Für Niederfrequenzschaltungen können Widerstände und Kondensatoren als ideale Geräte analysiert werden. In Hochfrequenzschaltungen sind diese beiden Geräte jedoch nicht „ideal“. Heute geht es in unserer Hauptdiskussion um das Thema Wechselstromkondensatoren , die allgemein als Wechselstrom-Koppelkondensatoren bekannt sind. Ihre Hauptfunktion besteht darin, den Gleichstromanteil des Signals herauszufiltern, der symmetrisch zur X-Achse ist. Im Folgenden simulieren wir mit MULTISIM. Die spezifische Simulationsschaltung lautet wie folgt:

Die Simulationswellenform ist unten dargestellt:

Im Folgenden analysieren wir die Platzierungsposition und die Kapazitätsgröße von Wechselstromkondensatoren. Lage von 2 AC-Kondensatoren Das folgende Diagramm zeigt eine AC-Kondensator-Kopplungsschaltung eines Kondensators. Heute analysieren wir die Position des Wechselstromkondensators anhand dieser Schaltung:

Beim Entwurf von Schaltkreisen kann dieser Kondensator einem idealen Kondensator entsprechen, und PORT1 und PORT2 können als offene Schaltkreise betrachtet werden. In Hochgeschwindigkeitsschaltungen kann dieser Kondensator nicht einem idealen Kondensator entsprechen und die Frequenz des Signals beträgt 2,5 G. 2.1 AC-Koppelkondensator am Sendeende platzieren
Platzieren Sie den AC-Kondensator am Sendeende (PORT1), wie im spezifischen Schaltplan dargestellt:

Das Testaugendiagramm sieht wie folgt aus:

2.2 AC-Kopplungskondensator am Empfangsende platzieren
Platzieren Sie den AC-Kondensator am Sendeende (PORT2), wie im spezifischen Schaltplan gezeigt:

Das Testaugendiagramm sieht wie folgt aus:

2.3 Ergebnisanalyse
Wenn der AC-Koppelkondensator auf der Empfangsseite (PORT2) platziert ist, ist seine Leistung viel besser als die Leistung, die auf der Sendeseite (PORT1) platziert ist.
Analyse: Die Impedanz nicht idealer Kondensatoren ist diskontinuierlich und die vom Signal nach der Kanaldämpfung reflektierte Energie ist geringer als die direkt reflektierte Energie. Daher erfordert die überwiegende Mehrheit der seriellen Verbindungen die Platzierung dieses Wechselstrom-Kopplungskondensators auf der Empfangsseite. Es gibt aber auch Ausnahmen. Der Autor ist bereits bei der Herstellung von Board-zu-Board-Verbindungen auf dieses Problem gestoßen. Bei der Überprüfung der PCIE-Spezifikation wurde festgestellt, dass bei der Platzierung von zwei Platinen auf der Sendeseite normalerweise auch eine weitere Funktion des AC-Koppelkondensators – der Überspannungsschutz – genutzt wird. Beispielsweise muss SATA normalerweise in der Nähe des Anschlusses platziert werden.
Kapazitätswert von 3 AC-Kondensatoren
Die Signalverbindung kann einem festen Widerstand R entsprechen, wobei die Kapazität des AC-Kopplungskondensators die Zeitkonstante τ beeinflusst. Je größer RC, desto größer die DC-Komponente und desto geringer der DC-Spannungsabfall. Im Folgenden analysieren wir den Kapazitätswert von Wechselstromkondensatoren: 3,1 0,1 μF Wechselstromkondensator Der Wechselstromkopplungskondensator nimmt 0,1 μF an. Die Verpackung ist 0402 und der Kondensator befindet sich am Empfangsende. Die Schaltung ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Das Augendiagramm für den Test sieht wie folgt aus:

3.2 10 μF AC-Kondensator Der
AC-Kopplungskondensator nimmt 10 μF an. Die Verpackung ist 0402 und der Kondensator befindet sich am Empfangsende. Die Schaltung ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Das Augendiagramm für den Test sieht wie folgt aus:

