Koji su kondenzatori bolji za zvuk: vrste, klasifikacija i osobitosti zvuka

Kondenzatori (kondenzatori, CAP) su važne komponente u audio sustavima. Oni imaju različite faktore napona, struje i oblika. Kako bi odabrali koji su kondenzatori bolji za zvuk, moderatori moraju razumjeti sve parametre CAP-a. Integritet audio signala uvelike ovisi o izboru kondenzatora. Stoga pri odabiru pravog uređaja morate uzeti u obzir sve važne čimbenike. CAP audio parametri posebno su optimizirani za aplikacije visokih performansi i nude učinkovitije audio kanale od standardnih komponenti. Tipovi kondenzatora koji se uobičajeno koriste u audio kanalima su aluminijski elektrolitički i filmski CAP, a koji su kondenzatori bolji za zvuk u specifičnim uvjetima, ovisi o korištenim krugovima i uređajima: zvučnicima, CD playerima i glazbenim instrumentima, bas kitarama i drugima.


Povijest kondenzatora zvuka

Kondenzator je jedna od najstarijih elektroničkih komponenti. Električni vodiči otkriveni su 1729. Njemački izumitelj Ewald Georg von Kleist 1745. otkrio je kontejner Leyden, koji je postao prvi CAP. Fizičar Peter van Müßenbruck, fizičar sa Sveučilišta Leiden, otvorio je Leyden banku samostalno 1746.
Trenutno, Leydenova posuda je staklena posuda prekrivena metalnom folijom iznutra i izvana. CAP je sredstvo za skladištenje električne energije, a kondenzatori će biti bolji za zvukovisno o kapacitetu, jer što je ovaj pokazatelj više, uštedjet će više energije. Kapacitet ovisi o veličini suprotnih ploča, udaljenosti između ploča i prirodi izolatora između njih.


Postoji nekoliko vrsta kondenzatora koji se koriste u pojačalu, na primjer, običan CAP s metalnom folijom za ploče i papir impregniran između njih. Metalizirani kondenzatori papira (MPs), koji se također nazivaju CAP-om od papira i ulja, i metalizirani jednoslojni kondenzatori (MGBO) za zvuk koji se koristi u AC, DC i pulsnim strujnim krugovima. Kasnije su Mylar (poliester) i drugi sintetički izolatori postali rašireniji. Šezdesetih godina prošlog stoljeća, metalni CAP s Mylarom postao je vrlo popularan. Dvije prednosti ovih uređaja su manja veličina i činjenica da su samo-iscjeljujuće. Danas je to najbolji kondenzator zvuka koji se koristi u gotovo svakom elektroničkom uređaju. Zbog velikih količina trgovine i proizvodnje ovih vrsta kondenzatora, one su prilično jeftine. Drugi tip CAP-a je elektrolitički s posebnim dizajnom s pretežno visokim i vrlo visokim vrijednostima u rasponu od 1 do nekoliko μF desetaka tisuća μF. Uglavnom se koriste za odvajanje ili filtriranje u napajanju. Najrasprostranjeniji u dizajnu pojačala su metalizirani mylar ili poliesterski kondenzatori (MKT). U pojačalima više kvalitete koristi se uglavnom polipropilen metaliziran (MCP).

