Кои кондензатори са по-добри за звука: видове, класификация и особености на звука - Технологични новини и високи технологии flipperworld.org

Кондензатори (кондензатори, CAP) са важни компоненти в аудио системите. Те имат различно напрежение, ток и форм фактори. За да изберете кои кондензатори са по-добри за звука, модераторите трябва да разберат всички параметри на CAP. Целостта на аудио сигнала до голяма степен зависи от избора на кондензатори. Ето защо, при избора на правилното устройство, трябва да вземете под внимание всички важни фактори. Аудио параметрите на CAP са специално оптимизирани за приложения с висока производителност и предлагат по-ефективни аудио канали от стандартните компоненти. Видове кондензатори, които обикновено се използват в аудио каналите са алуминиеви електролитни и филмови CAP, и кои кондензатори са по-добри за звук при специфични условия, зависи от използваните схеми и устройства: високоговорители, CD плейъри и музикални инструменти, бас китари и др.

История на звуковия кондензатор

Кондензаторът е един от най-старите електронни компоненти. Електрически проводници бяха открити през 1729 година. През 1745 г. германският изобретател Евалд Георг фон Клейст открил контейнера на Лейден, който станал първата ОСП. Физикът Питър ван Мюсенбрюк, физик от университета в Лайден, открива банката Leyden сама по себе си през 1746 година.

Понастоящем бурканът Leyden е стъклен съд, покрит с метално фолио отвътре и отвън. ОСП е средство за съхраняване на електроенергия и кои кондензатори ще бъдат по-добри за звукав зависимост от капацитета, защото колкото повече този индикатор, толкова повече енергия ще спести. Капацитетът зависи от размера на противоположните плочи, разстоянието между плочите и естеството на изолатора между тях.

Има няколко вида кондензатори, използвани в усилвателя, например обикновена CAP с метално фолио за плочи и хартия, импрегнирани между тях. Метализирани хартиени кондензатори (MPs), наричани още CAPS от хартиено масло и метализирани еднослойни кондензатори (MGBO) за звук, използван в AC, DC и импулсни токови вериги. По-късно, Mylar (полиестер) и други синтетични изолатори станаха по-широко разпространени. През шейсетте години на миналия век металната ОСП с Mylar стана много популярна. Двете силни страни на тези устройства са по-малкият размер и фактът, че са самолечение. Днес, това е най-добрият кондензатор за звук, те се използват в почти всяко електронно устройство. Поради огромните обеми на търговия и производство на тези видове кондензатори, те са доста евтини. Друг вид ОСП е електролитен със специален дизайн с преобладаващо високи и много високи стойности в диапазона от 1 до няколко μF десетки хиляди μF. Те се използват главно за отделяне или филтриране в електрозахранването. Най-разпространените при проектирането на усилвателите са метализирани миларови или полиестерни кондензатори (MKT). В усилватели с по-високо качество се използва главно полипропилен метализиран (MCP).

Технологияпроизводство на компоненти

\ t

Технологията CAP в много отношения определя характеристиките на устройствата и кои кондензатори са по-добри за звука, зависи от класа на оборудването. Висококачествените продукти имат твърди допуски и са по-скъпи от широко разпространените кондензатори. В допълнение, такива висококачествени ОСП могат да бъдат многократни. Висококачествените аудио системи изискват висококачествена CAP, за да осигурят най-високо качество на звука. Производителността или как кондензаторите влияят на звука, в много отношения зависи от това как те са запоени към печатната платка. Запояването причинява напрежение в пасивните компоненти, което може да доведе до появата на пиезоелектрически напрежения и напукване на повърхностно монтираната CAP. При запояване на кондензаторите е необходимо да се използва правилната процедура на запояване и да се следват препоръките на профила. Всички лавсанови кондензатори за звук са неполяризирани, т.е. не е необходимо да отбелязват заключението като положително и отрицателно. Тяхната връзка във веригата няма значение. Те са най-добрите в висококачествените аудио схеми поради ниската загуба и намалените изкривявания, като същевременно позволяват размера на продукта. МКС тип метален поликарбонат почти не се използва. Известно е, че типовете ЕРО на МКС са все още широко използвани, защото имат балансиран музикален звук с много малко цвят. MKP типовете имат по-ярък звук, а също и голям диапазон звук. Малко известният тип кондензатор MKV е метализиран полипропилен CAP в масло. Това е най-добрият кондензатор за звука, както и тойпо-мощни характеристики от метализираната хартия в масло.

