隨著無線通訊越來越普及，電磁輻射干擾的問題也越加被重視。依照USB-IF的規範，以往是用相容性測試的方法來驗證RFI的影響，但相容性測試的判定較主觀，所以至今年四月起（2021.04.01），USB-IF規定了新的測試項目：USB 3.2 RFI System Level Test。
本文將用多個主題：為什麼要測試、怎麼測試、以及如何判定測試結果，帶您逐步了解 RFI。
為何要測試「射頻干擾（Radio Frequency Interference；RFI）」？
由於無線網路（Wi-Fi）發展成熟，主要分有兩個頻段2.4GHz和5GHz，剛好與 USB 3.2 Gen 1×1以及USB 3.2 Gen 2×1的傳輸頻率2.5GHz和5GHz相當接近；有時會遇到連接使用USB裝置時造成無線網路通訊欠佳，因此 USB-IF 訂定產品必須通過射頻干擾測試，以確保USB裝置在連接使用時不會過度影響無線網路的通訊品質。除此之外，也驗證了其他無線通訊頻段與USB產品的RFI影響，例如：WWAN、LTE及5G 手機通訊。
什麼類型的產品需通過 USB 3.2 RFI System Level Test（以下簡稱 RFI 測試）？
符合以下全部條件的產品，皆須經過 RFI 測試：
1. 使用 USB Type-C接頭
2. 支援 USB 3.2 Gen 1×1 以上的傳輸速率
3. 產品類型為 Downstream Facing Port（DFP）
以下為需通過RFI測試的待測物類型（表一）：
表一：待測物類型|
待測物類型 |
|
|
1 |
USB 3.2 Host End-Product |
|
2 |
USB 3.2 Embedded Host End-Product |
|
3 |
USB 3.2 Hub End-Product |
|
4 |
Dual Role Data (DRD) |
測試 USB 3.2 RFI System Level Test 的儀器列表
以下為您整理出必要使用的儀器、治具、廠商與型號（表二）：
表二|
儀器類型 |
儀器廠商或型號 |
備註 |
頻譜分析儀
(Spectrum Analysis)
|
Keysight N9000B Anritsu MS2830A |
必須含有preamplifier 功能 |
|
RFI System Level Test Flature |
Luxshare ICT MEU-58P1F |
CC pin接 Rd(5.1K歐姆)到地，高速Tx pin接50歐姆，高速Rx pin空接(open) |
|
RF SMA 公對公電纜 |
Junkosha |
能夠有效傳輸6GHz或以上的電纜 |
|
隔離箱 (Shielding Box) |
Lab105 SHD6001A |
隔離度在500MHz~6GHz至少低於-8dB，且空間能夠容納桌機的大小 |
USB 3.2 RFI System Level Test 的測試流程
重點測試流程簡述如下（如表三）：
表三|
步驟 |
測試流程 |
備註 |
|
1 |
使待測物進入Compliance模式發出CPO |
Windows作業系統使用USB-IF的XHSETT工具進入Compliance模式，非Windows作業系統請晶片商協助進入Compliance模式 |
|
2 |
頻譜分析儀依照測試規範設定 |
頻率量測範圍從500MHz到6GHRBW和VBW皆設定為100KHz，平均100次得到量測結果 |
|
3 |
接上測試Fixture開始量測，存取波形得到測試結果 |
如何判定 RFI 測試結果呢？
經過上述的測試流程後即可得到測試結果，以下擷取一個測試規範如圖一：
|
而測試結果判定標準如表四：
表四|
頻段 |
測試結果標準 |
|
500MHz~4GHz |
Noise Level要低於-100dBm |
|
5GHz~6GHz |
Noise Level 要低於-102dBm |
細心的您一定可以發現 4GHz~5GHz 沒有規範定義，這是因為無線通訊目前尚未使用到該頻段。
測試環境
標準連接方式
|
GRL測試環境
|
（本文作者曾威華為 新加坡商技流創新有限公司台灣分公司技術工程師）
參考文獻
[1] USB RFI System Level Test Procedure, Rev1.0, August 21, 2020.
[2] USB 3.2 RFI System-Level Test Procedure, Rev1.1, November 24, 2020.
