? ? ? ? 交流耦合(AC Coupling)就是通過隔直電容耦合,去掉了直流分量。交流耦合主要是指在兩部分的電路中,通過對電路元件及參數(shù)的設(shè)置,使交流信號按照人們的意愿進(jìn)行傳送的電路形式。常用在交流放大電路級間電路連接中。在交流放大電路兩個放大級之間,要求只傳送交流信號,而將直流信號(或電源)進(jìn)行隔離,避免影響放大器的工作點(diǎn),因此有如一樓朋友所說的變壓器耦合,阻容耦合,直接耦合等各種耦合。
交流耦合(AC COUPLED)是通過電容串聯(lián)在線路中來完成的耦合,電容種類不限,交流耦合的作用是去除信號里面的直流分量。它對純交流信號(沒有任何直流成分)沒有特別的影響,對于直流信號來說則是去除了直流分量,這是電容充電穩(wěn)定后的特性。
在交流耦合過后必須恢復(fù)自己已知的直流分量,這需要用到嵌位(CLAMP)和直流恢復(fù)(DC RESTORATION)。關(guān)于嵌位,即是對一定范圍內(nèi)的交流電比如視頻信號,疊加一個直流電平基點(diǎn),使交流電的幅度變化范圍從一個范圍跳變到另一個范圍,比如1-2V跳變到4-5V,使之滿足輸入和輸出需求的條件。常用嵌位方式是BAV99,或者上下各接兩個二極管分別接電壓跟地。如下圖:


圖像信號的直流恢復(fù)電路
交流耦合的優(yōu)點(diǎn):
使用電容實(shí)現(xiàn)LVDS數(shù)據(jù)連接的交流耦合有很多益處,比如電平轉(zhuǎn)換,去除共模誤差以及避免輸入電壓故障的發(fā)生。這文不僅介紹了電容的適當(dāng)選型,也為和終端拓?fù)涮峁┲笇?dǎo),同時也討論了共模故障分析的問題。
電平轉(zhuǎn)換
LVDS (低壓差分信號)邏輯輸入是眾多現(xiàn)有邏輯標(biāo)準(zhǔn)的一種。只要信號源可以為LVDS輸入提供足夠的幅度,典型值為差分100mVP-P,采用交流耦合就可以提供所需的電平轉(zhuǎn)換。圖1描述了一個負(fù)壓ECL邏輯經(jīng)交流耦合后將信號轉(zhuǎn)換到LVDS邏輯的電路圖。

圖1. ECL至LVDS電平轉(zhuǎn)換配置
優(yōu)化共模電壓
交流耦合LVDS的另外一個優(yōu)點(diǎn)是允許接收IC設(shè)置其最優(yōu)的共模電壓。圖2展示了一個典型的LVDS輸入電路,MAX9248。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓,通常為1.2V,為兩個高阻端接電阻提供偏置。如果輸入是交流耦合,接收IC可以將允許共模電壓設(shè)置為內(nèi)部的偏置電平。

圖2. LVDS輸入偏置電路
過壓保護(hù)
LVDS信號在汽車電子的串行-解串(SerDes)鏈路中總是采用交流耦合,因?yàn)檫@種配置可以防止汽車電池短路。對于任何通過電源配線槽的信號線,一個基本要求是必須能夠忍受與電池電壓短路而不損壞。采用交流耦合的LVDS鏈路,當(dāng)耦合電容充電到電池電壓時,僅僅會有一個短暫的大電流脈沖。電流的幅度峰值是短路時實(shí)際阻抗的函數(shù)。電流毛刺的持續(xù)時間是耦合電容以及LVDS輸入輸出保護(hù)結(jié)構(gòu)的函數(shù)。雖然SerDes鏈路在短路時并不工作,但當(dāng)短路故障解除后可恢復(fù)工作。
交流耦合和直流恢復(fù)的區(qū)別
直流耦合時,屏幕上顯示的才是真正的被測信號。交流耦合時,輸入信號通過一個電容器進(jìn)行耦合,之后才進(jìn)入示波器的放大電路,由于電容器的隔直作用,被測信號中的直流分量會被濾除,示波器顯示的只是交流分量。
交流耦合和直流耦合在匹配電路上的區(qū)別:
直流耦合就是直接的導(dǎo)線連接,包括通過像電阻之類的線性元件的連接。它適用于對包括直流分量的信號的放大電路中。在直流耦合電路中,各級電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是互相影響的。一級的工作點(diǎn)改變了相鄰的二級也會受到影響。因此不能單獨(dú)地調(diào)整工作點(diǎn)電流和電壓。而在交流耦合直流不耦合的電路中各級電路是用電容或者是電感隔離開的。因此靜態(tài)工作點(diǎn)是獨(dú)立的,調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)比較容易。直流耦合中因?yàn)楦骷壍妮斎牒洼敵鲎杩故且欢ǖ?,不好作阻抗變換,直接耦合時高效率匹配就很難做到。而在交流耦合電路中用線間變壓器就很好地進(jìn)行阻抗變換實(shí)現(xiàn)高效率的匹配。特別是選頻放大電路中普遍采用的LC諧振電路更是極大地提高了電路的效率。
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