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6月30日-EDA365射频、EMC公益课深圳站
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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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四级会员(40)

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发表于 2015-3-6 16:16 | 显示全部楼层 |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

三级会员(30)

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发表于 2015-4-28 09:22 | 显示全部楼层
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。
; P/ P) |( B+ x2.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。     ; X; \9 |" F- b% p4 u
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。

点评

支持!: 5.0
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 2015-3-7 22:54 来自手机 | 显示全部楼层
myeda_365 发表于 2015-3-6 17:26
1 a! ^0 v9 ~! X( A+ Z3 i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 o8 p% A, U3 c9 D6 wSink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。
# w  s7 k/ e# y9 j/ f; \

四级会员(40)

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发表于 2015-4-29 07:14 | 显示全部楼层
若华110 发表于 2015-4-28 09:227 z% y+ z5 z5 A7 J4 \, W. f. c
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。: b# x/ F: k% ^5 P
2.关于0.1uf电容 ...
0 n( }0 n8 O  P# u$ `
若华110兄弟的回答比较全面,赞一个,我补充一下:
, v: @/ t2 {' {8 W3 d" [; N
+ k4 w# \% N' e" |& ?
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。
# i  C4 g1 G" Y4 W' T
9 {# V$ ?$ }& F) ~! y  M* f& h3 F. |
3 d9 Z- y# v6 Z5 L5 H+ C
2、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。
* a! `* y1 p- K- }. e, q! v# }
, P( B4 K0 l/ e7 D3 E9 I$ e6 Q+ B

& [: {( ~9 I3 [  U3、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。. T  {, D' |( M( H7 u
) B2 @& I' x: Q' S# ~  @6 o% x
. A6 f$ z$ ]' b5 z

, V! g0 E; C$ _
( a- L4 F% _3 ^- l4 ~8 v; B
0 ]0 {& o* D! ]) p* W& z
发表于 2015-3-6 16:21 | 显示全部楼层
基本上是隔直的作用.
$ r8 }- M4 J# _/ A7 D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)
发表于 2015-3-6 16:22 | 显示全部楼层
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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发表于 2015-3-6 16:36 | 显示全部楼层
放哪里区别不大,一般是靠近驱动端放置

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 楼主| 发表于 2015-3-6 16:51 | 显示全部楼层
fallen 发表于 2015-3-6 16:22) I5 P7 ^( j* q8 z4 A
放在哪里,差别不大。

* s/ b0 ^/ @4 ^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 m4 W9 O+ P6 f% o% d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?+ c  E, I% \) ^' n7 h- ~

点评

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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发表于 2015-3-6 16:53 | 显示全部楼层
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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 楼主| 发表于 2015-3-6 17:00 | 显示全部楼层
中臣 发表于 2015-3-6 16:53
! ?1 P6 I6 N, [( P6 g- s) _: I" E& y* Z摆放位置一般建议都是放在接口端, 禁止放在中间部分。

( O9 w7 ^7 T0 ?' x) V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
0 @( V% ?# C' }( G6 F

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发表于 2015-3-6 17:03 | 显示全部楼层
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。

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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
If by life,you were deceived.
Don't be dismal ,don't be wild!
In the day of grief,be mild!
Merry days will come, believe.
Hearts is living in tomorrow.
Present is dejected here:
In a moment, passed sorrow
that which passes will be dear.

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发表于 2015-3-6 17:05 | 显示全部楼层
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
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发表于 2015-3-6 17:17 | 显示全部楼层
学习
发表于 2015-3-6 17:22 | 显示全部楼层
myeda_365 发表于 2015-3-6 16:51, p, u; C1 y' C
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 v. J1 F$ q3 t, J- X0 ^4 l选择注意阻抗怎么说,看连续的0或1,意思是根 ...

, c; |' O6 y: l& D$ ~% ~基本上就是这个意思
) d2 }# R% E, I! f- R6 x! o3 D

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 楼主| 发表于 2015-3-6 17:25 | 显示全部楼层
zlpkcnm 发表于 2015-3-6 17:057 `* P( @5 l$ V
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

: X. f7 y( j9 G" w. |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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 楼主| 发表于 2015-3-6 17:26 | 显示全部楼层
zlpkcnm 发表于 2015-3-6 17:03
( I; ?1 h  w+ W5 m& F5 ^: i4 ]4 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, ...

9 W- m0 K6 u; v- L- N4 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; x3 |8 z4 g/ m. @9 t7 n! ^

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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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发表于 2015-3-6 17:29 | 显示全部楼层
myeda_365 发表于 2015-3-6 17:26# D+ N) S/ W+ \! C, Y- 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

0 O8 r& \* G. ~# Z提供正确的直流偏置是AC电容的一个作用" C. k; w) u5 H: _. E
可能是我没讲明白吧。
! `( d( _. A% p3 a) X6 S* g5 a$ Z. _- P

点评

这样啊。那就懂了,谢了  详情 回复 发表于 2015-3-6 17:50
If by life,you were deceived.
Don't be dismal ,don't be wild!
In the day of grief,be mild!
Merry days will come, believe.
Hearts is living in tomorrow.
Present is dejected here:
In a moment, passed sorrow
that which passes will be dear.

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 楼主| 发表于 2015-3-6 17:50 | 显示全部楼层
zlpkcnm 发表于 2015-3-6 17:29
  `# I; W/ ], h$ g9 B提供正确的直流偏置是AC电容的一个作用% G2 g3 X: U1 x0 p! R" r
可能是我没讲明白吧。

8 \9 ?; ~, ^$ l这样啊。那就懂了,谢了
+ H# ~2 I9 |6 d; R2 ~% g
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