¿Por qué hay tantos motivos de señal para PCI Express?

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Las conexiones PCIe tienen uno o dos contactos de tierra por par de señales diferenciales. ¿Por qué es este el caso?

En los tableros que he estado estudiando, todos estos pines están unidos al mismo plano de tierra en el tablero (al menos por lo que puedo decir), ¿realmente hace una diferencia? Todos deberían tener esencialmente el mismo potencial, ¿no?

¿Hay simplemente pines de tierra intercalados con los pares de señales para absorber cualquier posible interferencia entre pares adyacentes? Si este es el caso, ¿por qué se supone que debes eliminar cualquier plano de tierra (interno) en el área de contacto?

    
pregunta TheSpruceMoose

1 respuesta

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Ok, entonces creo que ahora tengo al menos una idea:

  • Teniendo en cuenta la frecuencia de señalización de 100 MHz, los datos y las señales de reloj deben correr sobre las líneas de transmisión (asumiendo una velocidad de propagación a través de cobre de 0.6c, la longitud de onda es de ~ 1.8m, y usando la regla de oro del 10% de longitud de onda y la El hecho de que probablemente haya un contenido de mayor frecuencia en esa señal base de 100 MHz, está justo en ese rango).
  • Para minimizar las reflexiones de la señal y otras distorsiones en la línea, la impedancia debe ser lo más consistente posible en toda la línea. En las frecuencias que lo convierten en una línea de transmisión, la impedancia de la línea está dominada por la reactancia, y más específicamente, por la relación de inductancia a capacitancia.
  • Supongo que la inductancia de una traza en el PCB será en gran medida constante para una longitud dada, independientemente de la disposición (excepto el enrutamiento funky), por lo que la impedancia debe controlarse ajustando la capacitancia, que se gestiona mediante mover las líneas de señal más cerca o más lejos del plano de tierra y / o trazas.
  • El plano de tierra está ausente debajo del borde de la tarjeta por tres razones:
    1. Los pines de señal son más anchos que las trazas, lo que daría como resultado una mayor capacitancia entre ellos y el plano de tierra.
    2. Las clavijas de tierra agregan capacitancia a la línea.
    3. El conector PCIe está diseñado para tener la impedancia adecuada tal como está, y colocar un plano de tierra grande justo en el centro eliminaría la capacitancia y, por lo tanto, la impedancia.
  • Creo que los pines de tierra entre los pines de señal probablemente ayudan a reducir las interferencias, pero ¿tal vez esa sea una preocupación secundaria?

¿Estoy en algún lugar cerca de la respuesta correcta, o estoy lejos? Había mirado las líneas de transmisión varias veces y no podía entenderlo, pero esta respuesta me vino después de prestar más atención a la fórmula para determinar la impedancia característica.

    
respondido por el TheSpruceMoose

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