Murata Thunderbolt™ 3에 대한 잡음 억제

그림 1. 다양한 인터페이스의 데이터 전송 속도 비교

Thunderbolt 3 잡음 평가를 위한 대체 방법
Murata는 Thunderbolt 3 잡음 평가를 위한 자료를 구하기가 어려워 Thunderbolt 3과 유사한 기술을 사용하는 인터페이스인 USB 3.1 Gen 2의 데이터를 기반으로 잡음 상황 및 잡음 억제 방법을 추정한다고 말합니다.

USB 3.1 방사 잡음 측정(Gen1 및 Gen2)

통신은 호스트 PC에 연결된 USB 3.1 호환 SSD를 사용하여 수행되며 방사 잡음이 측정됩니다. (측정은 Gen1 및 Gen2 작동 모드에서 모두 수행됩니다.)

잡음 억제 기능을 확인할 때 NFP0QHB542HS2 공통 모드 초크 잡음 필터를 USB Tx 라인에 삽입할 경우 잡음 레벨이 적용됩니다. (아래 그림 2)

이러한 잡음의 주요 구성 요소는 공통 모드로 간주되므로 NFP0QHB542HS2 공통 모드 잡음 필터를 Tx 라인에 삽입하여 5GHz 및 10GHz에서 관찰되는 잡음에 대한 큰 잡음 억제 효과를 얻었습니다.

그림 2. USB 3.1 Gen 1 및 Gen 2 잡음 측정 결과 및 필터 삽입 효과 확인

USB 3.1 Gen 1 통신: 5GHz에서 협대역 잡음(2차 고조파)이 관찰되었으며, 이 주파수는 2.5GHz의 기본 주파수의 2배에 해당합니다.

USB 3.1 Gen 2 통신: 협대역 잡음(2차 고조파)이 10GHz에서 관찰되었으며, 이는 5GHz의 기본 주파수의 2배에 해당합니다.

Thunderbolt 3과 관련된 고려 사항

통신 신호 주파수의 2차 고조파는 USB 3.1과 동일한 방식으로 Thunderbolt 3 통신에서 협대역 공통 모드 잡음으로 관찰될 것으로 예상됩니다.

Thunderbolt 3은 10Gbps/레인 및 20Gbps/레인의 데이터 전송 속도를 지원하므로 Thunderbolt 3에서 10GHz 및 20GHz 공통 모드 잡음이 발생할 것으로 추측됩니다.

USB 3.1과 마찬가지로, 공통 모드 잡음 필터는 효과적입니다.

그림 3. Thunderbolt 3에 예상되는 방사 잡음

Thunderbolt 3 신호에 대한 잡음 필터의 영향

신호 무결성
Murata는 Thunderbolt 3 신호에 대한 잡음 필터의 영향을 검사했습니다. 기존의 잡음 필터를 사용했을 때 신호의 안구 패턴이 무너져 표준을 충족하지 않습니다.

새로 개발된 NFP0QHB542HS2 공통 모드 초크 코일 사용 시 아이 패턴은 표준을 충족하는 레벨로 유지됩니다.

이는 Thunderbolt 3에서 잡음 필터를 사용할 때 기존 필터를 사용해서는 안되며 고주파 신호를 지원하는 제품을 선택해야 함을 나타냅니다.

그림 4. 신호 파형에 대한 다양한 필터의 효과

요약

Thunderbolt 3은 USB 4.0에 채택되어 널리 보급될 것으로 예상됩니다. Murata는 Thunderbolt 3 잡음이 USB 3.1 Gen 1 및 Gen 2의 잡음과 유사할 것이며 Thunderbolt 3 잡음 억제의 핵심은 2차 고조파 공통 모드 잡음을 제거하는 것이라고 추측합니다. Thunderbolt 3은 고속 신호를 사용하며, 세심한 주의가 필요하므로 사용되는 필터가 신호 품질에 부정적인 영향을 미치지 않습니다. Murata의 NFP0QHB542HS2 공통 모드 잡음 필터는 고속 신호를 위해 상용화되어 있으며 Thunderbolt 3 신호 품질에 큰 부정적 영향을 주지 않고 2차 고조파 10GHz 및 20GHz 공통 모드 잡음을 효과적으로 제거할 수 있습니다.

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