Murata USB 3.1噪声抑制

USB 3.1设备噪声情况

USB 3.1设备的辐射噪声情况如何？

USB 3.1 Gen 1噪声情况被认为类似于USB 3.0，因此连接USB 3.0 PC和外部HDD，观察辐射噪声（下方图1）。

使用Type A-Type B和Type C-Type C连接电缆。对不必要的辐射噪声，两者的噪声水平都在调节值范围内，因此这不是问题。

鉴于这些结果，Murata想知道USB 3.1器件是否需要噪声抑制。实际上，除了对不必要的辐射进行噪声调节，还有一个原因需要进行噪声抑制。

USB 3.0功能辐射噪声

USB 3.1设备中的噪声问题

越来越多的数字设备包括通信功能，例如智能手机。智能手机包含各种数字电路装在一个小的框架内，这些电路都会产生数字噪声。

该噪声进入智能手机天线时，它会与基站的无线电波混合，从而降低接收灵敏度。通常，厂商采取足够的对策防止噪声直接从数字板进入天线。但是当USB或其他接口电缆连接到智能手机时，电缆会成为辐射源，因此进入天线的噪声会增加，接收灵敏度会降低。

噪声比较

图2（下方）显示简单测量环境中测量的进入LTE接收模块天线的噪声。这表明，连接USB电缆时，噪声水平增加约20dB。

USB3.1设备的噪声抑制

USB 3.1设备的有效噪声抑制方法是为连接器安装噪声滤波器。但高速差分信号流入信号线路，必须小心谨慎，这样使用的滤波器不会对信号质量产生不利影响。

共模噪声滤波器是一种噪声滤波器，几乎不影响差分信号，能够有效消除作为辐射噪声主要原因的共模噪声。因此，将Murata USB 3.1共模噪声滤波器插入差分信号线对（下方图3）。

使用共模噪声滤波器，可将天线进入的噪声水平降低高达10dB（下方图4）。

共模噪声滤波器插入位置

共模噪声滤波器的降噪效果

其他对策 - GND改进

除了使用噪声滤波器外，还采取其他对策，进一步降低噪声水平。USB电缆使用不易辐射噪声的双绞线结构进行信号差分传输。

但进入电缆屏蔽的噪声可能会从屏蔽中辐射出来，因此对策是改进GND。

在测量的设备中，USB连接器和电路板最初通过一个螺钉和多个指形垫片连接。

USB连接器框架和智能手机板GND通过铜箔胶带连接，实现牢固连接并降低阻抗（下方图5）。

GND改进将噪声水平降低约6dB至8dB。

GND改进的效果

其他对策 - 更换电缆

不同USB电缆的辐射噪声水平不同。

该设备最初随附的USB电缆已改为另一根市售USB电缆。图6（下方）显示了结果。这种情况下，提供的电缆具有较低的噪声水平，差值约为10dB。这说明必须选择适当的电缆进行噪声抑制。

电缆产生的噪声水平差异

总结

各种对策将进入天线的噪声降低高达20dB。根据频段的不同，它们还将LTE接收灵敏度提高约8dB（下方图7）。

这样即可在连接USB电缆时提高接收水平，从而让USB设备不会降低服务范围。

对策内容：
• 插入共模噪声滤波器
        •改进GND
•选择适当的USB电缆

对策结果摘要

社区论坛

Murata社区论坛提供具有各种讨论主题、流行博客和文章的可搜索内容。Murata的多学科市场支持团队定期查看，讨论未解决的问题，以便及时回答询问。论坛内容可供公众自由查阅。但是，用户必须登录才能提出问题或进行回答。注册免费。