关于AC选择耦合电容

背景

最近看到一个时钟匹配电路，上面推荐用的AC耦合电容是1uF，时钟频率是100MHz，按照通常的f=1/2πRC我觉得有点不和谐。我意识到我似乎没有特别了解如何选择耦合电容器的具体值。它们都是按照手册和协议的要求来的（比如PCIE 220nf，SAS/SATA 10nf），还得了解一下。

等效电路

AC耦合电路可等效于下一阶RC高通滤波电路。 电容的特点是高频阻低频，而电容在AC耦合电路中的作用就是隔直流，通交流。为什么要隔直流，因为不同的接口电平特性是不一样的（主要体现在信号的偏置及摆幅要求不一样），通过AC耦合可以重新定义信号的直流偏置，然后匹配后端接口。

以上电路可分析： 1、Vi从0升到1，电容在开始时开始充电，电容相当于短路时电路中电流最大，Re两端电压最大，Vo=Vi； 2.随着时间的推移，电容器继续充电，电容器两端的电压上升，Re两端电压降低，即Vo减少(或者随着电容器继续充电，流过电容器的电流开始减少，即流过电容器Re电流减小，Re分压变小，Vo减小）； 3.在高速信号中，当发送端信号连续高电时，接收端接收到的信号电平会变低(即低频衰减)，时间过长可能导致误码； 4.发送端发送长时间连续高电平后，接收端电平低于正常信号电平。此时，当发送信号翻转时，链路上的电平将比正常信号电平更快地达到低电平。这种时差称为信号抖动（jitter，当然，这只是抖动之一。 因此，为了减少上述效果，我们必须找到让低频信号过去的方法f=1/2πRC，增加电容，但电容越大越好。

电容频率特性

由于电容本身仍然存在寄生电阻和寄生电感，因此电容在高频条件下是敏感的，如下所示。同时，电容值越大，曲线向左移动，即高频下的阻抗越大。换句话说，电容器越大，高频衰减越多（换句话说，电容器越大，充电时间越长，信号边缘越慢），这也会导致上述问题。因此，耦合电容器需要选择中等值。

容值选取

1.优先考虑手册或协议。一般手册会有设计说明，因为这种东西在实际应用中与芯片接口有很大关系，所以一般芯片厂清楚其芯片参数； 2.一般经验值为0.01uf~0.1uf； 3.有用于计算的经验公式可供参考(百度可以直接找到)。