Качество на пасивните елементи

Кондензаторите, особено когато са на изходния сигнал, силно влияят на качеството на звука на аудио системата. Има няколко фактора, които определят качеството на ОСП, разбира се, те са много важни за аудиото:

Толерантност и действителен капацитет, необходими за използване във филтрите.

Зависимостта на капацитета от честотата, така че 1 микрофарад на 1000 Hz не означава 1 микрофарад при 20 kHz.

Вътрешна съпротива (ESR).

Поток от течове.

Стареенето е фактор, който в крайна сметка ще се развие за всеки продукт.

Най-добрият избор на приложения за кондензатор зависи от приложението във веригата и от необходимия капацитет:

Диапазонът от 1 pF до 1 nF - управляваща схема и обратна връзка. Този диапазон се използва главно за премахване на високочестотния шум в аудио канала или за целите на обратната връзка, като например моста на усилвателя Quad 606. Той има много добра поносимост (до 1%) и много ниско изкривяване и шум, но доста скъп. ISS или INC е добра алтернатива. Керамичната ОСП трябва да се избягва на сигналната линия, тъй като те могат да причинят допълнително нелинейно изкривяване до 1%.

От 1 nF до 1 μF - свързване, отделяне и потискане на трептенията. Най-често те се използват в аудиосистемите, както и между етапите, където има разлика в нивото на постоянния ток, отстраняването на вибрациите и веригата на обратната връзка. Като правилоФилмови кондензатори ще се използват в този диапазон до 47 микрофарада. Най-добрият избор на кондензатор за звук и звук са полистирол (ISS), полипропилен (MCP). Полиетиленът (MKT) е алтернатива на по-ниска цена.

1 F и повече - източници на енергия, изходни кондензатори, филтри, изолация. Предимството е много висок капацитет (до 1 Фарад). Но има няколко недостатъка. Електролитна ОСП е подложена на стареене и сушене. След 10 или повече години петролът изсъхва и важни фактори като ESRs се променят. Те са поляризирани и трябва да се сменят на всеки 10 години, в противен случай ще повлияят отрицателно на звука. Когато се проектира свързващата верига на електролитите по сигналната линия, често е възможно да се избегнат проблеми чрез превръщане на времевата константа (RxC) за нисък капацитет под 1 микрофарад. Това ще помогне да се определи кои електролитни кондензатори са по-добри за звука. Ако това не е възможно, важно е електролитът да има най-малко 1 DC и да се използва висококачествена CAP (BHC Aerovox, Nichicon, Epcos, Panasonic).

Избирайки най-доброто решение за всяко приложение, разработчикът може да постигне най-добро качество на звука. Инвестирането в висококачествена ОСП има положителен ефект върху качеството на звука, повече от всеки друг компонент.

Изпитване на елементи от ОСП за приложения

Налице е общо разбиране, че различните ОСП могат да променят качеството на звука в аудио приложенията в различни среди. Какви кондензатори определят кои вериги и при какви условия - остават най-дискутираните теми от експертите. Затова е по-добре да не преоткриваме мотора в този комплекстемата, но използвайте резултатите от доказани тестове. Някои звукови схеми обикновено са много големи, а замърсяването в здрава среда, като заземяване и шаси, може да бъде голям проблем за качеството. Препоръчително е да се добави нелинейност и естествено изкривяване към теста чрез проверка на остатъците от моста от нулата.

Диелектрик

Полистирен

Полистирен

Полипропилен
47)

Полиестер

Сребро-слюда

Керамика

Поликарб

Температура

72

72

72

72

72

73

72

Ниво на напрежение

160

63

50

600

500

50
123)

50

Толерантност%

2.5

1

2

10

148)
1

10

10

Грешка%
163)

218%

028%

073%

-706%

001%

-009%

-172%

0000053

0000028

0000122 216)

002%

002%

004 %

023%

082%

034%

252)
n /

DCR, 100 V

300 Е + 13

200 Е + 15

)
350 Е + 14

950 Е + 10

200 Е + 12

281) 300 E + 12

n /

Фаза 2 MHz

-84

-84

-86

-84

)
-86

-84

n /

R, 2 MHz

78

)

