Damian Bonicatto
Некоторые конденсаторы для поверхностного монтажа могут быть источниками акустических шумов в звуковом диапазоне частот. К примеру, источником заметных шумов могут быть сравнительно недавно разработанные керамические конденсаторы 1206 10 мкФ, 35 В X5R. Если наличие шумов недопустимо, можно использовать акустически «тихие» конденсаторы, выпускаемые такими фирмами, как Murata или Kemet. К сожалению, эти конденсаторы дороже стандартных. Другой способ снижения акустических шумов заключается в использовании конденсаторов с бульшим рабочим напряжением, но и это увеличивает стоимость устройства. Третий подход основан на изменении физических параметров печатной платы.
Если приложить напряжение к керамическому конденсатору, он расширится, а при уменьшении напряжения будет сжиматься. Печатня плата деформируется вслед за конденсатором, так как концы конденсатора механически жестко связаны припоем с печатной платой.
На Рисунке 1а показан конденсатор, напряжение на который не подается, а на Рисунке 1б, в умышленно гипертрофированном масштабе, конденсатор, к которому приложено напряжение. Напряжение изгибает печатную плату, подобно диффузору громкоговорителя, что мы отчетливо слышим, если частота напряжения лежит в звуковом диапазоне.
 |
|
| Рисунок 1. | Конденсатор, напряжение на который не подается (1а), конденсатор, к которому приложено напряжение (1б). |
Рассмотрим два способа снижения акустических шумов конденсаторов.
Первый способ относительно прост. Если в схеме имеется лишь один «шумный» конденсатор, замените его двумя соединенными параллельно конденсаторами половинной емкости и расположите друг под другом по обе стороны печатной платы. При одинаковой ориентации, конденсаторы будут деформировать плату в противоположных направлениях, и акустические шумы существенно уменьшатся.
Добавление второго конденсатора увеличивает стоимость устройства, однако, не настолько, насколько замена обычного конденсатора «тихим». Сравните: стандартные керамические конденсаторы в партии 1000 шт. продаются у Digi-Key по $0.27, а «тихие», серии KPS фирмы Kemet – уже по $1.50 (Рисунок 2).
 |
|
| Рисунок 2. | «Тихие» конденсаторы серии KPS фирмы Kemet. |
Второй способ предусматривает изготовление щелевых отверстий в печатных платах по обоим краям конденсатора (Рисунок 3). Деформация затрагивает лишь небольшую часть печатной платы, и шумы уменьшаются.
 |
|
| Рисунок 3. | Добавление второго конденсатора увеличивает стоимость устройства, но не настолько, насколько замена обычного конденсатора «тихим». |
Эксперимент, в котором три из пяти соединенных параллельно керамических конденсаторов 10 мкФ/25 В устанавливались на одной стороне печатной платы, а два – с противоположной, показал, что шумы уменьшаются на 14 dBA (акустических децибел). Вырезы в печатной плате с обоих краев пяти конденсаторов снижают шум на 15 dBA. Использование «тихих» конденсаторов серии JG8 фирмы Murata уменьшает шум на 9.5 dBA. Еще больше понизить шумы можно комбинацией трех перечисленных способов.
