1. Perkenalan

Untuk rangkaian frekuensi rendah, resistor dan kapasitor dapat dianalisis sebagai perangkat yang ideal. Namun, pada rangkaian frekuensi tinggi, kedua perangkat ini tidak akan "ideal". Pembahasan utama kita hari ini adalah tentang masalah kapasitor AC yang biasa disebut dengan kapasitor kopling AC. Fungsi utamanya adalah menyaring komponen DC dari sinyal, yang simetris terhadap sumbu X. Di bawah ini kita akan melakukan simulasi menggunakan MULTISIM, dan rangkaian simulasi spesifiknya adalah sebagai berikut:

Bentuk gelombang simulasi ditunjukkan di bawah ini:

Di bawah ini kita akan menganalisis posisi penempatan dan ukuran kapasitansi kapasitor AC. Letak 2 buah kapasitor AC Diagram berikut menunjukkan rangkaian kopling kapasitor AC pada sebuah kapasitor. Hari ini, kita akan menganalisis posisi kapasitor AC berdasarkan rangkaian ini:

Dalam perancangan rangkaian rangkaian, kapasitor ini dapat setara dengan kapasitor ideal, dan PORT1 dan PORT2 dapat dianggap sebagai rangkaian terbuka. Di sirkuit berkecepatan tinggi, kapasitor ini tidak bisa setara dengan kapasitor ideal, dan frekuensi sinyalnya adalah 2,5G. 2.1 Kapasitor kopling AC ditempatkan pada ujung pengirim
Tempatkan kapasitor AC pada ujung pengirim (PORT1), seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian spesifik:

Diagram mata ujinya adalah sebagai berikut:

2.2 Kapasitor kopling AC ditempatkan di ujung penerima
Tempatkan kapasitor AC di ujung pengirim (PORT2), seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian spesifik:

Diagram mata ujinya adalah sebagai berikut:

2.3 Analisis hasil
Ketika kapasitor kopling AC ditempatkan pada ujung penerima (PORT2), kinerjanya jauh lebih baik daripada yang ditempatkan pada ujung transmisi (PORT1).
Analisis: Impedansi kapasitor non-ideal terputus-putus, dan energi yang dipantulkan oleh sinyal setelah redaman saluran akan lebih kecil daripada energi yang dipantulkan secara langsung. Oleh karena itu, sebagian besar tautan serial memerlukan kapasitor kopling AC ini untuk ditempatkan di ujung penerima. Namun ada juga pengecualian. Penulis pernah mengalami masalah ini sebelumnya ketika membuat koneksi board to board. Setelah memeriksa spesifikasi PCIE, ditemukan bahwa jika dua papan biasanya ditempatkan pada ujung pengirim, fungsi lain dari kapasitor kopling AC – proteksi tegangan lebih juga digunakan. Misalnya, SATA biasanya harus ditempatkan dekat dengan konektor.
Nilai kapasitas 3 kapasitor AC
Tautan sinyal dapat setara dengan resistor tetap R, di mana kapasitansi kapasitor kopling AC mempengaruhi konstanta waktu τ, Semakin besar RC, semakin besar komponen DC dan semakin rendah penurunan tegangan DC. Di bawah ini kita akan menganalisis nilai kapasitansi kapasitor AC: 3,1 0,1 μF Kapasitor AC Kapasitor kopling AC mengadopsi 0,1 μF. Kemasannya adalah 0402, dan kapasitor terletak di ujung penerima. Rangkaiannya ditunjukkan pada gambar berikut:

Diagram mata untuk pengujiannya adalah sebagai berikut:

3.2 Kapasitor AC 10 μF
Kapasitor kopling AC mengadopsi 10 μF. Kemasannya adalah 0402, dan kapasitor terletak di ujung penerima. Rangkaiannya ditunjukkan pada gambar berikut:

Diagram mata untuk pengujiannya adalah sebagai berikut:

3.3 Hasil analisis
Terlihat bahwa peningkatan kapasitansi kopling menyebabkan penurunan tinggi mata. Analisis: Ini adalah "kecepatan tinggi" yang menyebabkan kapasitansi menjadi tidak memuaskan. Induktansi induktif akan menghasilkan resonansi seri. Semakin besar nilai kapasitansi, semakin rendah frekuensi resonansinya. Kapasitansi kopling AC bersifat induktif pada frekuensi rendah, sehingga redaman komponen frekuensi tinggi meningkat, ketinggian mata menurun, tepi naik melambat, dan JITTER yang sesuai juga meningkat. Biasanya disarankan agar kapasitansi kopling AC antara 0,01uf dan 0,2uf, dan 0,1uf lebih umum digunakan dalam proyek. Disarankan menggunakan kemasan 0402.
Rangkuman 4 buah kapasitor AC
Pertama, beberapa protokol atau manual akan memberikan persyaratan desain, dan kami akan menempatkannya sesuai dengan pedoman desain.
(Analisis: Secara umum, posisi dan ukuran kapasitansi kapasitor kopling AC disediakan oleh protokol sinyal atau pemasok chip. Untuk sinyal dan chip yang berbeda, posisi dan ukuran kapasitansinya berbeda. Misalnya, sinyal PCIE memerlukan kapasitor kopling AC agar dekat dengan ujung transmisi saluran, sinyal SATA memerlukan kapasitor kopling AC dekat dengan konektor, dan untuk sinyal 10GBASE-KR, kapasitor kopling AC harus dekat dengan ujung penerima saluran sinyal. Kedua, jika dari IC ke IC, harap letakkan di dekat ujung penerima.
Analisis 1: Kapasitor dianggap sebagai titik diskontinuitas impedansi (sehingga diperlukan kesesuaian saluran transmisi semaksimal mungkin). Jika ditempatkan dekat dengan ujung penerima dan memiliki koefisien refleksi yang sama, sinyal akan mengalami redaman saluran sebelum dipantulkan, yang akan menghasilkan energi yang lebih kecil dibandingkan dengan refleksi awal.). Jadi sebagian besar tautan serial memerlukan receiver untuk memutarnya;
Analisis 2: Selama proses transmisi sinyal, beberapa komponen DC juga dapat saling mengganggu, menyebabkan masalah penerimaan dan kedekatan dengan pihak penerima.
Analisis 3: Setelah simulasi AD, ditemukan juga bahwa efek kualitas gambar mata lebih baik bila ditempatkan pada sisi penerima. Ketiga, jika itu adalah IC ke konektor, harap letakkan di dekat konektor.
(Analisis: Kita mengetahui bahwa kapasitor kopling AC mempunyai fungsi lain, yaitu memberikan proteksi terhadap tegangan lebih dan arus lebih. Oleh karena itu, dalam hal konektor, fungsi ini kebetulan dimainkan. Oleh karena itu, persyaratan yang lebih banyak adalah menempatkannya di dekat konektor. .) Selama transmisi sinyal SATA, akan terjadi redaman, dan semakin jauh jarak transmisi, semakin parah redamannya. Oleh karena itu, gelombang pembawa (yaitu komponen DC) akan diberikan padanya, dan setelah masuk ke perangkat IC atau SATA, komponen DC akan disaring menggunakan metode kapasitor seri. Ini akan memiliki kualitas sinyal yang lebih baik, yang merupakan efek dari isolasi arus searah.