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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。
" G3 Y" @- L$ e2.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。     
; ^$ U; M- a3 @: 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。

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$ m8 Y4 R+ [# _9 C" 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

' c! Q: U8 `( I" {1 ~; P! GSink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。
  n% R9 t2 `5 z' d# d/ g3 t9 o

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 09:224 m, P, q3 V) t4 x/ c$ q0 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。
: F- q3 K* i& Z- E* z, J2.关于0.1uf电容 ...

+ q. l+ |& q9 m0 x2 h若华110兄弟的回答比较全面,赞一个,我补充一下:' p3 c- N3 M/ M& \9 f
: @& K8 \# R% D+ S0 A
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。
* q/ l0 A% S8 i6 E0 j6 n. N; Z9 R+ @9 l; P

1 M& L2 K5 q" V- ~+ N2、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。) ~, o& u' S, o- Y

2 F! H; V" l" i8 \

5 y& n2 q" f% [4 ^) @6 g6 f3、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。# h$ _! H5 `; U: t' J

  Q  ^5 M8 O! x7 b% Q2 u1 L) b
! [4 Z5 z# H; D6 B# j
1 w( ]4 u1 b( H8 I" g, I0 [
# z0 p, W; @3 O% y% M

0 v8 }8 |) o$ z" P) I
发表于 2015-3-6 16:21 | 显示全部楼层
基本上是隔直的作用.
, q; c+ v2 [1 |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/ }9 {3 |: u4 x( u. U$ f3 I
放在哪里,差别不大。

  ], ^  Z( M" I- H/ }0 _" l恩,如果说是为了隔直,那确实放置位置应该就影响不大了。1 b- X5 \. Z* u$ ^+ A  u) q2 f
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?
6 c3 b  v7 Y8 y1 p  s

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
3 J; u) v) _4 ?: I! Z+ I/ [摆放位置一般建议都是放在接口端, 禁止放在中间部分。
3 S' e* x+ Q! N0 A! b5 W1 b% S
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( Y, ]- G5 M6 M( {

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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

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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, W* i# H. ^8 Z3 j5 Q
恩,如果说是为了隔直,那确实放置位置应该就影响不大了。
2 I6 `5 `  _3 `' L选择注意阻抗怎么说,看连续的0或1,意思是根 ...
7 |* S9 |0 f+ t5 D
基本上就是这个意思
. }; v4 g: d2 t. X

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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 17:058 H! O; W: }8 p8 S  L
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

  D' I7 }: o- A$ c4 p) |7 C: ]+ K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+ }2 ~) l/ j: `! D/ {2 X, l
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, ...

9 j* D8 M; d5 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; C  ]8 _, w, ?, n5 N$ W

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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发表于 2015-3-6 17:29 | 显示全部楼层
myeda_365 发表于 2015-3-6 17:26: N# A! l; M3 L$ X6 w3 m* J
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 M( d/ f; g& |- [提供正确的直流偏置是AC电容的一个作用, X+ d, h0 g1 O! ]% U
可能是我没讲明白吧。
- T# z0 P- r& w

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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# C3 b) L0 i! [0 N. a1 _
提供正确的直流偏置是AC电容的一个作用1 d$ Q. p+ p  q* }' Y1 Y
可能是我没讲明白吧。
) u$ h! a) g) a! S: }$ _& K
这样啊。那就懂了,谢了% m) x) z8 Z) B# {0 |' S& H3 A, j9 R
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