Tehnologijaizrada dijelova

CAP tehnologija u mnogim aspektima definira karakteristike uređaja, a koji su kondenzatori bolji za zvuk ovisi o klasi opreme. Visokokvalitetni proizvodi imaju krute tolerancije i skuplji su od rasprostranjenih kondenzatora. Osim toga, takvi visokokvalitetni CAP-ovi mogu biti višestruki. Visokokvalitetni audio sustavi zahtijevaju visokokvalitetnu CAP kako bi pružili najvišu kvalitetu zvuka. Izvedba ili kako kondenzatori utječu na zvuk, u mnogočemu ovisi o tome kako su zalemljeni na tiskanu ploču. Lemljenje uzrokuje napon u pasivnim komponentama, što može dovesti do pojave piezoelektričnih naprezanja i pucanja površinski ugrađenog CAP-a. Kod lemljenja kondenzatora potrebno je koristiti ispravan postupak lemljenja i slijediti preporuke profila. Svi lavsanski kondenzatori za zvuk su nepolarizirani, tj. Ne moraju označiti zaključak kao pozitivan i negativan. Njihova veza u lancu nije važna. Oni su najbolji u visokokvalitetnim audio sklopovima zbog niskog gubitka i smanjenog izobličenja, dok istovremeno dopuštaju veličinu proizvoda. ISS metalik polikarbonatni tip gotovo se ne koristi. Poznato je da su ERO tipovi ISS-a još uvijek u širokoj upotrebi, jer imaju uravnotežen glazbeni zvuk s vrlo malo boja. MKP tipovi imaju svjetliji zvuk i također imaju veliki raspon zvuka. Malo poznat tip MKV kondenzatora je metalizirani polipropilen CAP u ulju. To je najbolji kondenzator za zvuk, kao što je i biosnažnije značajke od metaliziranog papira u ulju.

Kvaliteta pasivnih elemenata

Kondenzatori, pogotovo kad su na izlaznoj liniji signala, snažno utječu na kvalitetu zvuka audio sustava. Postoji nekoliko čimbenika koji određuju kvalitetu CAP-a, naravno, vrlo su važni za audio:
  • Tolerancija i stvarni kapacitet potreban za korištenje u filterima.
  • Ovisnost kapaciteta o frekvenciji, dakle 1 mikrofarad na 1000 Hz ne znači 1 mikrofarad na 20 kHz.
  • Interni otpor (ESR).
  • Struja curenja.
  • Starenje je čimbenik koji će se na kraju razviti za bilo koji proizvod.
  • Najbolji izbor primjena za kondenzator ovisi o primjeni u krugu i potrebnom kapacitetu:
  • Raspon od 1 pF do 1 nF - upravljački krug i povratna veza. Ovaj raspon se uglavnom koristi za uklanjanje visokofrekventnog šuma na audio kanalu ili za povratne informacije, kao što je most pojačala Quad 606. HF audio kondenzator je najbolji izbor u ovom rasponu. Ima vrlo dobru toleranciju (do 1%) i vrlo nisku distorziju i buku, ali je prilično skupa. ISS ili INC je dobra alternativa. Na signalnoj liniji treba izbjegavati keramički CAP, jer oni mogu uzrokovati dodatno nelinearno izobličenje do 1%.
  • Od 1 nF do 1 μF - spajanje, razdvajanje i potiskivanje oscilacija. Najčešće se koriste u audio sustavima, kao i među fazama gdje postoji razlika u razini istosmjerne struje, eliminaciji vibracija i povratnom krugu. U praviluFilmski kondenzatori će se koristiti u tom rasponu do 47 mikrofarada. Najbolji izbor kondenzatora za zvuk i zvuk su polistiren (ISS), polipropilen (MCP). Polietilen (MKT) je alternativa nižoj cijeni.
  • 1 F i više - izvori napajanja, izlazni kondenzatori, filtri, izolacija. Prednost je vrlo velik kapacitet (do 1 Farad). No postoji nekoliko nedostataka. Elektrolitički CAP podložan je starenju i sušenju. Nakon 10 ili više godina ulje se osuši, a važni čimbenici poput ESR-a se mijenjaju. Oni su polarizirani i trebali bi se mijenjati svakih 10 godina, inače će negativno utjecati na zvuk. Kod projektiranja spojnog kruga elektrolita na signalnoj liniji, često je moguće izbjeći probleme pretvaranjem vremenske konstante (RxC) za male kapacitete ispod 1 mikrofarada. To će pomoći odrediti koji su elektrolitički kondenzatori bolji za zvuk. Ako to nije moguće, važno je da elektrolit ima najmanje 1 DC i da se koristi visokokvalitetna CAP (BHC Aerovox, Nichicon, Epcos, Panasonic).
  • Odabirom najboljeg rješenja za svaku primjenu programer može postići najbolju kvalitetu zvuka. Ulaganje u visokokvalitetnu CAP ima pozitivan učinak na kvalitetu zvuka, više nego na bilo koju drugu komponentu.

