USB 3.0 干擾問題

Intel近期出了一個測試報告:USB 3.0* Radio Frequency  Interference Impact on 2.4 GHz  Wireless Devices (http://www.usb.org/developers/whitepapers/327216.pdf)

其指出USB 3.0 嚴重干擾到2.4 GHz 的無線裝置(無線基地台、滑鼠、鍵盤、耳機等周邊)的無線訊號。(我本身在測試跟連結USB 3.0 Hub跟USB 3.0周邊時,ThinkPad X200惡名昭彰的Intel 5100 AGN無線網卡就常常發生無線網路無法正常連線。)

在使用USB 3.0裝置的環境,USB 3.0裝置會產生了高強度的干擾信號,造成2.4 GHz 的無線裝置的信號干擾跟衰減。Intel在實驗中,甚至必須要用整個銅箔去包住『整個USB 3.0裝置』,才能將干擾訊號降到一定程度。

因此,在USB 3.1 的spec中,強烈規定要強化USB鐵殼接地跟EMI的設定,並且也使用新版的插頭跟插座。

但由於2.4GHz的無線裝置為現有電腦周邊常用的訊號規格,所以有可能USB 協會可能會規範所有USB 3.0產品都必須使用新版抗EMI的插頭跟插座,以便解決USB 3.0(或USB 3.1)的干擾問題。

然而,現行公司的USB 3.0 Hub產品,也遇到相關EMI測試問題,也必須考量整體的抗EMI設計。例如USB 3.0 cable的馬口鐵跟總編織必須再加上銅箔及環焊,強化抗EMI。而USB Hub本身的upstream port也必須強化跟落實 Shield跟Ground等抗EMI設計。

因此總結如下:
1. USB 3.0 或 USB 3.1 的產品,USB協會將會有嚴格的EMI規定。
2. USB 3.0或 USB 3.1 的產品,必須使用良好抗EMI設計的插頭、插座、線材、遮蔽材料。
3. 良好抗EMI設計的USB 3.0/3.1 cable 將會是市場需求性極高的產品!

下圖紅色線部分表示出使用USB 3.0裝置的環境跟灰色線表示出無USB 3.0裝置的雜訊強度,其可看出USB 3.0裝置產生了極大的干擾雜訊信號。2013-12-03_183119資料來源:http://www.usb.org/developers/whitepapers/327216.pdf

Intel在實驗中,甚至必須要用整個銅箔去包住『整個USB 3.0裝置PCB跟線材』,才能將干擾訊號降到一定程度。(但我個人認為Intel人員其cable銅箔沒有設當的接地導通,將雜訊快速從 Shield或馬口鐵導掉。)
2013-12-03_1831582013-12-03_183211

資料來源:http://www.usb.org/developers/whitepapers/327216.pdf

 

現在最常見的干擾現象就是在使用2.4GHz無線鍵盤或2.4GHz無線滑鼠,如果在其USB發射器旁插上一個任何USB 3.0裝置(隨身碟、硬碟皆),其在啟動USB 3.0傳輸時,無線鍵盤或無線滑鼠會操作困難,很鈍不順,甚至無線使用距離會縮短許多。如果是鄰近的USB Port,其干擾會嚴重到以為裝置故障。

要避免此問題,除了將USB 3.0裝置插在USB 2.0 Port做USB 2.0的傳輸,要不然就必須離的很遠,例如電腦主機的一前一後,其才有辦法降低干擾,不然就必須用銅箔將整個USB 3.0裝置(USB 3.0 cable的鐵殼也要接觸到)跟主機板的USB 3.0 port鐵殼貼滿,其才有辦法降低干擾。

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