隨著人們對(duì)電子設(shè)備的需求趨于平緩，在筆記本電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī) (DSC) 等各種應(yīng)用設(shè)備的電源電路方面，以前未引起重視的由電容器振動(dòng)所產(chǎn)生的“嘯叫”問(wèn)題已成為設(shè)計(jì)方面的課題。

筆記本電腦電源電路的嘯叫示例部位

MLCC電容器發(fā)生嘯叫主要是由陶瓷的壓電特性偶爾引起的。為了解決這種現(xiàn)象，村田制作所成功開(kāi)發(fā)出了低嘯叫電容器。

體驗(yàn)嘯叫現(xiàn)象和直觀對(duì)比低嘯叫電容器效果。

視頻演示中，用了三種不同系列的村田陶瓷電容器，分別是：

GRM系列：傳統(tǒng)的陶瓷電容器。

GJ8系列：比傳統(tǒng)的陶瓷材料擁有更低介電常數(shù)的材料并可降低電容器失真的類型。

KRM系列：在電路板的端子板等部位翹起安裝陶瓷電容器，并對(duì)電路板振動(dòng)傳遞進(jìn)行抑制且裝有金屬端子的類型 。

演示分別針對(duì)這3種電容器，通過(guò)人耳確認(rèn)嘯叫 (聲音) 程度。在演示組件內(nèi)產(chǎn)生12V的矩形波，并通過(guò)開(kāi)關(guān)輸入到各電容器中。在0Hz～12.75kHz的頻率范圍 (50HzStep) 內(nèi)，通過(guò)使用電腦中的軟件將矩形波的頻率調(diào)整到電容器和電路板的共振頻率上，從而產(chǎn)生嘯叫現(xiàn)象。

嘯叫原理

片狀獨(dú)石電容器由于強(qiáng)介電常數(shù)的陶瓷的壓電特性，在施加交流電壓的情況下，像下圖所示進(jìn)行收縮。

施加電壓時(shí)由壓電現(xiàn)象造成的芯片變形

結(jié)果如下圖所示，電路板將朝平面方向振動(dòng)。(芯片及電路板的振幅僅為1pm～1nm左右)。

因壓電現(xiàn)象造成的電路板變形

該電路板的振幅周期在達(dá)到人們能夠聽(tīng)到的頻率帶 (20Hz～20kHz) 時(shí)，聲音可通過(guò)人耳識(shí)別。

嘯叫解決方案產(chǎn)品介紹

(GJ8系列)

村田GJ8系列陶瓷電容器：

使用獨(dú)創(chuàng)的陶瓷材料抑制電容器的振動(dòng)

可解決能夠聽(tīng)到的頻率范圍內(nèi)的嘯叫現(xiàn)象

為設(shè)備的小型化提供有力支持

出色的DC偏壓特性

比較GRM與GJ8系列的聲壓

比較GRM與GJ8系列的DC偏壓特性

嘯叫解決方案產(chǎn)品介紹

(KRM系列)

村田KRM系列陶瓷電容具有：

獨(dú)創(chuàng)的結(jié)構(gòu)可降低電容器的嘯叫現(xiàn)象

可吸收由熱量和機(jī)械沖擊引起的應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)高可靠性

在單一的收納電容器的空間內(nèi)可確保2倍的靜電容量 (2個(gè)疊層型產(chǎn)品)

KRM系列的結(jié)構(gòu)1

KRM系列的結(jié)構(gòu)2

演示專用電路板及軟件

以下對(duì)本演示專用操作電路 (原理) 進(jìn)行說(shuō)明。

在演示組件 (SysCube) 的FPGA中，使用通過(guò)軟件設(shè)置的頻率 (周期) 制作矩形波 (3.3V振幅) 。通過(guò)解決嘯叫現(xiàn)象的元件的主板上安裝的FET，將該矩形波放大至12V，然后通過(guò)開(kāi)關(guān)輸入到對(duì)象電容器中。這正是電容器產(chǎn)生壓電特性并產(chǎn)生嘯叫現(xiàn)象的原理。通過(guò)使用軟件修改矩形波的頻率 (周期) ，可改變嘯叫的音量。

SysCube演示組件

演示專用對(duì)象元件是以下三種：
(1) 普通產(chǎn)品: GRM31MR71E105KA01L (1206尺寸,1μF)
(2) 材料修改產(chǎn)品: GJ831CC81E105KA01L (1206尺寸,1μF)
(3) 金屬端子產(chǎn)品: KRM31KR72A105KH01L (1206尺寸,1μF)

低嘯叫電容器評(píng)價(jià)演示的主電路板

演示軟件功能：

頻率調(diào)整功能: 可在0Hz～12.75kHz (50HzStep) 頻率范圍內(nèi)任意調(diào)整頻率。

內(nèi)存功能: 修改頻率，最多可將嘯叫音量較大的頻率保存到3處內(nèi)存中，并可以調(diào)用。

自動(dòng)滾動(dòng)功能: 可在0Hz～12.75kHz頻率之間自動(dòng)掃描頻率。(重復(fù))

共振頻率調(diào)整專用軟件的操作畫面