1什么是Thunderbolt?3？

Thunderbolt?是Intel公司開發(fā)的、最大通信速度達(dá)到40Gbps的高速數(shù)字接口。

從基于PCI-Express的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，經(jīng)過(guò)多次修訂后確定了Thunderbolt?3。

2019年，該技術(shù)被采用為USB4.0的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。有希望作為高速通用接口進(jìn)行推廣。

對(duì)Thunderbolt?3中的噪音狀況和適宜于對(duì)策的噪聲濾波器進(jìn)行了討論。

圖1. 接口數(shù)據(jù)傳輸速度比較

2Thunderbolt?3噪聲評(píng)估的替代方法

由于用于Thunderbolt?3噪聲評(píng)估的樣本很難獲得，因此根據(jù)與 Thunderbolt?3類似的技術(shù)接口--USB3.1 Gen2的數(shù)據(jù)推測(cè)噪聲狀況和對(duì)策方法。

Thunderbolt?3與USB3.1 Gen2的技術(shù)要求比較

3USB3.1的噪聲狀況

測(cè)量USB3.1的輻射噪聲 (Gen1&Gen2)

使用連接到主機(jī)PC的USB3.1兼容SSD進(jìn)行通信，并測(cè)量輻射噪聲。

（在Gen1和Gen2兩種工作模式下測(cè)量）

對(duì)將共模扼流線圈噪聲濾波器NFP0QHB542HS2插入U(xiǎn)SB Tx線路作為噪聲對(duì)策時(shí)的噪聲水平也進(jìn)行了確認(rèn)。

圖2.確認(rèn)USB3.1 Gen1和Gen2的噪聲測(cè)量結(jié)果及濾波器插入效果

在USB3.1 Gen1通信的情況下 在兩倍于信號(hào)基本頻率2.5GHz的5GHz處觀察到窄帶噪聲（2次諧波）。 在USB3.1 Gen2通信的情況下 在兩倍于信號(hào)基本頻率5GHz的10GHz處觀察到窄帶噪聲（2次諧波）。

共模噪聲被認(rèn)為是這些噪聲的主要成分，因此，通過(guò)將共模噪聲濾波器NFP0QHB542HS2插入Tx線路對(duì)在5GHz和10GHz處看到的噪聲產(chǎn)生了很大的對(duì)策效果。

4對(duì)Thunderbolt?3進(jìn)行的考察

放射Thunderbolt?3預(yù)期的輻射噪聲

根據(jù)推測(cè)，在Thunderbolt?3通信中也會(huì)像USB3.1通信一樣觀測(cè)到作為窄帶共模噪聲的通信信號(hào)頻率2次諧波。

Thunderbolt?3支持10Gbps/lane和20Gbps/lane的數(shù)據(jù)傳輸速度，因此推測(cè)Thunderbolt?3會(huì)產(chǎn)生10GHz和20GHz共模噪聲。

圖3. Thunderbolt?3中的預(yù)測(cè)輻射噪聲

與USB3.1一樣，共模噪聲濾波器很有效。

5噪聲濾波器對(duì)Thunderbolt?3信號(hào)的影響

Signal integrity

圖4．不同的濾波器對(duì)信號(hào)波形的影響差異

我們調(diào)查了噪聲濾波器對(duì)Thunderbolt?3的信號(hào)所產(chǎn)生的影響。

已經(jīng)確認(rèn)了在使用傳統(tǒng)的噪聲濾波器時(shí)，信號(hào)會(huì)因眼圖坍塌而不符合標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)還確認(rèn)了使用新開發(fā)的共模扼流圈NFP0QHB542HS2時(shí)，眼圖可以保持在符合標(biāo)準(zhǔn)的水平。

因此，在Thunderbolt?3中使用噪聲濾波器時(shí)，必須選擇支持更高頻率信號(hào)的產(chǎn)品，而不是傳統(tǒng)的濾波器。

6總結(jié)

隨著USB4.0的采用，預(yù)計(jì)Thunderbolt?3會(huì)得到廣泛推廣

Thunderbolt?3的噪聲估計(jì)與USB3.1Gen1/Gen2類似

Thunderbolt?3噪聲對(duì)策重點(diǎn)是清除2次諧波共模噪聲

Thunderbolt?3信號(hào)是高速信號(hào)，因此必須使用考慮周全的濾波器，以避免損害信號(hào)質(zhì)量。

用于高速信號(hào)的商品化共模噪聲濾波器NFP0QHB542HS2可有效消除10GHz和20GHz的2次諧波共模噪聲，而不會(huì)顯著損害Thunderbolt?3的信號(hào)質(zhì)量。