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减少电容器声音噪声的解决方案

电子设计 来源:edn 作者:DAMIAN BONICATTO 2021-05-19 07:20 次阅读

当在音频范围内的频率下工作时,某些表面贴装电容器会表现出噪声。最近的设计使用10μF,35V X5R 1206陶瓷电容器,该电容器会产生明显的声音噪声。要使这样的板静音,可以使用Murata和Kemet等制造商的声学静音电容器。不幸的是,它们往往比标准零件成本更高。另一种选择是使用具有更高额定电压的电容器,这可以降低噪声。这些零件也可能比标准电容器贵。第三种方法是对PCB(印刷电路板)进行物理更改。

施加电压时,陶瓷电容器会膨胀,而降低电压时,陶瓷电容器会收缩。随着电容器尺寸的改变,PCB会弯曲,这是因为电容器的端部通过焊料机械耦合到PCB上(参考文献1)。

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图1a显示了没有施加电压的电容器,图1b当您向电容器施加电压时,显示了PCB弯曲的夸大情况。施加电压会使PCB像扬声器一样工作。牢记这一事实,请考虑两种改善情况的方法。第一种技术相对简单:如果您的电路使用一个电容器,则用两个并联电容器替换,每个电容器的容量为噪声电容器的一半。这种方法使您可以在板的顶部放置一个电容器,而在板的底部放置另一个电容器。电容器彼此直接位于上方,并且它们的方向相同。当上部电容器试图使电路板向下弯曲时,下部电容器试图使电路板向上弯曲。这两个应力趋于相互抵消,PCB产生的声音很小。

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图1施加电压(a)时,陶瓷电容器会膨胀;降低电压(b)时,陶瓷电容器会收缩。

添加第二个电容器会增加成本,但不及将噪声电容器替换为可能不会产生噪声的电容器要多。Digi-Key的陶瓷电容器售价约为27美分(1000)。Kemet的KPS系列静音部件的价格约为1.50美元。第二种方法涉及在PCB的电容器两端附近制作一个插槽(图2)。当电容器膨胀和收缩时,它仅使PCB的一小部分弯曲,这将减少噪声。

o4YBAGCke1yAASugAAAggvdzRoY701.png

图2添加第二个电容器会增加成本,但不及将噪声电容器替换为可能不会产生噪声的电容器要多。

五个并联的10μF,25V陶瓷电容器的测试表明,在PCB的顶部放置三个电容器,在底部放置两个电容器可以将噪声降低14 dBA(声学分贝)。在五个电容器的两侧布线一个槽可以将噪声降低15 dBA。两者都大大降低了噪音。Murata JG8系列电容器可将噪声降低9.5 dBA。结合这些技术应进一步降低噪声。

参考

圈套,马克;Roy Grace,Bill Sloka,John Prymak,Xilin Xu,Pascal Pinceloup,Abhijit Gurav,Michael Randall,Philip Lessner和Aziz Tajuddin,“降低麦克风的声音和声音发射”,电子元件,组件和材料协会,电容器和电阻器技术研讨会论文集,2007年。

编辑:hfy

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