1什么是Thunderbolt?3？

Thunderbolt?是Intel公司開發的、最大通信速度達到40Gbps的高速數字接口。

從基于PCI-Express的技術進行開發，經過多次修訂后確定了Thunderbolt?3。

2019年，該技術被采用為USB4.0的標準規格。有希望作為高速通用接口進行推廣。

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

圖1. 接口數據傳輸速度比較

2Thunderbolt?3噪聲評估的替代方法

由于用于Thunderbolt?3噪聲評估的樣本很難獲得，因此根據與 Thunderbolt?3類似的技術接口--USB3.1 Gen2的數據推測噪聲狀況和對策方法。

Thunderbolt?3與USB3.1 Gen2的技術要求比較

3USB3.1的噪聲狀況

測量USB3.1的輻射噪聲 (Gen1&Gen2)

使用連接到主機PC的USB3.1兼容SSD進行通信，并測量輻射噪聲。

（在Gen1和Gen2兩種工作模式下測量）

對將共模扼流線圈噪聲濾波器NFP0QHB542HS2插入USB Tx線路作為噪聲對策時的噪聲水平也進行了確認。

圖2.確認USB3.1 Gen1和Gen2的噪聲測量結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）。

共模噪聲被認為是這些噪聲的主要成分，因此，通過將共模噪聲濾波器NFP0QHB542HS2插入Tx線路對在5GHz和10GHz處看到的噪聲產生了很大的對策效果。

4對Thunderbolt?3進行的考察

放射Thunderbolt?3預期的輻射噪聲

根據推測，在Thunderbolt?3通信中也會像USB3.1通信一樣觀測到作為窄帶共模噪聲的通信信號頻率2次諧波。

Thunderbolt?3支持10Gbps/lane和20Gbps/lane的數據傳輸速度，因此推測Thunderbolt?3會產生10GHz和20GHz共模噪聲。

圖3. Thunderbolt?3中的預測輻射噪聲

與USB3.1一樣，共模噪聲濾波器很有效。

5噪聲濾波器對Thunderbolt?3信號的影響

Signal integrity

圖4．不同的濾波器對信號波形的影響差異

我們調查了噪聲濾波器對Thunderbolt?3的信號所產生的影響。

已經確認了在使用傳統的噪聲濾波器時，信號會因眼圖坍塌而不符合標準。

同時還確認了使用新開發的共模扼流圈NFP0QHB542HS2時，眼圖可以保持在符合標準的水平。

因此，在Thunderbolt?3中使用噪聲濾波器時，必須選擇支持更高頻率信號的產品，而不是傳統的濾波器。

6總結

隨著USB4.0的采用，預計Thunderbolt?3會得到廣泛推廣

Thunderbolt?3的噪聲估計與USB3.1Gen1/Gen2類似

Thunderbolt?3噪聲對策重點是清除2次諧波共模噪聲

Thunderbolt?3信號是高速信號，因此必須使用考慮周全的濾波器，以避免損害信號質量。

用于高速信號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，而不會顯著損害Thunderbolt?3的信號質量。