)
Приемливо разрешение, MHz

7

59)

77

97

75

84

92

n /

мост

low

ниско

много ниско

високо

low

low

висок

Характеристики на моделите

В идеалния случай разработчикът очаква, че кондензаторът точно ще съответства на проектната му стойност, докато повечето от останалите параметри ще бъдат нула или безкрайни. Основните измервания на капацитета тук не са толкова забележими, тъй като частите обикновено са съвпадащи с допустимите отклонения. Всички филми CAP имат значителен температурен коефициент. Следователно, за да се определи кои филмови кондензатори са по-добри за звука, те се тестват от лабораторни устройства.

Коефициентът на дифузия е полезен при оценката на ефективността на електролитно захранване. Този ефект върху звуковите характеристики на сигнала CAP не е последователен и може бисъвсем незначителен. Числото представлява вътрешни загуби и, ако е необходимо, може да се преобразува в ефективно непрекъснато съпротивление (ESR). ESR не е постоянна, но има тенденция да бъде толкова ниска при висококачествените кондензатори, че не влияе съществено на работата на веригата. Ако бяха построени резонансни вериги с висока резолюция, това ще бъде съвсем различна история. Въпреки това, ниският коефициент на разсейване е отличителна черта на добрите диелектрици, което може да служи като добра индикация при по-нататъшни изследвания.

Диелектричната абсорбция може да бъде по-обезпокоителна. Това беше сериозен проблем с ранните аналогови компютри. Висока диелектрична абсорбция може да се избегне, така че слюдените кондензатори за звук могат да осигурят на RIAA мрежата много добър звук. Измерването на изтичане на постоянен ток не трябва да засяга нищо, тъй като съпротивлението на всеки кондензатор трябва да бъде много високо. Когато се използват материали с висока диелектрична пропускливост, се изисква по-малка повърхностна площ, а изтичането ще бъде практически незначително. За материали с ниска диелектрична пропускливост, като тефлон, въпреки основната си висока устойчивост, може да се изисква голяма повърхностна площ. Тогава течът може да бъде причинен от най-малко замърсяване или примеси. Изтичането на постоянен ток е вероятно добър инструмент за контрол на качеството, но не е свързано с качеството на звука.

Нежелани паразитни компоненти

Транзистори, интегрални схеми и други активни компоненти имат значително влияние върху качеството на звука. Те саизползвайте енергия от токови източници, за да промените характеристиките на сигнала. За разлика от активни съставки, пасивен перфектно консумират енергия и не променя сигнали. В електронните схеми резистори, кондензатори и индуктори всъщност се държат като активни компоненти и консумират енергия. Поради тези паразитни ефекти могат значително да променят звукови сигнали, и за подобряване на качеството изисква внимателен подбор на компоненти. Нарастващо търсене на аудио оборудване с по-добро качество на звука ОСП принуждават производителите да произвеждат устройства с по-добра производителност. В резултат на това съвременните кондензатори за употреба в audyoprylozhenyyah имат по-добра производителност и по-високо качество на звука. CAP паразитни ефекти в акустичен верига, съставена от еквивалентно серийно съпротивление (ESR), еквивалентен сериен индуктивност (ESL), последователни източници на стрес поради ефекта Зеебек и диелектрична абсорбция (DA). Типично стареене, промени в работните условия и специфични характеристики правят тези нежелани паразитни компоненти по-сложна. Всеки компонент паразитна различен ефект върху работата на електронните схеми. Да започнем с това, ефектът е утечка DC. В усилватели и други схеми, които съдържат активни съставки, това изтичане може да доведе до значителни промени в напрежението, което може да повлияе на различни параметри, включително фактор качество (Q). Способността да се справят с кондензатор пулсации и сигнал компонент високо преминаване зависи от ESR.Малко напрежение се създава в точката, където два нехомогенни метала са свързани поради феномена, известен като ефектът на Seebeck. Малките батерии, дължащи се на тези паразитни термодвойки, могат да имат значителен ефект върху работата на веригата. Някои диелектрични материали са пиезоелектрични, а шумът, който добавят към кондензатора, се проявява чрез малка батерия вътре в компонента. В допълнение, електролитна ОСП има фалшиви диоди, които могат да причинят промени в отместването или характеристиките на сигнала.

