PCIe TX端电容

一、问题：PCIe为什么要加电容

PCIe为什么要加电容？具体的作用是什么？

答：因为PCIe Host和Receiver两端的直流偏置会不一样，所以需要在PCIe的传输路径上加电容，这样传输路径上只有AC信号，不存在直流偏置问题。

二、问题：为什么AC电容一般放在TX端

答：

1、从问题一看，其实理想电容应该可以放在通道的任何一个地方。但实际电路中的电容并非理想的，有寄生电感的存在，而且焊盘和换层过孔都是阻抗不连续点。

那为什么PCIe要求电容放在TX端呢？其实仔细看PCIe规范是说如果是两块板连接时，要放在发送的那块板上。如果发送接收在同一块板上，那么就随意吧，但最好靠近一端。

下面是从PCIe 3.0规范中摘取出来的截图，可以清晰的看到对AC耦合电容位置的准确描述：

PCIe总线还规定了耦合电容的大小范围，详细参见PCIe 3.0规范中的表4-18，摘取如下：

2、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。因此对于存在连接器的情况，一般将电容放置在TX端以减少低频信号损耗

3、高速信号调整

由于PCIe的速率越来越高，而普通的PCB板材和接插件对信号的传输损耗较严重，因此PCIe G1和G2在发送端都采用了去加重技术（De-emphasis），即发送端在发送信号时对跳变位之后的信号（代表信号中的低频成分）减小幅度发送，这样可以部分补偿一下传输线路对高频成分的衰减，从而得到比较好的眼图（信号摆幅小，眼图高度低，功耗小，EMC辐射小）。

PCIe G1中采用的是-3.5dB的去加重，G2中采用的是-3.5dB和-6dB的去加重。对于G3，由于信号速率更高，需要采用更加复杂的二阶去加重技术，即除了跳变位减小幅度（De-emphasis）发送外，在跳变位的前一位也要增大幅度发送，这个增大的幅度通常叫做Preshoot。

为了应对复杂的链路环境，PCIe G3中规定了共11种不同的Preshoot和De-emphasis的组合（Preset），实际应用中Tx和Rx端可以在Link Training阶段协商出一个最优的Preset值。

PCIe G3除了在发送端对信号高频进行补偿，在接收端还要对信号做均衡（Equalization），就是在Rx端的接收芯片内增加一个均衡电路，可以抬高接收到的信号中的高频分量，从而对线路的损耗进行进一步的补偿。均衡器的强弱也有很多档可选，在Link Training阶段Tx和Rx端会协商出一个最佳的组合。

三、总结

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、当PCIe在发送端加入去加重技术时，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；有些设计里面，在TX和RX端都加电容，但是这种用法效果一般较差

4、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，最好通过仿真验证，传统经验放置在tx端并不一定好用

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