3.3 Ergebnisanalyse
Es ist ersichtlich, dass eine Erhöhung der Koppelkapazität zu einer Verringerung der Augenhöhe führt. Analyse: Es ist die „hohe Geschwindigkeit“, die dazu führt, dass die Kapazität unbefriedigend wird. Induktive Induktivität erzeugt Serienresonanz. Je größer der Kapazitätswert, desto niedriger ist die Resonanzfrequenz. Die AC-Kopplungskapazität ist bei niedrigen Frequenzen induktiv, sodass die Dämpfung der Hochfrequenzkomponente zunimmt, die Augenhöhe abnimmt, die Anstiegsflanke langsamer wird und der entsprechende JITTER ebenfalls zunimmt. Normalerweise wird empfohlen, dass die AC-Kopplungskapazität zwischen 0,01 uf und 0,2 uf liegt, wobei 0,1 uf in Projekten üblicher ist. Es wird empfohlen, die Verpackung von 0402 zu verwenden.
Zusammenfassung von 4 AC-Kondensatoren
Zunächst werden in einigen Protokollen oder Handbüchern Designanforderungen festgelegt, die wir entsprechend den Designrichtlinien platzieren.
(Analyse: Im Allgemeinen werden Position und Kapazitätsgröße des AC-Kopplungskondensators vom Signalprotokoll oder Chiplieferanten bereitgestellt. Bei verschiedenen Signalen und Chips sind Position und Kapazitätsgröße unterschiedlich. PCIE-Signale erfordern beispielsweise den AC-Kopplungskondensator Um sich in der Nähe des sendenden Endes des Kanals zu befinden, muss sich der AC-Kopplungskondensator bei SATA-Signalen in der Nähe des Anschlusses befinden, und bei 10GBASE-KR-Signalen muss sich der AC-Kopplungskondensator in der Nähe des empfangenden Endes des Signalkanals befinden. Zweitens: Wenn es von IC zu IC geht, platzieren Sie es bitte in der Nähe des Empfangsendes.
Analyse 1: Der Kondensator wird als Impedanzdiskontinuitätspunkt betrachtet (daher muss er so weit wie möglich an die Übertragungsleitung angepasst werden). Wenn es in der Nähe des Empfangsendes platziert wird und den gleichen Reflexionskoeffizienten aufweist, erfährt das Signal vor der Reflexion eine Kanaldämpfung, was zu einer geringeren Energie als bei der ursprünglichen Reflexion führt. Bei den meisten seriellen Verbindungen ist daher die Wiedergabe durch den Receiver erforderlich;
Analyse 2: Während des Signalübertragungsprozesses können sich auch einige Gleichstromkomponenten gegenseitig stören, was zu Empfangsproblemen und zu Problemen mit der Nähe zum Empfänger führen kann.
Analyse 3: Nach der AD-Simulation wurde auch festgestellt, dass der Effekt der Augenbildqualität besser ist, wenn es auf der Empfangsseite platziert wird. Drittens: Wenn es sich um einen IC-Stecker handelt, platzieren Sie ihn bitte in der Nähe des Steckers.
(Analyse: Wir wissen, dass AC-Koppelkondensatoren eine weitere Funktion haben, nämlich Schutz vor Überspannung und Überstrom. Daher wird diese Funktion zufällig auch bei Steckverbindern gespielt. Daher besteht eine größere Anforderung, sie in der Nähe der Steckverbinder zu platzieren .) Bei der Übertragung von SATA-Signalen kommt es zu einer Dämpfung, und je länger die Übertragungsentfernung, desto stärker ist die Dämpfung. Daher wird ihm eine Trägerwelle (dh eine Gleichstromkomponente) zugeführt, und nach dem Eintritt in das IC- oder SATA-Gerät wird die Gleichstromkomponente mithilfe einer Reihenkondensatormethode herausgefiltert. Dies führt zu einer besseren Signalqualität, was auf die Gleichstromisolierung zurückzuführen ist.