前言
USB4 全名为Universal Serial Bus Generation 4。USB 4是2019年9 月发布最新一代标准，USB4新功能三大重点
1. USB4 只采用USB Type-C 连接器，USB4 讯号采双通道传输；而过去的连接器如USB Type-A 或Micro-B，仅支持单通道传输，无法支持USB4。
2. USB 传输速度最快支持40Gbps (20Gbps x2)，并可同时传送DisplayPort 影音。旨在将多种协议组合到单个物理接口，可以动态共享USB4 架构的整体速度和性能。
3. 向下相容USB 2.0 与USB 3.2及支持Thunderbolt 3。
由于USB4速率提升到40Gbps，因此实际应用时需要注意信号完整性和降噪，本设计分析USB4应用的噪声来源并给出解决对策。
1. USB4的标准及普及
3. Thunderbolt 3和USB4的规格及比较9. 内部系统EMC：评估对Wi-Fi接收灵敏度的影响10. 内部系统EMC：Wi-Fi接收灵敏度的测量结果12. 内部系统EMC：与天线耦合的噪声的测量结果15. 内部系统EMC：接收灵敏度的测量结果(采取措施)16. 内部系统EMC：与天线耦合的噪声测量结果(采取措施)
内部系统EMC：DUT（支持Thunderbolt 3的扩展卡）的概要
其次，为了调查内部系统EMC的影响，我们使用了支持Thunderbolt 3的扩展卡代替USB4，并对噪声进行了评估。扩展卡中仅安装有支持Thunderbolt 3的IC。
扩展卡的构造如下：将PCI Express信号（8Gbps x 4条通道）、DisplayPort信号（5.4Gbps x 4条通道）输入到扩展卡上的Thunderbolt 3 IC中，Thunderbolt 3 IC将生成Thunderbolt 3信号（20Gbps x 2条通道），并从Type-C接口输出。
内部系统EMC：对Wi-Fi接收灵敏度的影响的评估
为了确认基板导线辐射出的噪声的影响，我们仅将DUT放入屏蔽箱中，并对放置于附近的智能手机的Wi-Fi接收灵敏度进行了测量。在今后可能会安装USB4的笔记本电脑中，Wi-Fi天线的安装位置正呈现出由显示器变为主板的趋势，差动信号线和天线之间的距离预计将缩短到5厘米。因此，在本次评估中我们也将基板导线和智能手机之间的距离设定为5厘米。（模拟笔记本电脑内部的天线和信号线之间的距离）
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内部系统EMC：Wi-Fi接收灵敏度的测量结果（未采取措施）
Wi-Fi接收灵敏度的评估示例：
我们就USB4的运作情况对于Wi-Fi接收灵敏度的影响程度进行了调查。
由于各种数据通信的进行，Wi-Fi（2.4GHz频段）的接收灵敏度降低了3dB左右。这很可能是通信时产生的噪声对天线造成干扰的结果。
在本次评估中，没有检测出DUT在5GHz频段下接收灵敏度下降的现象。
在这一评估中，差动信号线与天线之间的距离同样为5厘米左右
Host使用了Thunderbolt 3扩展卡，而Device则使用了Thunderbolt 3扩展坞。在与扩展卡基板上的Thunderbolt 3信号线相距5厘米的位置上放置全向天线，并通过该全向天线检测从扩展卡基板辐射出的噪声。进行信号通信时，PCI Express、DisplayPort、Thunderbolt 3信号同时通过扩展卡。
内部系统EMC：与天线耦合的噪声的测量结果（未采取措施）
测量结果表明，在2～4.5GHz的频段下会产生由DisplayPort、PCI Express、Thunderbolt 3通信所导致的宽频噪声，并与无线天线耦合。在Wi-Fi通信频段（2.4GHz）和Sub6通信频段（3.3GHz）尤其会产生噪声，为了使通信状态稳定，就必须先控制这些噪声的产生
为了排除Host设备和Device设备以外的噪声，我们对Host设备和Device设备以外的设备及其连接电缆进行了屏蔽加工。
为了判明产生噪声的位置，我们使用了可以映射近场的EMC测量仪进行了测量。由于各种通信的进行，扩展卡基板上Thunderbolt 3的TX信号线上、PCI Express Gen3的TX信号线上和DisplayPort的信号线上都会传输宽频噪声。可以推测，这些宽频噪声从信号线辐射到了外部空间，并与无线天线耦合。该原因导致Wi-Fi接收灵敏度和Sub6接收灵敏度有所下降。我们推测这一现象在电气特征参数与Thunderbolt 3基本相同的USB4上也有可能发生。
下期内容将继续为您介绍辐射噪声测量的结果，以及针对内部系统EMC的评估、测量、以及降噪措施。敬请关注！
：USB4降噪措施详解（上篇）