Параметри, влияещи на пътя на сигнала

В електронните схеми се използват пасивни компоненти за определяне на усилването, за установяване на DC блокиране, за потискане на шума от източника на енергия и за осигуряване на компенсиране. В преносимите аудио системи често се използват евтини компоненти с малки размери. Характеристиките на истинските полипропиленови кондензатори за звук се различават от характеристиките на идеалните компоненти по отношение на ESR, ESL, диелектрична абсорбция, ток на утечка, пиезоелектрични свойства, температурен коефициент, толеранс и напрежение. Въпреки че е важно да се вземат предвид тези параметри при проектирането на ОСП за използване в пътя на аудио сигнала, два от тях, които имат най-голямо влияние върху пътя на сигнала, се наричат напрежение и обратен пиезоелектричен ефект. Както кондензаторите, така и резисторите показват промяна във физическите характеристики при промяна на приложеното напрежение. Това явление обикновено се нарича фактор на напрежението и това е такаварира в зависимост от химичния състав, дизайна и вида на ОСП. Обратният пиезо ефект влияе върху номиналната електрическа стойност на кондензаторите за усилвателя на звука. В аудио усилвателите, тази промяна в стойността на електрическия компонент води до промяна на усилването в зависимост от сигнала. Този нелинеен ефект води до изкривяване на звука. Обратният пиезоелектричен ефект причинява значително изкривяване на звука при ниски честоти и е основният източник на фактора на напрежението в керамичния клас II CAP. Напрежението, приложено към ОСП, оказва влияние върху неговата ефективност. В случай на керамичен клас II CAP, капацитетът на компонента намалява, когато се прилага положително положително постоянно напрежение. Ако към него се подава голямо променливо напрежение, капацитетът на компонента намалява по подобен начин. Въпреки това, когато се прилага ниско променливо напрежение, капацитетът на компонента има тенденция да се увеличава. Тези промени в капацитета могат значително да повлияят на качеството на звука.

Общи характеристики на хармоничните изкривявания THD

THD кондензатори за звук зависи от диелектричния материал на компонента. Някои от тях могат да дадат внушителна THD, докато други могат сериозно да го влошат. Полиестерни алуминиеви електролитни кондензатори и кондензатори са сред ОСП, които дават най-ниската THD. В случая на диелектрични материали от клас II, X7R предлага най-добрите характеристики, а именно THD. ОСП за използване в аудио оборудване обикновено се класифицират според приложението, за което се използват.Три приложения: път на сигнала, функционални задачи и програми за подпомагане на напрежението. Осигуряването на използването на оптималния MKT кондензатор за звук в тези три области помага за подобряване на изходния тон и намаляване на изкривяването на звука. Полипропиленът има нисък коефициент на разсейване и е подходящ за трите области. Въпреки че цялата ОСП, използвана в аудио системата, която влияе на качеството на звука, компонентите, които са на пътя на сигнала, имат най-голямо въздействие. Използването на висококачествени аудио-кондензатори значително намалява качеството на звука. Поради отличната си линейност, филмовите кондензатори обикновено се използват в аудио траковете. Тези неполярни звукови кондензатори са идеални за премиум аудио технология. Изолатори, които обикновено се използват в конструкции на филмови кондензатори с качество на звука за използване по пътя на преминаването на сигнала, включват полиестер, полипропилен, полистирен и полифенилен сулфид. CAP за използване в предишни усилватели, цифрово-аналогови преобразуватели, аналогово-цифрови преобразуватели и подобни програми, заедно се класифицират като функционални кондензатори на дадена задача. Въпреки че тези неполярни звукови кондензатори не са в пътя на сигнала, те също могат значително да намалят качеството на звука. Кондензаторите, използвани за поддържане на напрежението в аудиооборудването, имат минимален ефект върху звуковия сигнал. Въпреки това е необходимо да се обърне внимание при избора на ОСП, който подкрепя напрежениетоза оборудване от висок клас. Използването на компоненти, оптимизирани за аудио приложения, спомага за подобряване на производителността на звуковата схема.

