AC耦合电容作用

lxd123456 · 发表于 2019-9-26 10:10

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[color=rgb(34, 34, 34) !important]在很多高速串行信号中，都会使用到AC耦合电容，既然在设计高速串行电路时，任何一个小小的不同都会引起信号完整性问题，为什么要在串行链路中加入一个AC耦合电容呢？这个电容不仅会导致信号边沿变得缓慢，还有可能会引起阻抗不连续。

[color=rgb(34, 34, 34) !important]当我们连接有不同的供电电压的两个系统时或者是热插拔时，可能就会需要用到AC耦合电容了，首先我们要了解的是这里我们使用AC电容的目的是为了使两级之间更好的通信，既然是串在了两个系统之间，那通信的信号必然是交流的信号。AC耦合电容还可以提供直流偏压和过流的保护。

[color=rgb(34, 34, 34) !important]在中间加个AC电容有什么好处呢？

[color=rgb(34, 34, 34) !important]主要就是改善了噪声容限。我们有时候可能在选择电容时会选择小电容，觉得这样可能会将直流成分滤的更干净，但是这样会导致信号变形并且引起基线漂移。如果选择较大的电容，电容端的电压稳定的时间需要的比较长，原来一个小小的电容要求有这么多，那我们应该如何来选择这个电容呢？首先要看电容的频率、温度等特性并且选择低ESR/ESL的电容。对于电容值的选择是要通过计算来选的，如下所示：

[color=rgb(34, 34, 34) !important]

[color=rgb(34, 34, 34) !important]这里的F是截止频率（定义电压为输入电压的0.707倍时的频率），R是传输线的阻抗，C是AC耦合电容。

[color=rgb(34, 34, 34) !important]当然在选择电容时，其通带的最小频率要比传输信号的最小频率要小才好，假设信号的最小频率为Fmin，则频率值为F：

[color=rgb(34, 34, 34) !important]F=Fmin/20

[color=rgb(34, 34, 34) !important]当取值为F时，99.88%的信号均会通过。

[color=rgb(34, 34, 34) !important]前面介绍了，虽然AC耦合电容有其好处，也会导致边沿变缓慢，放置AC耦合电容时，会引起阻抗的变化，就存在一个阻抗不连续点。同时，也会引入码型相关抖动，即当电路传输的信号中出现连续的“1”或“0”时，会出现下图所示的直流电平压降，这就会影响眼高。