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高速信号SATA、PCIE、USB3.0等差分线串接0.1uf电容问题

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1#
发表于 2015-3-6 16:16 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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  大侠们and高手们,小弟新手,近来看了一些公司前辈设计,有一点不明,在一些高速信号线,如SATA、PCIE、USB3.0等这些差分数据线上都穿有一个0.1uf的电容,请问这具体是何用意?是隔直,防止CPU与芯片间直流电平的互相影响?难道是为了信号质量?如果不接会出现怎样的现象或者潜在风险?这个电容的取值有讲究吗?电容放置的位置是否都是在驱动端(有看到说是有做匹配作用,放置终端的)?问题有点多,哈哈哈,望不吝赐教啊

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发表于 2015-4-28 09:22 | 只看该作者
1.高速线上的0.1uf的电容是交流耦合电容,只要是交流耦合必须要的,否则就是直流耦合了。: Q( x+ E5 V8 L: V
2.关于0.1uf电容的选择。不是仅仅选择0.1uf这个值而已,电容选择的大小要看高速信号的频率(ex1G  10G 25G),也要看是否其需要传输低频信号(长0  长1的那种)。  根据具体情况会有不同。  但是为i什么我们一般都是选择0.1uf的电容呢? 因为这个值基本可以满足大多数到10G的应用。     
3 W: \: F/ R) `! o- G* v" O" A3.不是选择了此0.1UF的电容就完事了。电容的封装设计也非常重要。 电容的封装一般选择越小越好,常用0201的。目的是减小电容处瞬态阻抗偏低。 故会在电容处的焊盘特殊处理。 电容的ESR ESL(特别重要)尽量小。

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支持!: 5.0
很好,谢谢  详情 回复 发表于 2020-2-19 11:53
受教了  详情 回复 发表于 2019-1-11 10:53
支持!: 5
这个答案说的非常详细了  发表于 2015-6-25 22:57
又学习了!!!!!  详情 回复 发表于 2015-6-18 11:34
若华110[/backcolor]兄弟的回答比较全面,赞一个,我补充一下: 1、电容看成一个阻抗不连续点(所以要求尽量跟传输线匹配),如果靠近接收端放,相同的反射系数下,信号经过通道衰减之后再反射会比一开始就反射的  详情 回复 发表于 2015-4-29 07:14
支持!: 5
很全面啊。高手,赞  发表于 2015-4-28 21:07

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发表于 2015-4-29 07:14 | 只看该作者
若华110 发表于 2015-4-28 09:22
. O* _1 d0 T9 h; ~1.高速线上的0.1uf的电容是交流耦合电容,只要是交流耦合必须要的,否则就是直流耦合了。
8 e; r9 Y( H; |1 }7 o  O0 r2.关于0.1uf电容 ...

% I! h. h; R' ^若华110兄弟的回答比较全面,赞一个,我补充一下:4 i% K: p  F# U; N8 [( e

) o: t( _2 \* T5 W5 V1、电容看成一个阻抗不连续点(所以要求尽量跟传输线匹配),如果靠近接收端放,相同的反射系数下,信号经过通道衰减之后再反射会比一开始就反射的能量小。所以大多数的串行链路都要求靠接收端放,使用ADS仿真也可以发现放在接收端眼图质量要好。另外,在信号传输过程中,也可能串扰进去一些直流分量,导致接收出问题,所以对于高速差分信号(要求交流)一般加入耦合电容。耦合电容容值标准上有要求,太大太小都不好。* A9 m% ]* }* e

) V% f/ U7 V, v$ M7 Z' h2 l* S

+ ?* m% }: `+ d! J2 h! k2、在SATA信号传输的过程中会有衰减,传的距离越长衰减会越厉害,所以会给他一个载波(也就是直流分量),在进入IC或都SATAdevice后再用串电容的方法把直流分量滤掉,这样做会有比较好的信号质量。也就是隔直作用。
: W# H) {6 n1 r  r" Q4 k5 O: p6 n7 Q

( \8 x0 u; d% n5 g8 y3、PCIE放在发送端是协议规定的, 记得放在近端TX是给detector 做充电检测device用的。
3 O. `& T3 F9 [8 d1 J" q9 ?2 `) V9 F6 ^1 Y1 m0 b

7 y9 @) T: @% I9 a3 R
' F$ _5 X3 g0 }. H5 o

. F2 \- i% ~! i7 h' C

5 O, i$ o& Y1 Z. q2 p

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但是我看原厂都是要求电容靠近连接器端或金手指端放置  详情 回复 发表于 2020-5-19 09:48

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发表于 2015-3-7 22:54 来自手机 | 只看该作者
myeda_365 发表于 2015-3-6 17:26
3 y+ j9 s# H; o; u$ \0 c/ u不是AC电容不是已经隔直了吗?提供正确的直流偏置是什么意思

. I8 b" G& ^5 `% G2 f" ~6 RSink端的直流偏置电压和source端的直流偏置电压不一样,故要采用ac电容耦合信号。2 J& G8 L. F. U0 b. [7 b( ]6 j

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 楼主| 发表于 2015-3-6 17:00 | 只看该作者
中臣 发表于 2015-3-6 16:53- i4 I5 h4 m6 l  J( `$ A% \
摆放位置一般建议都是放在接口端, 禁止放在中间部分。
8 H2 Q% Y3 ^9 Z' G* x
谢谢回答,看到很多说放置在接收端,但是想想如果只是隔直,应该放驱动端也是问题不会太大。哈哈
- B8 N  [" }, I: B