Полистиролен плосък диелектричен блок

Полистиролните кондензатори са направени чрез навиване на плосък диелектричен блок, подобен на електролитен, или чрез подреждане на последователни слоеве, например книга (сгънато фолио). Те се използват главно като изолатори от различни пластмаси, като полипропилен (МКП), полиестер /милар (МКТ), полистирен, поликарбонат (МКС) или тефлон. За плочи се използва алуминий с висока степен на чистота. В зависимост от използвания тип изолатор се произвеждат кондензатори с различен размер и капацитет с работно напрежение. Високата диелектрична якост на полиестера ви позволява да произвеждате най-добрите електролитни кондензатори за малък звук и при сравнително ниска цена за ежедневна употреба, когато не са необходими специални качества. Възможен капацитет от 1000 pF до 47 микрофарада при работни напрежения до 1000 v. Коефициентът на диелектрични загуби в полиестера е относително висок. За аудио, полипропилен или полистирол може значително да намали диелектричните загуби, но трябва да се отбележи, че те са много по-скъпи. Полистирените се използват в филтри /кросоувър. Един недостатък на кондензаторите от полистирол е ниската точка на топене на диелектрика. Ето защо полипропиленовите кондензатори за звук обикновено се различават един от друг, като диелектрикзащитени чрез отделяне на запоени проводници от корпуса на кондензатора.

FIM технология с висока енергийна плътност

Филми от голям капацитет на CAP предлагат три категории от този тип: TRAFIM (стандартни и специални), FILFIM и PPX. Технологията FIM се основава на концепцията за контролирани самолечителни свойства на сегментираните алуминиеви метални филми. Капацитетът е разделен на няколко милиона елементарни елемента, комбинирани и защитени с предпазители. Слабите диелектрични елементи са изолирани и преди перфорацията на предпазителите изолират повредените елементи, с които кондензаторът продължава да работи в нормален режим без късо съединение или експлозия, какъвто може да бъде случаят с електролитни кондензатори за звук. При благоприятни условия не трябва да се очаква, че очакваният срок на експлоатация на ОСП от този вид ще надвиши 200 000 часа, докато MTBF ще бъде 10 000 000 часа. Когато работят като батерия, тези кондензатори консумират малка част от капацитета поради постепенното унищожаване на отделните елементи през срока на експлоатация на компонента. Сериите TRAFIM и FILFIM предлагат непрекъсната филтрация за високи напрежения /мощности (до 1 kV). Капацитетът варира:

от 610 μF до 15625 μF за стандартен TRAFIM;

от 145 μF до 15460 μF за специални TRAFIM;

от 82 μF до 475 μF за FILFIM. Обхватът на постоянното напрежение е:

от 14 kV до 42 kV за стандартния TRAFIM;

от 13 kV до 53 kV за персонализиран TRAFIM;

и от 59 kV до 317 kV за FILFIM.

Кондензаторите от серия PPX предлагат пълна гама мрежови решенияза защита срещу смущения в GIST тиристори, както и за блокиране на CAPS, предлагащи капацитет от 019 μF до 64 μF. Диапазонът на напрежението за PPX варира от 1600 до 7500 с много ниска индуктивност. Филмови кондензатори за звук, като правило, имат отлични високочестотни характеристики, но често се компрометират в големи размери и се компенсират от голямата дължина на проводника. Можете да забележите, че малкият радиален кондензатор на Panasonic има свой собствен резонанс много по-висок (97 MHz) от Audience (45 MHz). Това не се дължи на инсталирания тефлонов капак, а защото има дължина от няколко инча и не може да бъде прикрепен към кутията. Ако разработчикът се нуждае от високочестотни характеристики, за да поддържа стабилност в широколентовите полупроводници, те намаляват размера и дължината на проводника до абсолютен минимум. Производителността на звуковите вериги силно зависи от пасивните компоненти като кондензатори и резистори. Действителните ОСП съдържат нежелани паразитни компоненти, които могат значително да нарушат характеристиките на аудио сигналите. Кондензаторите, използвани в сигналния път, до голяма степен определят качеството на звука. В резултат на това се изисква внимателен подбор на ОСП, за да се сведе до минимум влошаването на сигнала. Кондензаторите за аудио клас са оптимизирани да отговарят на нуждите на съвременните висококачествени аудио системи. Пластмасовите кондензатори за звук се използват в висококачествените аудио системи и имат широк спектър от приложения.