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高速差分信号(PCIe)的耦合电容为什么要放在TX端?

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
高速差分信号(PCIe)的耦合电容为什么要放在TX端?

理论上来讲AC耦合电容放在哪里都是没有问题的,AC耦合电容主要的还是为了考虑的是电平转换。

协议规定


求大神回复我,解释下差分耦合电容的工作原理

恩,对于理想的AC电容,的确放哪里都OK,但是网上有人仿真之后发现,对于非理想器件,电容放在接收端比放在发送端好一些,不理解!

AC电容无论放在哪里都能达到block DC 的目的啊,这怎么理解?

那效果差距不会差很多。
没有规定说过pcie 的AC电容要放再发送端,你可以看intel的layout guide,里面说是可以放再发送端或者接收端,放在最开始或者最后面的1/4部分

板载devic靠近发送端放置是一个习惯问题而已,其实放在哪个位置都没有关系,靠近发送端有个好处是可以少换层,出线方便些(毕竟高速信号不适合在表层走太远);
如果高速信号有经过连接器,那么AC电容靠近连接器放置,500mil以内。毕竟连接器附近是有比较大的寄生电容的(这个理由是我自己理解的,不喜可以忽略);
还有一点就是要记住AC电容的容值不是固定的,都是范围值。

在PCIE上解释不了时,请回到音频功放输入输出的耦合电容上来理解,你看大多数人是怎么放的,道理是什么呢?

前两天在网上看到一篇文档,分析的挺好。
总结来说就是:电容越小的话,整个通道的低频能量通过性变差,当有非平衡码流出现,导致信号jitter变大,所以是电容大一些比较好,但是也不能太大,因为大电容的高频特性一般都不是很好,也会影响类似PCIe这样高频信号的信号质量,所以权衡下来0.1uf会比较合适。

呵呵,这个还真是研究过!
1、上述各位的回答都是错的!PCIe标准里面明确规定:当两个设备通过连接器互联时,必须放置交流耦合电容到TX端
2、放远放近最大的不同时高速信号传输中的介质损耗和趋肤效应不同,当放置靠近rx端时,介质损耗和趋肤效应产生的衰减较大,因此,电容引发的阻抗不连续反射效应降低,可以通过高速互联模型推导出,在靠近rx端的1/4处是比较理想的,实测也是如此;但是当距离不远时,区别不是特别大,因此,pcie标准中,对于板级的电容放置并没有要求。
3、当加入连接器时,串扰和寄生电容/电感增加,互联线上损耗增多,其损耗减小了低频分量信号幅度,对于高频虽有减小但是减小幅度倍数没有低频多,如果放置在rx端,低频信号就衰减的太多了,但是,并不是不行;实测信号,也会发现放置在tx端时信号完整性更好一些(相对而言),而放置在rx端,如果距离长,信号整体衰减的比较厉害;
4、为了完善高速信号的可靠性,pcie在发送端加入了去加重技术,这进一步衰减了低频信号,如果再将电容放置远端,那么低频信号就是“雪上加霜”了;但是,也并不是不行;因此,有些设计里面,在tx和rx端都加电容,根据实际效果选择使用。同时都用的也存在,但是不建议这种用法,效果比较差!
综上:因为:连接器带来的信号干扰+去加重技术,导致低频信号幅度加剧衰减,没有和高频信号幅值同等衰减,信号整体“形状”发生畸变了,在这种情况下,要适当的调整低频信号衰减,因此,放置在tx端是非常必要的!但是这种做法加剧了容抗不连续反射的影响,因此,信号比起没有使用连接器还是要差的!
另推广:
1、凡是使用连接器的高速信号(背板高速信号设计),一般都是放置在tx端!
2、上述条件的例外是:如果使用了均衡器或预加重技术,当然还是放在rx端好了!
3、因此,放置在哪一端,必须要根据该信号的处理技术和构成而言要分析驱动器的方式、电平逻辑构成、信号类型等,传统经验放置在rx端并不一定好用!

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