小電容大作用，一不小心就是坑

作者：卧龍會 玉京龍

1）旁路電容是為本地器件提供能量的器件，它能使穩壓器的輸出均勻化，降低需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。

2）去耦電容就是起到一個"電池"的作用，滿足驅動電路電流的變化，避免相互間的耦合幹擾，在電路中進一步減小電源與參考地之間的高頻幹擾阻抗。原創今日頭條：卧龍會IT技術

旁路是把輸入信号中的幹擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信号的幹擾作為濾除對象，防止幹擾信号返回電源。

3）大電容濾低頻，小電容濾高頻。電容的作用就是通交流隔直流，通高頻阻低頻。電容越大高頻越容易通過。

4）儲能型電容器通過整流器收集電荷，并将存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。

電解電容又分固态電容和液态電容，固态電解較液态電解電容來說具有：高穩定性，壽命長，低 ESR和高額定紋波電流相比其它類型電容，其顯著特征就是電容量大

液态電解電容 鋁電解電容具有小尺寸，高穩定性，耐熱等顯著優點；

陶瓷電容分為X7R，X5R，Y5V，NPO/COG 等電容；

先來簡單的簡紹一下PCIE的基本知識，PCIE在電腦設備的重要性不言而喻，可以接顯卡，聲卡，網卡等；同時PCIE是一種高速串行總線标準，PCIE1.0一個通道的速率250MB/s, PCIE2.0一個通道的速率500MB/s, PCIE3.0一個通道的速率1GB/s, 由于速率的不同，耦合電容的選取值有所不同，PCIE1.0和PCIE2.0的AC耦合電容選取值的範圍在75nf-265nf（可以選用0.1uF的電容）； PCIE3.0的AC耦合電容選取值的範圍在180nf-265nf（可以選用0.22uF的電容）；

如果CPU是PCIE3.0，設備是PCIE2.0通訊起來速度是按PCIE3.0的速度還是PCIE2.0的速度呢？在TX和RX差分信号線在的耦合電容值怎麼選取？下圖是PCIE信号的拓撲圖；

顯而易見，PCIE3.0是向下兼容PCIE2.0和PCIE1.0的，所以當CPU是PCIE3.0，設備是PCIE2.0，通訊速率最大隻能達到PCIE2.0的速率；那麼差分耦合電容的值可選用0.1uF; 原創今日頭條：卧龍會IT技術

說到坑，筆者的有位硬件工程師朋友最近在調試PCIE設備時遇到問題。接上PCIE設備時會導緻主闆各種死機，找不到設備。通過各種方式的調試也沒找到解決辦法，以為是軟件的問題，以為PCIE設備的問題，都覺的不是硬件的問題。

因為PCIE信号是直接從CPU出來後就到連接器了，中間就一個0.1uF的耦合電容，也沒有其它什麼東西了，檢查了PCB的設計（線沒超長，等長做了，差分間距滿20mil，阻抗控了85歐姆，有完整的參考地平面，過孔也就兩個），都符合要求，而且按照我們的經驗，CPU的PCIE出來到連接器，TX差分信号的耦合電容需要加在主闆端，RX差分信号的耦合電容一般在設備上面，這都老師傅了，應該不會錯。

經過一周多的調試，看規格書的時候偶爾看到這樣一句話（AIO topology assume Tx and Rx ac caps on MB）。意思是TX和RX的AC耦合電容都是在主闆端上，瞬間想起了自己設計的RX沒加AC耦合電容。加上後瞬間解決的之前遇到導緻主闆死機，找不到設備的問題；這回被經驗坑了回，同時也是被RX上的AC耦合電容坑了回；下面再來看看PCIE在PCB上的走線圖；

原創：卧龍會 玉京龍

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