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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。5 Z5 V( ~( X" E5 g; Z3 r) @
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。     ) v% z/ c" _, Q, L# x) b* r
3.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
/ J8 Q$ v, R# ?! s; d0 M1.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。
7 W) r, u( N5 L# Q% d2.关于0.1uf电容 ...
( L9 b: }7 u8 X
若华110兄弟的回答比较全面,赞一个,我补充一下:
! W, B6 @4 F2 _0 \# j

8 {. t- l* r1 N2 ?8 q1、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。
6 M4 w( J' w& e2 E) w: G9 d2 E# N( a( H; d2 @3 F$ W  g

$ B2 b7 [8 ]3 C" C# {7 h2、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。
; I3 j2 O" N! g# Y, L) |0 E0 H9 S7 f, z6 H) N) E% n! l

$ J' Z6 S' B% c) T+ U) G3、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。
8 R& f% C$ e( ^
3 x$ \; P2 W' R; @8 D7 |) x% I
1 i3 _$ ^% l% ?& N- H
9 W) c7 m: D  S% f2 `
0 ]% ]: _! s8 q0 b; B

; t1 d4 O: o1 j; h: J

点评

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 g* v  A) K% c, D9 b- S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

& B0 y) x) h  L! _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。0 v( [' M9 Q: [

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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
& R$ x% e% e7 x' }# j" L摆放位置一般建议都是放在接口端, 禁止放在中间部分。

4 I0 i; M4 ^; F- k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
( ~; @" B! A, `& e

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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; u7 ~0 A; b) p: q" t
放在哪里,差别不大。
2 F% g9 I- x' r- Y& U! H  I7 R  p2 |
恩,如果说是为了隔直,那确实放置位置应该就影响不大了。+ ^( S- L% k* i( C( j
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?
4 l; T  l' I+ c7 L) w1 ?! f. U

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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.% E0 `7 j8 N* S' G
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
    3 A# @; H4 m" v8 B6 v恩,如果说是为了隔直,那确实放置位置应该就影响不大了。
    3 F( b: t( E- A+ [/ X选择注意阻抗怎么说,看连续的0或1,意思是根 ...

    & R$ b: L5 T4 ~% ?6 g3 i5 q! o. f基本上就是这个意思
      o7 {7 `8 r# i' w6 l- @! J

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    12#
     楼主| 发表于 2015-3-6 17:25 | 只看该作者
    zlpkcnm 发表于 2015-3-6 17:05
    4 Y9 b$ n" H2 `# {( X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

    1 e, q! P& i2 G( p* c, Q* z, F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: [3 ~2 f/ N4 |" N  c! u7 e' K: n
    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, ...

    " A$ U2 a; s! `, d) b: M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3 p# m2 W% ^& I. b

    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
    9 [9 T9 ^2 i* v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

    6 a7 \4 D+ M* V  r9 N- Z3 n) D; B提供正确的直流偏置是AC电容的一个作用/ `7 a0 P# l' K# X" N- J
    可能是我没讲明白吧。# v1 l/ _% |8 z/ l! T* p. U

    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
    2 U1 R5 [4 q$ U6 Z2 C8 k提供正确的直流偏置是AC电容的一个作用
    * u; L3 Z8 Q% j3 [. \4 u# h3 R# A可能是我没讲明白吧。
    + x2 F" n2 L" w; l$ Q
    这样啊。那就懂了,谢了
    9 E5 i' |3 e% y/ Q4 N& v; k
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