Kapasitors (CAP's) is belangrike komponente in oudiostelsels. Hulle het verskillende spanning-, stroom- en vormfaktore. Om te kies watter kapasitors die beste vir klank is, moet moderators al die CAP-parameters verstaan. Die integriteit van die klanksein hang grootliks af van die keuse van kapasitors. Daarom, wanneer die regte toestel gekies word, moet alle belangrike faktore in ag geneem word.
Die klank CAP-parameters is spesiaal geoptimaliseer vir hoëwerkverrigtingtoepassings en bied doeltreffender oudiokanale as standaardkomponente. Die tipe kapasitors wat algemeen in oudiokanale gebruik word, is aluminium elektrolitiese en film CAP's, en watter kapasitors die beste is vir klank in spesifieke toestande hang af van die stroombane en toestelle wat gebruik word: luidsprekers, CD- en musiekinstrumentspelers, baskitaar enander.
Geskiedenis van die klankkapasitor
Die kapasitor is een van die oudste elektroniese komponente. Elektriese geleiers is in 1729 ontdek. In 1745 het die Duitse uitvinder Ewald Georg von Kleist die Leidse vaartuig ontdek wat die eerste GLB geword het. Fisikus Pieter van Müssenbrook, 'n fisikus aan die Universiteit van Leiden, het die Leidse kruik op sy eie in 1746 ontdek.
Op die oomblik is die Leiden-fles 'n glashouer wat binne en buite met metaalfoelie bedek is. Die CAP dien as 'n manier om elektrisiteit te stoor, en watter kapasitors die beste vir klank is, sal afhang van die kapasitansie, want hoe groter hierdie syfer, hoe meer elektrisiteit sal dit stoor. Die kapasitansie hang af van die grootte van die teenoorgestelde plate, die afstand tussen die plate en die aard van die isolator tussen hulle.
Kapasitors wat in oudioversterkers gebruik word, kom in verskeie tipes voor, soos die gewone CAP met metaalfoelie vir beide plate en geïmpregneerde papier tussen hulle. Gemetalliseerde papier (MP) kapasitors, ook genoem olie-papier CAP's en gemetalliseerde papier enkellaag kapasitors (MBGO's) vir oudio, wat gebruik word in AC, DC en pols stroombane.
Later het mylar (polyester) en ander sintetiese isoleerders meer algemeen geword. In die 1960's het metaal CAP met mylar baie gewild geword. Twee sterkpunte van hierdie toestelle is hul kleiner grootte en die feit dat hulle selfgenesend is. Vandag is dit die beste kapasitors vir klank, hulle word in byna elke elektroniese toestel gebruik. As gevolg van die groot volume handel en produksie van hierdie tipe kapasitors, is hulle redelik goedkoop.
Nog 'n tipe CAP is elektrolities met 'n spesiale ontwerp met oorwegend hoë en baie hoë waardes wat wissel van 1 uF tot etlike tienduisende uF. Hulle word hoofsaaklik gebruik vir ontkoppeling of filtering in die kragtoevoer. Die mees algemene in versterkerontwerp is gemetalliseerde Mylar- of poliësterkapasitors (MKT). Hoër kwaliteit versterkers gebruik meestal gemetalliseerde polipropileen (MPP).
Komponenttegnologie
CAP-tegnologie bepaal grootliks die eienskappe van toestelle, en watter kapasitors die beste vir klank is, hang af van die klas toerusting. Hoë-end produkte het streng toleransies en is duurder as algemene doel kapasitors. Boonop kan sulke hoë kwaliteit CAP's herbruikbaar wees. Hoë kwaliteit oudiostelsels vereis hoë kwaliteit CAP's om topklas klankgeh alte te lewer.
Die werkverrigting, of hoe die kapasitors die klank beïnvloed, hang baie af van hoe hulle aan die PCB gesoldeer is. Soldeer stres passiewe komponente, wat piëso-elektriese spanning en krake van oppervlak-gemonteerde CAP's kan veroorsaak. Wanneer jy kapasitors soldeer, moet jy die korrekte soldeervolgorde gebruik en die aanbevelings volgprofiel.
