ac耦合电容值怎么求，AC耦合电容的作用

很多朋友对ac耦合电容值怎么求，AC耦合电容的作用不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

我们经常在信号中看到串联的耦合电容，如下图结构所示。

交流耦合电容的作用是：隔离直流分量；允许电容器两端有不同水平的电压；防止热插拔时的瞬态电流；按照协议要求检测对端；

此时摆幅为1V的波形中含有1V的直流成分；信号经过220nF交流耦合电容后：

此时，经过100nF耦合电容后，信号中的1V直流分量消失了；此时，可以在电容后面添加其他电平：

这就是信号经过交流耦合电容后分离直流成分的作用，达到收发芯片采用不同电平的效果；接下来我们看一下电容的选择：电容的阻抗Z=1/(2*pi*freq*C) 可以看出，当选择的电容太小时，低频部分的阻抗较大，直观观察波形如下：发送端驱动一个上升跳沿，波形如下：

再次在此基础上，添加一个100nF的电容，波形如下：

此时，跳跃信号经过100nF电容后，几乎没有变化。当电容减小到10pF时，波形如下：

逐渐增加电容器尺寸：

从仿真波形可以直观地看出，电容值越大，信号通过越顺畅；这里是电容充电的时间常数问题，=RC，电容电流I(t)=A*(e -t/RC) 从公式可以看出，通过电容的电流迅速上升，然后根据上式，这个过程呈指数下降，下降的速度与指数的幂有关。力量越大，下降的速度就越快。电容值越大，电容电流下降越慢。如上图所示，当电容达到50nF时，可以保持相当长的时间，足以满足100Mhz以上的信号。电容器的电流如下图所示：

可以看出，电容电流的形状与通过电容后的波形形状相同；通过演示，您可以直观地了解信号经过电容后是什么样子；看来电容应该选大一些；当然是越大越好，原因之一是电容不是理想电容，还有寄生电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）；我们看一下100nF电容后面接一个10mOhm电阻，波形如下：

可以看出波形几乎没有变化。由于出生阻力很小，所以没有影响；继续串联0.4nH电感，波形如下：

目前的上沿是30ps，所以可以看出几乎没有什么影响。我们来对比一下不同电感值的波形：

可以看出，当电感较大时，信号的边缘会变慢，因为电感抗高频，所以边缘的高频成分被衰减，但电感要到几个nH才会体现出这种效果，而一般几uF、几百nF电容的寄生电感约为0.4~0.6（因厂家和封装而异），所以一般选择100nF或220nF的电容比较合理。 nF。我们看一下电容值及其寄生电感值对频谱的衰减：

不同阻值电容器的衰减谱

从不同寄生电感的衰减频谱可以看出，实际电容相当于一个带通滤波器，而对于1nH的电棍来说，高频部分直到11GHz频率才衰减到-3dB。我们已经非常清楚电容值的选择以及通过电容的信号的影响。当然，电容越大越好的第二个原因是，电容变大后封装也会变大，因此PCB焊盘也会变大，这会对信号的阻抗产生很大的影响，甚至引起谐振。关于电容焊盘的影响以及电容的位置，我们会在下一篇文章中介绍。

审计唐子红

以上知识分享希望能够帮助到大家！