广告

三种降低电容声学噪声的方法

2021-05-17 Damian Bonicatto, Landis+Gyr, Pequot Lakes, MN 阅读:
当在音频频率下工作时,某些表贴电容会表现出噪声。有三种方法可以用来降低它。

当在音频范围内的频率下工作时,某些表贴电容会表现出噪声。一款最近的设计中所用10μF、35V X5R 1206陶瓷电容,就产生了明显的声学噪声。要使这样的板子静音,可以使用MurataKemet等制造商的声学静音电容。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,这可以降低噪声,但这些零件也可能比标准电容贵。第三种方法是对PCB板进行物理更改。gCbednc

施加电压时,陶瓷电容会发生膨胀,而降低电压时,陶瓷电容则会收缩。随着电容尺寸的变化,PCB会发生弯曲,这是因为电容的两端是通过焊料机械连接到PCB上(参考文献1)。gCbednc

1a显示了未施加电压时的电容,图1b显示了在向电容施加电压时夸张的PCB弯曲情况。施加电压会使PCB像扬声器一样工作。有鉴于此,可以考虑采用两种方法改善这个情况。第一种技术相对简单:如果电路中使用一个电容,则可以使用两个并联电容替换,每个电容的容量为噪声电容的一半。这种方法可以让用户在板子的顶部放置一个电容,而在板子的底部放置另一个电容。两个电容彼此直接位于对方的上方,并且它们的方向相同。当上部电容试图使电路板向下弯曲时,下部电容会试图使电路板向上弯曲。这两个应力趋于相互抵消,PCB产生的声音就很小。gCbednc

gCbednc

图1:施加电压时,陶瓷电容会发生膨胀(a);降低电压时,陶瓷电容会发生收缩(b)。gCbednc

添加第二个电容会增加成本,但不及将噪声电容替换为可能不产生噪声的电容那么多。Digi-Key的陶瓷电容售价约为27美分(1000pcs)。Kemet更低噪声的KPS系列产品的价格则约为1.50美元。第二种方法涉及在电容两端附近的PCB上各开一个槽(图2)。当电容膨胀和收缩时,它仅使PCB的一小部分弯曲,这样就能减少噪声。gCbednc

gCbednc

图2:添加第二个电容会增加成本,但不及将噪声电容替换为可能不产生噪声的电容那么多。gCbednc

将五个10μF、25V陶瓷电容并联起来测试,结果表明,在PCB的顶部放置三个电容,在底部放置两个电容,可以将噪声降低14dBA(声学分贝)。在五个电容的两侧布置一个槽,可以将噪声降低15dBA。两者都大大降低了噪声。Murata JG8系列电容可将噪声降低9.5dBA。把这些技术结合起来,应该可以进一步降低噪声。gCbednc

参考文献gCbednc

1. Laps, Mark; Roy Grace, Bill Sloka, John Prymak, Xilin Xu, Pascal Pinceloup, Abhijit Gurav, Michael Randall, Philip Lessner, and Aziz Tajuddin,“Capacitors for reduced microphonics and sound emission,” Electronic Components, Assemblies, and Materials Association, Capacitor and Resistor Technology Symposium Proceedings, 2007.gCbednc

(本文授权编译自EDN美国版,原文参考链接:Reduce acoustic noise from capacitors。由赵明灿编译)gCbednc

  • 这是陶瓷电容固有的压电特性造成的,音频回路不建议使用。
本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 酒店房间装有摄像头?防偷窥神器是怎样检测出的? EDN小编在某科技类微信群看到了一条关于“酒店马桶内装有摄像头,用防偷拍神器可以检测到”的短视频,群里的科技大拿们对此展开了热烈讨论。有人提问说,这到底是摄像头还是智能马桶的红外感应器?有人说,看来智慧家居给偷拍产业提供了隐藏。还有人认为,这很可能是女主播为了带货拍的广告视频……那么事情的真相是什么?
  • 小型太阳能光伏电源的串联与并联线性稳压对比 对小型太阳能光伏阵列而言,使用线性稳压方案会比较简单。本设计实例将针对此类系统解读,重点关注串联稳压器拓扑与并联稳压器拓扑的相对优势。
  • 使用BLDC电机助力机械扫描激光雷达实现360度视场 激光雷达系统的视场 (FOV) 决定了激光雷达能够捕捉到的图像的宽度,因此该视场对于自动驾驶决策算法十分重要。扩大FOV的方法有很多种,其中之一就是利用机械扫描,使用电机帮助实现360度FOV。无刷直流 (BLDC) 电机可以实现此目标,且高效低噪,因此广受欢迎。
  • 如何设计小型USB-C PD和PPS适配器 为了实现先进的USB电源协议,除了反激式控制器外,设计工程师还需要使用专用的USB控制器或微控制器。这两个IC之间还需要低时延通信,确保整个解决方案符合USB协议。
  • SMPS电感的安装方向会影响辐射吗? 开关模式电源(SMPS)产生的EMI辐射频谱是由许多参数组成的函数,包括热回路大小、开关速度(压摆率)和频率、输入和输出滤波、屏蔽、布局和接地。一个潜在的辐射源是开关节点,在很多原理图上称为SW。SW节点铜可用作天线,发射快速高效的高功率开关事件产生的噪声。这是大多数开关稳压器的主要辐射源。
  • 如何使用LTspice仿真来解释电压依赖性影响 问题:如何在电路仿真中考虑多层陶瓷电容器(MLCC)的直流偏置影响?答案:使用LTspice的非线性电容功能和合理的模型。
  • 细说车载充电机的功能与趋势 考虑到车载充电机(OBC)的整体硬件功能模块,设计人员应解决以下问题:对交流电源输入进行交流整流和功率因素校正(PFC);初级侧DC-DC;次级侧整流(无源或有源);如果是双向的,还要进行次级DC-DC控制…
  • 如何为SiC MOSFET选择合适的栅极驱动器 尽管碳化硅(SiC)具有开关速度更快和效率更高等一系列优势,但它也带来了一些设计挑战,我们可以通过选择合适的栅极驱动器来予以解决。
  • 自耦变压器和风扇 由于我的SPICE版本中并不包括自耦变压器,因此必须设计一个使用两个1:1匝数比变压器的模型...
  • Vishay推出超小型商用版汽车级IHLE集成式电场屏蔽电感 器件降低成本,节省电路板空间,1 cm距离处电场可减小-20 dB
  • 如何保护USB Type-C连接器免受静电放电和过热影响 移动设备工程师可以使用TVS二极管保护USB线路,使用数字温度指示器保护USB Type-C连接器,从而保护他们的设计。
  • DC/DC转换器功率降额规范中的挑战和替代方法 当今电子系统正在将更多的功能集成到更小尺寸中,但功能增多使功耗也会增加。因此,为了应对这一趋势,提供系统电压轨的DC/DC转换器必须以更小的封装实现更高的功率,即具有更高的“功率密度”。虽然目前的转换器设计可以具有非常高效率,但仍必须消散巨大热量以将关键组件保持在其最高额定温度以下。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了