下麵筆者依據之前的項目經驗，盤點分析一下我在這顆電容的使用上遇到的一些問題。

 

最開始要先明白AC耦合電容的作用。一般來講，我們用AC耦合電容來提供直流偏壓
，就是濾出信號的直流分量，使信號關於0zhouduicheng。jiranshizhegezuoyong，namezhekedianrongshibushikeyifangzaitongdaoderenheweizhine？zhejiushibizhezuichuzuogaopindianlushi，zaizhekedianrongshiyongshangyudaodediyigewenti——AC耦合電容到底該放在哪。

 

這裏拿一個項目中常遇到典型的通路來分析。

 

 

圖1：AC耦合電容典型通路

 

zaidisudianlushejizhong
，zhekedianrongkeyidengxiaochenglixiangdianrong。erzaigaopindianluzhong，youyujishengdiangandecunzaiyijibancaizaochengdezukangbulianxuxing，shijishangzhekedianrongbunengkanzuoshilixiangdianrong。zhelixinhaopinlv2.5G
，通道長度4000mil，AC耦合電容的位置分別在距離發送端和接收端200mil的位置。我們看一下仿真出的眼圖的變化。

 

 

圖2：AC耦合電容靠近發送端的眼圖
 

 

圖3：AC耦合電容靠近接收端的眼圖

 

顯然
，這顆ACouhedianrongkaojinjieshouduandeshihouxinhaodewanzhengxingyaohaoyufangzaifasongduan。wodelijieshizheyangde
，feilixiangdianrongqizukangbulianxu
，xinhaojingguotongdaoshuaijianhoufanshedenenglianghuixiaoyuzhijiefanshedenengliang，suoyijuedaduoshuchuanxinglianluyaoqiuzhekeAC耦合電容放在接收端。但也有例外，筆者之前做板對板連接時遇到過這個問題，查PCIE規範發現如果是兩個板通常放置在發送端上，此時還利用到了AC耦合電容的另外一個作用——過壓保護。比如說SATA

，所以通常要求靠近連接器放置。

 

解決了放置的問題
，另一個困擾大家的就是容值的選取了。這樣說，我們的整個串行鏈路等效出的電阻R是固定的，那麼AC耦合電容C的選取將會關係到時間常數（RC）
，RC越大
，過的直流分量越大
，直流壓降越低。既然這樣
，AC耦合電容可以無限增大嗎？顯然是不行的。

 

 

圖4：AC耦合電容增大後測量到的眼圖

 

同樣的位置
，與圖3相比可以看出增大耦合電容後
，眼高變低。原因是“高速”使電容變的不理想。感應電感會產生串聯諧振
，容值越大，諧振頻率越低

，AC耦合電容在低頻情況下呈感性，因此高頻分量衰減增大，眼高變小，上升沿變緩
，相應的JITTER也會增大。通常建議AC耦合電容在0.01uf~0.2uf之間，項目中0.1uf比較常見。推薦使用0402的封裝。

 

最後

，解決了以上兩個問題，再從PCB設計上分析一下這顆電容的優化設計。實際在項目中，與AC耦合電容的位置、容值大小這些可見因素相比，更加難以捉摸的是板材本身（包括焊盤的精度、銅箔的均勻度等）yijihanpanchudejishengdianrongduixinhaowanzhengxingdeyingxiang。womenzhidao，gaopinxinhaobixuyanzheyoujunyuntezhengzukangdelujingchuanbo
，ruguoyudaozukangshipeihuozhebulianxudeqingkuangshi
，bufenxinhaohuibeifanshehuifasheduan，zaochengxinhaodeshuaijian，yingxiangxinhaodewanzhengxing。xiangmuzhong
，zhezhongqingkuangtongchanghuichuxianzaihanpanhuozheshibanzailianjieqichu。bizhezuichushejidegaosudianlushejishi，jingchangyudaozhegewenti。

 

解決這個問題要從兩個方麵入手。首先在板材的選取上
，我們在應用中通常選用高性能的ROGERS板材，羅傑斯的板材在銅箔厚度的控製上非常精確，均勻的銅箔覆蓋大大降低了阻抗的不連續性；然後在消除焊盤處的寄生電容上，業內常見的辦法是在焊盤處做隔層處理（挖空位於焊盤正下方的參考平麵區域，在內層創建銅填充），通過增大焊盤與其參考平麵（或者是返回路徑）之間的距離，減小電容的不連續性。在筆者的項目中多采用介質均勻
、銅箔寬度控製精確的ROGERS板材也有效提高了焊盤的加工精度。

 

 

 

通過仿真對比一下ROGERS板材做精確隔層處理前後的信號完整性。

 

 

圖5：做隔層處理前的TDR

 

 

圖6：做隔層處理後的TDR

 

圖5圖6對比

，發現未處理之前阻抗的跳躍很明顯
，隔層處理後的阻抗改善很多，幾乎沒有任何階躍與不連續。

 

 

圖7：做隔層處理前的回波損耗

 

圖8：做隔層處理後的回波損耗

 

圖7圖8對比，在用ROGERS板材做隔層處理之後，相比未做隔層處理回波損耗下降到-30dB之內，大大降低了回波損耗
，保證了信號傳輸的完整。

 

綜上，想要搞定高頻電路中這顆“致命”的AC耦合電容，不僅要做足電路設計上的功課，同時
，選擇性能更好的高頻PCB板材料會讓你事半功倍。