    Ispitivanje CAP-elemenata za aplikacije

    Postoji opće razumijevanje da različiti CAP-ovi mogu promijeniti kvalitetu zvuka u audio aplikacijama u različitim okruženjima. Što kondenzatori određuju koji krugovi iu kojim uvjetima - ostaju najviše raspravljane teme od stručnjaka. Zato je bolje ne izmišljati bicikl u ovom kompleksuteme, ali upotrijebite rezultate dokazanih testova. Neki krugovi zvuka su obično vrlo veliki, a zagađenje u zvučnom okruženju, kao što je uzemljenje i šasija, može biti veliki problem za kvalitetu. Preporuča se dodati nelinearnost i prirodno izobličenje testu provjerom ostataka mosta od početka.

    dielektrični



    polistiren



    polistiren



    polipropilen
    47)

    Poliester



    Silver-mica



    Keramika



    Polikarb



    temperatura



    72



    72



    72



    72



    72



    73



    72



    Napon razina



    160



    63



    50



    600



    500



    50
    123)

    50



    tolerancija%



    2.5



    1



    2



    10

    148)
    1



    10



    10



    Greška%
    163)

    218%



    028%



    073%



    -706%



    001%



    -009%






    Raspršenje



    0000053



    0000028



    0000122 216)




    002%





    002%






    )
    004 %



    023%



    082%



    034%

    252)
    n /



    DCR, 100 V



    300 E + 13



    , 200 E + 15

    (268 )
    350 E + 14



    , 950 E + 10



    200 E + 12



    300 E + 12



    n /a



    faza 2 MHz



    -84



    -84



    -86



    -84

    (308 )
    -86



    -84



    n /a



    R, 2 MHz



    6



    78



    92


    (337 ) 85



    76



    76



    n /a

    (352 )
    vlastiti dozvola MHz



    7
    (3 59)

    77



    97



    75



    84 (374 )


    92



    n /a



    Gradovi



    niska



    nizak



    je vrlo niska



    visoke



    nizak



    nizak



    visok

    modela

    u idealnom slučaju, programer očekuje kondenzator će točno odgovara njegovu vrijednost projekta, dok će većina ostalih postavki biti nula ili beskonačan. Glavna mjera sposobnosti nije tako vidljiv kao detalji normalno zadovoljiti tolerancije. Sve filma CAP imati značajan temperaturni koeficijent. Stoga, kako bi se utvrdilo koje film kondenzatora za bolji zvuk ponašanje laboratorijske ispitne opreme.
    Koeficijent difuzije je korisna u procjeni učinkovitosti elektrolitički moći. Ovaj efekt na zvučnim karakteristikama signala CAP dogovoreno, a može bitiprilično beznačajno. Broj predstavlja unutarnje gubitke i, ako se želi, može se pretvoriti u učinkovit kontinuirani otpor (ESR). ESR nije konstantan, ali ima tendenciju da bude tako nisko u visokokvalitetnim kondenzatorima koji ne utječe bitno na performanse kruga. Ako su izgrađeni rezonantni krugovi visoke rezolucije, to bi bila sasvim druga priča. Međutim, nizak faktor raspršenja karakterističan je za dobre dielektrike, što može poslužiti kao dobar pokazatelj u daljnjim istraživanjima.
    Dielektrična apsorpcija može biti više uznemirujuća. To je bio ozbiljan problem s ranim analognim računalima. Visoka dielektrična apsorpcija može se izbjeći, tako da mica kondenzatori za zvuk mogu pružiti RIAA mreži vrlo dobar zvuk. Mjerenje istjecanja istosmjerne struje ne bi trebalo utjecati na ništa, jer otpor bilo kojeg signalnog kondenzatora treba biti vrlo visok. Kada se koriste materijali s visokom dielektričnom permeabilnošću, potrebna je manja površina, a curenje će biti gotovo nematerijalno. Za materijale s niskom dielektričnom permeabilnošću, kao što je teflon, usprkos svojoj osnovnoj visokoj otpornosti, može biti potrebna velika površina. Tada curenje može biti uzrokovano najmanje onečišćenjem ili nečistoćama. DC curenje vjerojatno je dobar alat za kontrolu kvalitete, ali nije povezan s kvalitetom zvuka.

