碩訊科技股份有限公司 -- USB 3.0 對於無線網路傳輸干擾的結構問題
正在加載......
產品設備
1. OTA無線效能
2. 載台雜訊
3. 量測天線
4. 無線射頻辨識連結器
5. GPS低軌道衛星
6. 隔離箱
7. 毫米波量測系統
8. RF/EMI 零組件
9. Ducommun產品代理

USB 3.0 對於無線網路傳輸干擾的結構問題   

微帶線,插座, 接頭, 纜線, 微帶線連接插座,插座與接頭的結合, 接頭與纜線 的結合.......能像良好的同軸線一樣沒有表面電流嗎???

現今的筆記型電腦產品訴求為輕與薄,故超薄筆記型電腦 (Ultrabook) 隨之流行。也因為筆電做得太輕太薄,尤其是螢幕之部份也做得超薄,導致只有在超薄筆電之鍵盤的某一部份可以放入更多的零件模組。此外,不管是新一代的超薄筆電之無線網路或是USB隨身碟之資料傳輸,主要的訴求不外乎快、狠、準。

然而,筆記型電腦一這樣發展,隨之產生了二十一世紀以來超薄筆電的致命危機,那就是諸多模組如USB 3.0、HDMI、以及Display Port等等之類的,會導致無線網路之傳輸與接收感度惡化,甚至斷線等等之類的情形。

圖一為現今超薄筆電之Wireless LAN 之天線所在,可看得出來現今新一代之USB資料傳輸速度比以前更快,且此資料傳輸接頭與Wireless LAN天線做得更接近。可想而知,如果USB 3.0裝置接上去的話,勢必引起無線網路之接收感度惡化。

圖一 超薄筆電之天線與USB 3.0接口之相對為置

為了佐證此現象,TRC 碩訊科技研發了諸多產品如SNA (System Noise Analyzer)、NFS (Noise Floor Measurement System)、PNS (Platform Noise Scanner) 等等,以及為客戶設計與規劃了諸多相關測試實驗。此外,另提供333、733、與843等等諸多的Chamber提供客戶最好的OTA產品測試。更進一步地,為了協助客戶解決各式模組,尤其是USB 3.0,造成的無線網路接收感度惡化問題,碩訊科技近期又研發了如下頁圖二之微波功率吸收鉗(Microwave Power Clamp),此裝置只需接上SNA進行資料解析,無需插電,即可精準地量測出模組之雜訊輻射量。以上這些,都可用以協助與引導客戶解決雜訊干擾之問題,藉此協助客戶之產品最佳化,以提升客戶電子產品之競爭力。

(a)

(b) 圖二 用微波功率吸收鉗 (Microwave Power Clamp) 量:(a) USB隨身碟所產生之雜訊和 (b) USB Cable所產生之雜訊

圖三 利用Microwave Power Clamp 搭配SNA量測USB纜線產生的雜訊之一例

圖三為超薄筆電搭配不同的USB纜線與裝置(利用優良、好、與設計較差、更差的線,搭配不同裝置。以不同顏色之曲線表不同組合),利用Microwave Power Clamp量測USB模組雜訊之一例。各種機台與Chamber的詳細之量測環境與數據,請詳見碩訊科技網站及其技術文件。碩訊科技之各種測試機台量測數據均符合雜訊干擾之物理現象。圖四與圖五分別為A公司與B公司之USB 3.0接頭在PNS 機台之量測結果,且從資料顯示出,USB 3.0 確實輻射出足以干擾整個Wireless LAN無線網路之雜訊。由於各家接頭結構上設計不同,故問題點亦會有所差異。詳細情形同樣在碩訊科技之相關技術文件有更精闢的探討。

圖四 A公司之USB 3.0接頭雜訊輻射情形

圖五 B公司之USB 3.0接頭雜訊輻射情形

圖六為利用333 Chamber對於超薄筆電無線網路傳輸效能之OTA測試與分析。由此圖可更加證實,在USB隨身碟插入瞬間,整個無線網路之接收感度惡化嚴重。因此,對照圖四與圖五來看,USB 3.0雜訊確實會造成無線網路之接收感度惡化。

圖六 藉由333 Chamber 之OTA測試量化分析超薄筆電之USB 3.0 裝置導致無線網路之傳輸效能或接收感度惡化之情形

由圖四、圖五與圖六可知,解決USB 3.0接頭設計問題為現代電子產品研發之首要緊急任務。更重要的是,由於微軟近期研發出劃時代之Windows To Go技術,也會應用到USB 3.0之高速傳輸模組。故如果此問題無法解決,以後每次使用Windows 8,就會導致無線網路無法運作。更甚者,將會阻礙電腦作業系統之發展,可謂世紀大災難。

有鑑於此,TRC研發了Microwave Power Clamp。此設備可用來更快速且精準地抓出各家產品之雜訊輻射問題所在(如圖四與圖五),詳細情形請參見碩訊科技網站及其技術文件。

此外,除了USB 3.0、HDMI、與Display Port之外,許多模組如最近超夯的平板電腦之觸控面板,也會造成不只Wireless LAN無線網路,還有3G無線廣域網路之接收感度惡化的情形,因此這種劃時代之電子產品危機不可輕忽。

如欲參考更多相關之詳細資訊,請聯絡碩訊科技業務部門。

<其它廠商實例>

圖七 C公司之USB 3.0 HUB背面PCB雜訊掃描,可馬上得知電容接角與USB微帶線pin腳等之不連續部份雜訊問題很大

圖八 C公司藉由分析出問題且更改完電路之後,再做一次雜訊分析,之後可得知目前就幾乎剩下pin腳的雜訊部份(雖然USB Control IC與Connector上還有一些雜訊分布),且此圖表示這些雜訊也不太會擴散或影響到其它接頭(板子正面)

圖九 C公司藉由分析出問題且更改完電路之後,再做一次雜訊分析,之後可得知目前就只剩下pin腳的雜訊部份,且此圖表示這些雜訊也不太會擴散或影響到其它接頭(板子背面)

Print