stesso modo dell'USB 3.1.

Thunderbolt 3 supporta velocità di trasferimento dati di 10Gbps/lane e 20Gbps/lane, pertanto si ipotizza che con Thunderbolt 3 si verifichino disturbi di modalità comune a 10 GHz e 20 GHz.

Come USB 3.1, un filtro rumore di modo comune è efficace.

Figura 3. Rumore di radiazione previsto per Thunderbolt 3

Effetti dei filtri antirumore sui segnali Thunderbolt 3

Integrità del segnale
Murata ha esaminato l'effetto dei filtri antirumore sui segnali Thunderbolt 3. Quando è stato utilizzato un filtro antirumore convenzionale, l'andamento del modello oculare del segnale è crollato e non ha soddisfatto lo standard.

Quando è stata utilizzata la bobina di arresto di modo comune NFP0QHB542HS2, l'andamento del modello oculare del segnale viene mantenuto a un livello che soddisfa lo standard.

Ciò dimostra che quando si utilizzano filtri antirumore con Thunderbolt 3, non si devono utilizzare filtri convenzionali e si devono scegliere prodotti che supportano segnali a frequenza maggiore.

Figura 4. Effetto di diversi filtri sulle forme d'onda del segnale

Riepilogo

Si prevede che Thunderbolt 3 si diffonderà grazie alla sua adozione nello standard USB 4.0. Murata ipotizza che il rumore di Thunderbolt 3 sarà simile a quello di USB 3.1 Gen 1 e Gen 2 e che la chiave per la soppressione del rumore di Thunderbolt 3 è l'eliminazione del rumore armonico di modo comune del secondo ordine. Thunderbolt 3 utilizza segnali ad alta velocità ed è necessaria una cura sufficiente affinché i filtri utilizzati non influiscano negativamente sulla qualità del segnale. Il filtro antirumore in modalità comune NFP0QHB542HS2 di Murata è commercializzato per i segnali ad alta velocità ed è in grado di eliminare efficacemente il rumore di modo comune di secondo ordine da 10 GHz e 20 GHz senza un effetto negativo significativo sulla qualità del segnale Thunderbolt 3.

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