    Neželjene parazitne komponente

    Tranzistori, integrirani krugovi i druge aktivne komponente imaju značajan učinak na kvalitetu zvuka. Oni jesukoristite energiju iz strujnih izvora za promjenu karakteristika signala. Za razliku od aktivnih komponenti, idealna pasivna energija ne troši energiju i ne smije mijenjati signale. U elektroničkim sklopovima, otpornici, kondenzatori i induktori se zapravo ponašaju kao aktivne komponente i troše energiju. Zbog tih parazitnih učinaka, oni mogu značajno promijeniti zvučne signale, te je potreban pažljiv odabir komponenata kako bi se poboljšala kvaliteta. Sve veća potražnja za audio opremom s boljom kvalitetom zvuka prisiljava proizvođače CAP-a na oslobađanje uređaja s boljim performansama. Posljedično, moderni kondenzatori za uporabu u audio aplikacijama imaju bolje performanse i veću kvalitetu zvuka. Parazitski učinci CAP-a u akustičkom krugu sastoje se od ekvivalentnog sukcesivnog otpora (ESR), niza ekvivalentnih induktivnosti (ESL), serijskih izvora napona zbog Seebeck efekta i dielektrične apsorpcije (DA). Tipično starenje, promjene radnih uvjeta i specifične karakteristike čine ove neželjene parazitne komponente složenijima. Svaka parazitna komponenta ima različit učinak na performanse elektroničkog kruga. Počnimo s činjenicom da učinak otpora uzrokuje istjecanje istosmjerne struje. U pojačalima i drugim krugovima koji sadrže aktivne komponente, to propuštanje može rezultirati značajnom promjenom napona prednapona, što može utjecati na različite parametre, uključujući Q-faktor (Q). Sposobnost kondenzatora za obradu pulsacija i preskakanje visokofrekventnih signala ovisi o ESR komponenti.Na mjestu gdje su spojena dva nehomogena metala stvara se mali napon zbog pojave poznatog kao Seebeck efekt. Male baterije zbog ovih parazitnih termoparova mogu imati značajan učinak na performanse kruga. Neki dielektrični materijali su piezoelektrični, a buka koju dodaju kondenzatoru očituje se kroz malu bateriju unutar komponente. Osim toga, elektrolitički CAP imaju lažne diode koje mogu uzrokovati promjene u ofsetnim ili signalnim karakteristikama.

    Parametri koji utječu na put signala

    U elektroničkim krugovima, pasivne komponente se koriste za određivanje pojačanja, za uspostavljanje blokade istosmjerne struje, za suzbijanje buke izvora napajanja i za dobivanje pomaka. U prijenosnim audio sustavima obično se koriste jeftine komponente s malim veličinama. Karakteristike stvarnog polipropilenskog kondenzatora za zvuk razlikuju se od svojstava idealnih komponenti u smislu ESR, ESL, dielektrične apsorpcije, struje curenja, piezoelektričnih svojstava, temperaturnog koeficijenta, tolerancije i koeficijenta napona. Iako je važno uzeti u obzir ove parametre pri izradi CAP-a za uporabu u putanji audio signala, dva od njih imaju najveći utjecaj na put signala i nazivaju se naponskim i povratnim piezoelektričnim učinkom. I kondenzatori i otpornici pokazuju promjenu fizičkih svojstava kod promjene primijenjenog napona. Ovaj fenomen se obično naziva faktor napona, i to jevarira ovisno o kemijskom sastavu, dizajnu i tipu CAP-a. Reverzni piezo efekt utječe na nominalnu električnu vrijednost kondenzatora za pojačalo zvuka. U audio pojačalima, ova promjena vrijednosti električne komponente rezultira promjenom pojačanja ovisno o signalu. Ovaj nelinearni učinak rezultira izobličenjem zvuka. Reverzni piezoelektrični učinak uzrokuje značajno izobličenje zvuka na niskim frekvencijama i glavni je izvor naponskog faktora u keramičkoj klasi II CAP. Napon koji se primjenjuje na CAP utječe na njegove performanse. U slučaju keramičke klase II CAP, kapacitet komponente se smanjuje kada se primijeni pozitivni pozitivni konstantni napon. Ako mu se napaja visoki izmjenični napon, kapacitivnost komponente se smanjuje na sličan način. Međutim, kada se primjenjuje niski izmjenični napon, kapacitet komponente se povećava. Ove promjene u kapacitetu mogu uvelike utjecati na kvalitetu zvuka.

