当今电子产品的操作环境中，电磁搅扰(EMI)及射频搅扰(RFI)源头不可胜数，很大的原因便是RF技能的运用愈来愈多。这些类型的搅扰导致选用差分接口的运用需求共模滤波。尽管业界寄望于选用差分信令将EMI/RFI的影响降至最低，但并不能彻底消除这些影响。差分信号或许会遭受外部噪声的搅扰，令接纳器无法辨认。此外，在噪声现已耦合至电子产品中的电子电路的景象下，未集成差分信令的其它电路或许受到影响并带来更多问题。
高速通用串行总线(USB) 2.0是最遍及的差分数据接口之一，因而本文旨在证明在高速USB 2.0运用中选用共模滤波器来按捺RMI/RFI噪声的必要性及优势，并将讨论怎么维护接口免受静电放电(ESD)影响。常见的搅扰源头包含ESD、雷电、开关电源(如DC-DC转化器)以及无线设备，如移动电话、无线路由器、视频游戏机及小笔电。最常见的源头则来自作业频率在800 MHz～3 GHz之间的设备，但随着技能的拓宽，这些频率约束的下限下降至700 MHz，上限则升高至6 GHz。所有这些源头会形成很多的环境搅扰，不只相互危害，并且还会损及其它设备的操作。本文要点讨论运用于移动电话等便携设备的USB 2.0，以及EMI/RFI搅扰如无恰当的滤波会怎样繁殖信号完好性问题。
USB 2.0：共模滤波器要求
在高速USB 2.0接口中，数据以高达480 Mbps的速率藉两根线缆差分传送。为了了解这种信号的滤波要求，首先要了解信号的特点。信号为差分信号，标明信号并未接地参阅，而是两个信号互相参阅。数据透过两根线传输，每根线的相位刚好与另一根线相差180°。这两根线一般标明为D+和D-，标明信号的相位特点。这标明有必要运用适合的滤波器拓扑结构，去恰当滤除任何不需求的信号，一起不下降所需差分信号的信号完好性。
在USB 2.0运用中，单端滤波器拓扑结构并不满足，规划人员有必要运用比如共模扼流圈的差分拓扑结构。这类滤波器答应所需的差分数据经过而不影响信号完好性，一起滤除由EMI和RFI繁殖的共模信号。共模滤波器的电感型特点为差分信号造就了高达3GHz或4GHz的宽通带(pass band)，而一起也为共模信号催生低于100 MHz的窄通带。
其次，要了解所需的必要通带让信号能杰出完好地经过。就480 Mbps信号而言，能够发生的最大根底频率来自以替换办法传输“1”和“0”(即1-0-1-0-1-0…)，发生240 MHz频率。由于信号本身为方波方式，可藉傅立叶级数迫临办法(Fourier series approximaTION)，粗略地将根底频率乘以3倍，得出信号经过所必要的带宽，就可得到差分信号720 MHz的最低必要带宽。
最终，有必要确认充沛消除不需求的共模信号所需的衰减量。衰减量取决于运用，一般来说，衰减越多越好。
USB 2.0：信号完好性的要求
为了了解信号带宽的要求，应要界定信号完好性的衡量办法，一般的做法是衡量信号的眼图(eye diagram)，确认接纳到的信号的质量。眼图显现信号在不同状况之间改变，标明接纳器能够接纳(interpret)正在传输的数据的体现有多好。高速数据传输计划在眼图方面具有信号有必要契合的特定遮罩(mask)或模板(template)。典型高速USB 2.0眼图(含遮罩模板)如图1所示。
图1 典型高速USB 2.0眼图
USB 2.0接纳器能够容易接纳图1所示的信号，如图所示，信号彻底在眼图遮罩规模之内。现在让我们想象引进了共模噪声信号的状况。例如，引进的是频率为900 MHz及峰值起伏为75 mV的少数共模噪声。挑选此频率是为了仿真由典型移动电话操作导致的噪声。如图2所示引进共模噪声时，眼图质量大幅下降。
图2 带共模噪声的高速USB 2.0眼图
在图2中，噪声超出了遮罩的整个上部边界，信号转化质量下降，并更挨近超出的遮罩规模。在这种状况下，接纳器将不或许接纳正在传输的数据，由于信号上的噪声太多，导致接纳器无法在这些状况下有效地区别不同状况。这仍是只要少数噪声，振幅仅为USB 2.0信号起伏5%的状况。