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 楼主| 发表于 2015-3-6 16:51 | 只看该作者
fallen 发表于 2015-3-6 16:22
3 {: s: A9 g* I. l; z0 e# q0 x放在哪里,差别不大。
$ L4 q% _% d& b
恩,如果说是为了隔直,那确实放置位置应该就影响不大了。0 q; b+ z' N9 h. O
选择注意阻抗怎么说,看连续的0或1,意思是根据编码方式看最长的0或1来计算它的频率,根据这个频率来估计电容选值?如果不接会不会出现工作不了的现象?
) ?0 Y' S4 o, d  Z  ~+ V/ _# \! ^5 h

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基本上就是这个意思  详情 回复 发表于 2015-3-6 17:22

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2#
发表于 2015-3-6 16:21 | 只看该作者
基本上是隔直的作用.
5 i- f) l& W4 Q! q选择就是注意阻抗,不是单纯看信号频率,需要了解连续0或者1出现的周期(频率)

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3#
发表于 2015-3-6 16:22 | 只看该作者
放在哪里,差别不大。

点评

恩,如果说是为了隔直,那确实放置位置应该就影响不大了。 选择注意阻抗怎么说,看连续的0或1,意思是根据编码方式看最长的0或1来计算它的频率,根据这个频率来估计电容选值?如果不接会不会出现工作不了的现象?  详情 回复 发表于 2015-3-6 16:51

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4#
发表于 2015-3-6 16:36 | 只看该作者
放哪里区别不大,一般是靠近驱动端放置
  • TA的每日心情
    无聊
    2023-9-5 15:54
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    6#
    发表于 2015-3-6 16:53 | 只看该作者
    摆放位置一般建议都是放在接口端, 禁止放在中间部分。

    点评

    谢谢回答,看到很多说放置在接收端,但是想想如果只是隔直,应该放驱动端也是问题不会太大。哈哈  详情 回复 发表于 2015-3-6 17:00

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    8#
    发表于 2015-3-6 17:03 | 只看该作者
    AC电容是必须的,所谓的隔直,其实还有直流偏置问题。控制器之间需要AC电容去提供正确的直流偏置,以确保,两个控制器顺利的LINK上。至于容植的大小可以根据协议去选择。

    点评

    不是AC电容不是已经隔直了吗?提供正确的直流偏置是什么意思  详情 回复 发表于 2015-3-6 17:26

    该用户从未签到

    9#
    发表于 2015-3-6 17:05 | 只看该作者
    至于电容防在哪里,也可以根据协议去放置。PCIE的电容靠近发送端;SATA的靠近连接器等

    点评

    看了下设计,还真是PICE放驱动端,SATA放连接器端。。。貌似后面还有内容。  详情 回复 发表于 2015-3-6 17:25

    该用户从未签到

    11#
    发表于 2015-3-6 17:22 | 只看该作者
    myeda_365 发表于 2015-3-6 16:51, f& b" C% |* e8 R! t
    恩,如果说是为了隔直,那确实放置位置应该就影响不大了。5 X) v' V7 q9 O2 P; w" S$ t$ I. V
    选择注意阻抗怎么说,看连续的0或1,意思是根 ...
    2 b  _# f% q* D/ [0 P
    基本上就是这个意思
    0 R9 q, z' I8 l( c& x7 J

    该用户从未签到

    12#
     楼主| 发表于 2015-3-6 17:25 | 只看该作者
    zlpkcnm 发表于 2015-3-6 17:057 P. B9 s) {. L8 [
    至于电容防在哪里,也可以根据协议去放置。PCIE的电容靠近发送端;SATA的靠近连接器等
      o  y) b) g6 H' k! A1 v
    看了下设计,还真是PICE放驱动端,SATA放连接器端。。。貌似后面还有内容。

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    13#
     楼主| 发表于 2015-3-6 17:26 | 只看该作者
    zlpkcnm 发表于 2015-3-6 17:03
    $ Z. b2 l, ^2 ^2 B7 U3 r3 p: {; cAC电容是必须的,所谓的隔直,其实还有直流偏置问题。控制器之间需要AC电容去提供正确的直流偏置,以确保, ...

    , c- r! N/ }, y! g: E8 w不是AC电容不是已经隔直了吗?提供正确的直流偏置是什么意思
    5 w4 Z: x9 d( K+ d5 v

    点评

    Sink端的直流偏置电压和source端的直流偏置电压不一样,故要采用ac电容耦合信号。  详情 回复 发表于 2015-3-7 22:54
    提供正确的直流偏置是AC电容的一个作用 可能是我没讲明白吧。  详情 回复 发表于 2015-3-6 17:29

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    14#
    发表于 2015-3-6 17:29 | 只看该作者
    myeda_365 发表于 2015-3-6 17:26& ]2 w$ }$ ]$ E4 `, q
    不是AC电容不是已经隔直了吗?提供正确的直流偏置是什么意思

    . H  w3 s: ^8 Q提供正确的直流偏置是AC电容的一个作用
    ' H% R( V1 p* X) O7 H可能是我没讲明白吧。
    " E& P8 p% J, r

    点评

    这样啊。那就懂了,谢了  详情 回复 发表于 2015-3-6 17:50

    该用户从未签到

    15#
     楼主| 发表于 2015-3-6 17:50 | 只看该作者
    zlpkcnm 发表于 2015-3-6 17:29
    $ w- I9 B& R$ M- }! X: K提供正确的直流偏置是AC电容的一个作用( [6 h$ @4 R/ f- L
    可能是我没讲明白吧。

    ' N  y6 _5 A' I! Q这样啊。那就懂了,谢了# x3 v& A7 f0 }, g
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