    Opće značajke harmoničkih distorzija THD

    THD kondenzatori za zvuk ovise o dielektričnom materijalu komponente. Neki od njih mogu dati impresivan THD, dok ga drugi mogu ozbiljno pogoršati. Poliester aluminijski elektrolitički kondenzatori i kondenzatori spadaju u CAP koji daju najniži THD. U slučaju dielektričnih materijala klase II, X7R nudi najbolje značajke, naime THD. CAP za uporabu u audio opremi obično se klasificira prema primjeni za koju se koristi.Tri primjene: put signala, funkcionalni zadaci i programi podrške naponu. Osiguravanje upotrebe optimalnog MKT kondenzatora za zvuk u ova tri područja pomaže poboljšati izlazni ton i smanjiti izobličenje zvuka. Polipropilen ima nizak koeficijent raspršenja i pogodan je za sva tri područja. Iako svi CAP koji se koriste u audio sustavu, koji utječu na kvalitetu zvuka, komponente koje su na putu signala imaju najveći utjecaj. Korištenje visokokvalitetnih kondenzatora audio klase značajno smanjuje kvalitetu zvuka. Zbog svoje izvrsne linearnosti, filmski kondenzatori se obično koriste u audio zapisima. Ovi nepolarni zvučni kondenzatori savršeni su za vrhunsku audio tehnologiju. Izolatori koji se uobičajeno koriste u konstrukcijama filmskih kondenzatora s kvalitetom zvuka za uporabu na putu prolaza signala uključuju poliester, polipropilen, polistiren i polifenilen sulfid. CAP za uporabu u prethodnim pojačalima, digitalno-analognim pretvaračima, analogno-digitalnim pretvaračima i sličnim programima kolektivno su klasificirani kao funkcionalni kondenzatori zadatka. Iako ti nepolarni zvučni kondenzatori nisu na putu signala, oni također mogu značajno smanjiti kvalitetu zvuka. Kondenzatori koji se koriste za održavanje napona u audio opremi imaju minimalan učinak na zvučni signal. Ipak, potrebno je obratiti pozornost pri odabiru CAP-a koji podupire napetostza vrhunsku opremu. Korištenje komponenti optimiziranih za audio aplikacije pomaže poboljšati performanse zvučne sheme.

    Polistirenska ploča-dielektrični blok

    Polistirenski kondenzatori su napravljeni namotavanjem pločastog dielektričnog bloka, sličnog elektrolitičkom, ili slaganjem uzastopnih slojeva, na primjer, knjige (presavijene folije). Uglavnom se koriste kao izolatori raznih plastičnih materijala, kao što su polipropilen (MKP), poliester /mylar (MKT), polistiren, polikarbonat (ISS) ili teflon. Za ploče, aluminij se koristi s visokim stupnjem čistoće. Ovisno o vrsti uporabljenog izolatora proizvode se kondenzatori različitih veličina i kapaciteta s radnim naponom. Visoka dielektrična čvrstoća poliestera omogućuje izradu najboljih elektrolitskih kondenzatora za mali zvuk i relativno nisku cijenu za svakodnevnu uporabu, kada posebne kvalitete nisu potrebne. Mogući kapaciteti od 1000 pF do 47 mikrofarad na radnim naponima do 1000 v. Koeficijent dielektričnih gubitaka u poliesteru je relativno visok. Za audio, polipropilen ili polistiren može značajno smanjiti dielektrične gubitke, ali treba napomenuti da su oni mnogo skuplji. Polistiren se koristi u filterima /skretnicama. Jedan nedostatak kondenzatora od stiropora je niska točka taljenja dielektrika. Zato se polipropilenski kondenzatori za zvuk obično razlikuju, kao i dielektrikzaštićeni odvajanjem lemljenih vodova iz tijela kondenzatora.

