如何解決音頻范圍內(nèi)表貼電容出現(xiàn)的噪聲

作者：Damian Bonicatto， Landis+Gyr， Pequot Lakes， MN

當(dāng)在音頻范圍內(nèi)的頻率下工作時(shí)，某些表面貼裝電容器會(huì)表現(xiàn)出噪聲。最近的設(shè)計(jì)使用10μF，35V X5R 1206陶瓷電容器，該電容器會(huì)產(chǎn)生明顯的聲音噪聲。要使這樣的板靜音，可以使用Murata和Kemet等制造商的聲學(xué)靜音電容器。不幸的是，它們往往比標(biāo)準(zhǔn)零件成本更高。另一種選擇是使用具有更高額定電壓的電容器，這可以降低噪聲。這些零件也可能比標(biāo)準(zhǔn)電容器貴。第三種方法是對(duì)PCB（印刷電路板）進(jìn)行物理更改。

施加電壓時(shí)，陶瓷電容器會(huì)膨脹，而降低電壓時(shí)，陶瓷電容器會(huì)收縮。隨著電容器尺寸的變化，PCB會(huì)彎曲，這是因?yàn)殡娙萜鞯亩瞬客ㄟ^(guò)焊料機(jī)械耦合到PCB上（參考文獻(xiàn)1）。

圖1a顯示了未施加電壓的電容器，圖1b當(dāng)您向電容器施加電壓時(shí)，顯示了PCB彎曲的夸大情況。施加電壓會(huì)使PCB像揚(yáng)聲器一樣工作。牢記這一事實(shí)，請(qǐng)考慮兩種改善情況的方法。第一種技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單：如果您的電路使用一個(gè)電容器，則用兩個(gè)并聯(lián)電容器替換，每個(gè)電容器的容量為噪聲電容器的一半。這種方法使您可以在板的頂部放置一個(gè)電容器，而在板的底部放置另一個(gè)電容器。電容器彼此直接位于上方，并且它們的方向相同。當(dāng)上部電容器試圖使電路板向下彎曲時(shí)，下部電容器試圖使電路板向上彎曲。這兩個(gè)應(yīng)力趨于相互抵消，PCB產(chǎn)生的聲音很小。

圖1施加電壓（a）時(shí)，陶瓷電容器會(huì)膨脹；降低電壓（b）時(shí)，陶瓷電容器會(huì)收縮。

添加第二個(gè)電容器會(huì)增加成本，但不及將噪聲電容器替換為可能不會(huì)產(chǎn)生噪聲的電容器要多。Digi-Key的陶瓷電容器售價(jià)約為27美分（1000）。Kemet的KPS系列靜音部件的價(jià)格約為1.50美元。第二種方法涉及在PCB的電容器兩端附近制作一個(gè)插槽（圖2）。當(dāng)電容器膨脹和收縮時(shí)，它僅使PCB的一小部分彎曲，這將減少噪聲。

圖2添加第二個(gè)電容器會(huì)增加成本，但不及將噪聲電容器替換為可能不會(huì)產(chǎn)生噪聲的電容器要多。

五個(gè)并聯(lián)的10μF，25V陶瓷電容器的測(cè)試表明，在PCB的頂部放置三個(gè)電容器，在底部放置兩個(gè)電容器可以將噪聲降低14 dBA（聲學(xué)分貝）。在五個(gè)電容器的兩側(cè)布線一個(gè)槽可以將噪聲降低15 dBA。兩者都大大降低了噪音。Murata JG8系列電容器可將噪聲降低9.5 dBA。結(jié)合這些技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步降低噪聲。

編輯：hfy