1. 什么是Thunderbolt 3？

  • Thunderbolt 是Intel公司开发的、最大通信速度达到40Gbps的高速数字接口。
  • 从基于PCI-Express的技术进行开发，经过多次修订后确定了Thunderbolt 3。
  • 2019年，该技术被采用为USB4.0的标准规格。有希望作为高速通用接口进行推广。
  • 对Thunderbolt 3中的噪音状况和适宜于对策的噪声滤波器进行了讨论。
图1. 接口数据传输速度比较
2. hunderbolt 3噪声评估的替代方法
由于用于Thunderbolt 3噪声评估的样本很难获得，因此根据与 Thunderbolt 3类似的技术接口--USB3.1 Gen2的数据推测噪声状况和对策方法。
Thunderbolt 3与USB3.1 Gen2的技术要求比较
3. USB3.1的噪声状况

  • 测量USB3.1的辐射噪声 (Gen1&Gen2)
使用连接到主机PC的USB3.1兼容SSD进行通信，并测量辐射噪声。
（在Gen1和Gen2两种工作模式下测量）
对将共模扼流线圈噪声滤波器NFP0QHB542HS2插入USB Tx线路作为噪声对策时的噪声水平也进行了确认。
图2.确认USB3.1 Gen1和Gen2的噪声测量结果及滤波器插入效果
在USB3.1 Gen1通信的情况下 在两倍于信号基本频率2.5GHz的5GHz处观察到窄带噪声（2次谐波）。
     
在USB3.1 Gen2通信的情况下 在两倍于信号基本频率5GHz的10GHz处观察到窄带噪声（2次谐波）。
共模噪声被认为是这些噪声的主要成分，因此，通过将共模噪声滤波器NFP0QHB542HS2插入Tx线路对在5GHz和10GHz处看到的噪声产生了很大的对策效果。
4. 对Thunderbolt 3进行的考察

  • 放射Thunderbolt 3预期的辐射噪声
根据推测，在Thunderbolt 3通信中也会像USB3.1通信一样观测到作为窄带共模噪声的通信信号频率2次谐波。
Thunderbolt™3支持10Gbps/lane和20Gbps/lane的数据传输速度，因此推测Thunderbolt™3会产生10GHz和20GHz共模噪声。
图3. Thunderbolt 3中的预测辐射噪声
与USB3.1一样，共模噪声滤波器很有效。
5. 噪声滤波器对Thunderbolt 3信号的影响

  • Signal integrity
图4．不同的滤波器对信号波形的影响差异

我们调查了噪声滤波器对Thunderbolt 3的信号所产生的影响。
已经确认了在使用传统的噪声滤波器时，信号会因眼图坍塌而不符合标准。
同时还确认了使用新开发的共模扼流圈NFP0QHB542HS2时，眼图可以保持在符合标准的水平。
因此，在Thunderbolt 3中使用噪声滤波器时，必须选择支持更高频率信号的产品，而不是传统的滤波器。