    FIM tehnologija s visokom gustoćom energije

    Filmovi CAP-a velikog kapaciteta nude tri kategorije ovog tipa: TRAFIM (standardni i posebni), FILFIM i PPX. Tehnologija FIM temelji se na konceptu kontroliranih samoizlječivih svojstava segmentiranih aluminijskih metalnih filmova. Kapacitet je podijeljen u nekoliko milijuna elementarnih elemenata, spojenih i zaštićenih osiguračima. Slabi dielektrični elementi su izolirani, a prije perforacije osigurača izoliraju oštećene elemente s kojima kondenzator nastavlja raditi u normalnom načinu bez kratkog spoja ili eksplozije, kao što je to slučaj kod elektrolitskih kondenzatora za zvuk. Pod povoljnim uvjetima ne treba očekivati ​​da će očekivani vijek trajanja ZPP-a ove vrste premašiti 200.000 sati, dok će MTBF biti 10.000.000 sati. Kada rade kao baterija, ovi kondenzatori troše mali dio kapaciteta uslijed postupnog uništavanja pojedinih elemenata tijekom vijeka trajanja komponente. Serije TRAFIM i FILFIM nude kontinuiranu filtraciju za visoke napone /kapacitete (do 1 kV). Kapacitet varira:
  • od 610 μF do 15625 μF za standardni TRAFIM;
  • od 145 μF do 15460 μF za posebne TRAFIM;
  • od 82 μF do 475 μF za FILFIM. Opseg konstantnog napona je:
  • od 14 kV do 42 kV za standardni TRAFIM;
  • od 13 kV do 53 kV za personaliziranu TRAFIM;
  • i od 59 kV do 317 kV za FILFIM. Kondenzatori serije PPX nude cijeli niz mrežnih rješenjaza zaštitu od smetnji u GTO tiristorima, kao i za blokiranje CAP-a, s kapacitetom od 019 μF do 64 μF. Raspon napona za PPX varira od 1600 do 7500 s vrlo niskom induktivnošću. Filmski kondenzatori za zvuk, u pravilu, imaju izvrsne karakteristike visoke frekvencije, ali je često kompromitiran u velikim veličinama i kompenzira se velikom dužinom žice. Može se primijetiti da Panasonicov mali radijalni kondenzator ima svoju rezonancu mnogo veću (97 MHz) od Audience (45 MHz). To nije zbog instaliranog teflonskog poklopca, već zato što ima duljinu od nekoliko inča i ne može se pričvrstiti na kućište. Ako programer zahtijeva visokofrekventne karakteristike za održavanje stabilnosti u širokopojasnim poluvodičima, one smanjuju veličinu i duljinu žice na apsolutni minimum. Performanse zvučnih lanaca uvelike ovise o pasivnim komponentama kao što su kondenzatori i otpornici. Stvarni CAP-ovi sadrže neželjene parazitne komponente koje uvelike mogu narušiti karakteristike audio signala. Kondenzatori koji se koriste u signalnom putu uvelike određuju kvalitetu zvuka. Kao rezultat toga, potreban je pažljiv odabir CAP-a kako bi se smanjila degradacija signala. Klasni audio kondenzatori optimizirani su za potrebe suvremenih visokokvalitetnih audio sustava. Plastični kondenzatori za zvuk koriste se u visokokvalitetnim audio sustavima i imaju širok raspon primjena.
  • Povezane publikacije