隨著AI功能的提升，以及顯示器和攝像頭畫質的提高等數字技術的進步，筆記本電腦和智能手機等數字設備所處理的數據量逐年攀升，信號傳輸速度更快，容量也更大。然而，伴隨著這些設備的使用，噪聲的產生也愈發頻繁，因此有必要采取相應措施，以防止其對其他設備產生影響并降低傳輸信號的質量。

TCM06U系列小型共模濾波器是高速差分傳輸的理想抗噪產品。

高速差分傳輸的類型與特征

數字設備內部以及設備之間進行大容量數據和視頻信號的交換通常采用差分傳輸的通信方式。

差分傳輸是一種將兩個相位相反的數字信號傳輸，并通過差分方式提取接收信號的技術。由于其能夠消除共模噪聲，因此具備強抗噪聲能力。同時由于信號電壓較低，便于實現高頻傳輸，從而可以達到高速傳輸的效果。

高速通信中使用差分傳輸方法的標準種類繁多，常見的有USB和HDMI等，同時也包括用于設備內部連接的相關標準。

圖1：差分傳輸方式的特點

表1：差分傳輸接口類型

加快USB標準的進程

接下來將介紹高速差分傳輸的增速情況。以下是每個版本USB標準的信號速度變化趨勢。

自2000年USB 2.0標準確立以來，USB作為計算機與外部設備連接的接口，已得到廣泛應用。此后，速度不斷代代提升，現在市場上越來越多的計算機及其他電子設備都配備了支持USB4的型號，其傳輸速度比USB 2.0快約100倍。另外，2022年發布的最新USB4版本2標準，能夠通過單根電纜實現高達120Gbps的傳輸速度，預計未來將會推出相應的兼容設備。

表2：USB標準類型及其傳輸速度

共模濾波器的功能

盡管差分傳輸技術具備出色的抗干擾能力，但在實際應用中，由于傳輸線的匹配不良及其他物理和電氣信號線的偏差，仍然會導致信號相位的偏差。這被稱為偏差。如果發生偏差，則無法消除共模噪聲，從而導致與信號頻率相對應的高頻噪聲。這種高頻噪聲會降低Wi-Fi等射頻信號的接收靈敏度，因此有必要采取相應措施。

共模濾波器內置兩個磁耦合電感，通過產生感應電動勢來抑制共模噪聲和校正偏差，從而抑制共模噪聲引起的磁通變化。

另一方面，由于差分信號采用差分模式，兩個電感之間產生的磁通變化會相互抵消，這使得信號能夠在不影響電流的情況下進行傳輸。

如前所述，應用共模濾波器能夠有效抑制共模噪聲，同時允許差分信號通過。

偏差校正

偏差 ? D+/D-的信號相移
在這種情況下，由于信號線的物理和電氣偏差引起的信號相位偏差，需要采取措施，例如使用濾波器等。

圖2：共模濾波器偏差校正的效果

共模濾波器對信號質量的影響分析

如上述所述，共模濾波器適用于應對差分傳輸信號的噪聲。然而，另一方面，由于電感的特性，隨著信號頻率的提升，插入損耗也隨之增加，進而成為抑制傳輸信號的因素。因此，選擇共模濾波器時，需要根據信號頻率挑選不會影響傳輸質量的組件，而不僅僅關注其降噪效果。

圖3：選擇共模濾波器時根據傳輸速度的重要性

TCM06U系列的特性

TCM06U系列在處理高頻信號方面優于傳統產品，并且提供更卓越的降噪效果。

在作為共模噪聲抑制效果指標的共模衰減特性中，各個目標頻率下的衰減均超過了30dB。

與傳統產品（TCM0605T系列）相比，差模插入損耗（作為信號質量的指標）顯著降低，能夠支持相當于USB4單通道的20Gbps高速信號。特別是，TCM06UX-020-2P在20GHz下實現了約-1dB的超低損耗特性。

實際上，已經證實在20Gbps的高速傳輸中，信號波形不會受到任何影響。此外，我們還證實，即使在面對故意偏離的波形時，采用共模濾波器也能實現偏離的校正效果。

共模衰減特性（Scc21）

差模插入損耗特性（Sdd21）

圖4：TCM06U系列的衰減特性（Scc21）與插入損耗（Sdd21）

圖5：TCM06U系列的偏差校正效果

總結

如上所述，TCM06U系列是針對USB4等高速差分傳輸信號設計的最佳產品，能夠在不影響信號的前提下有效地作為噪聲對策。

除了本次介紹的TCM06U系列外，TDK還提供一系列產品，這些產品具備適合各種接口的特性，并且是業界最小的0403尺寸。我們同樣提供一系列與高速差分傳輸電路中的共模濾波器配合使用的ESD保護元件。