Alle mylar-oudiokapasitors is nie-gepolariseerd, wat beteken dat hulle nie positief of negatief gemerk hoef te word nie. Hul verband in die ketting maak nie saak nie. Hulle word verkies in hoë kwaliteit klankkringe as gevolg van hul lae verlies en verminderde vervorming wanneer produkgrootte dit toelaat.
MKC-gemetalliseerde polikarbonaattipe word amper nie meer gebruik nie. Dit is bekend dat die ERO MKC-tipes steeds wyd gebruik word omdat hulle 'n gebalanseerde musikale klank het met baie min kleur. Die MKP-tipes het 'n helderder klank sowel as 'n wyer klankreeks.
'n Min bekende tipe MKV-kapasitor is 'n gemetalliseerde polipropileen-dop in olie. Dit is die beste kapasitor vir oudio omdat dit kragtiger eienskappe het as oliebedekte gemetalliseerde papier.
Kwaliteit van passiewe elemente
Kapasitors, veral wanneer hulle op die uitsetseinlyn is, beïnvloed die klankgeh alte van 'n oudiostelsel grootliks.
Daar is verskeie faktore wat die kwaliteit van CAP bepaal, ongetwyfeld baie belangrik vir oudio:
- Toleransie en werklike kapasiteit benodig vir gebruik in filters.
- Kapasitansie teenoor frekwensie, dus 1 mikrofarad by 1 000 Hz beteken nie 1 mikrofarad by 20 kHz nie.
- Interne weerstand (ESR).
- Lekstroom.
- Veroudering is 'n faktor wat met verloop van tyd vir enige produk sal ontwikkel.
Die beste keuse van kapasitortoepassings hang af van die toepassing in die stroombaan en die vereiste kapasitansie:
- Bereik van 1 pF tot 1 nF - beheer- en terugvoerkringe. Hierdie reeks word hoofsaaklik gebruik om hoëfrekwensiegeraas op die oudiokanaal uit te skakel of vir terugvoerdoeleindes soos die Quad 606-versterkerbrug. Die SGM-kapasitor in oudio is die beste keuse in hierdie reeks. Dit het baie goeie toleransie (tot 1%) en baie lae vervorming en geraas, maar redelik duur. ISS of MCP is 'n goeie alternatief. Keramiek CAP's moet op die seinlyn vermy word, aangesien dit addisionele nie-lineêre vervorming tot 1%. kan veroorsaak
- Van 1 nF tot 1 uF - koppeling, ontkoppeling en vibrasie-onderdrukking. Hulle word die meeste in oudiostelsels gebruik en ook tussen stadiums waar daar 'n verskil in GS-vlak, vibrasie-eliminasie en in terugvoerkringe is. Tipies sal filmkapasitors in hierdie reeks tot 4,7 mikrofarads gebruik word. Die beste kapasitorkeuse vir klank en klank is polistireen (MKS), polipropileen (MKP). Poliëtileen (MKT) is 'n laer koste- alternatief.
- 1 Ф en hoër - kragbronne, uitsetkapasitors, filters, isolasie. Die voordeel is 'n baie hoë kapasitansie (tot 1 farad). Maar daar is 'n paar nadele. Elektrolitiese CAP's is onderhewig aan veroudering en droog. Na 10 jaar of meer droog die olie uit en belangrike faktore soos ESR verander. Hulle is gepolariseer en moet elke 10 jaar vervang word anders sal hulle die klank negatief beïnvloed. By die ontwerp van die verbindingskring van elektroliete opseinlynprobleme kan dikwels vermy word deur die tydkonstante (RxC) vir lae kapasitansie onder 1 mikrofarad te herbereken. Dit sal help om te bepaal watter elektrolitiese kapasitors die beste is vir klank. Indien dit nie moontlik is nie, is dit belangrik dat die elektroliet minder as 1V DC is en 'n hoë kwaliteit CAP (BHC Aerovox, Nichicon, Epcos, Panasonic) gebruik word.
Deur die beste oplossing vir elke program te kies, kan die ontwikkelaar die beste klankgeh alte bereik. Belegging in hoë kwaliteit CAP's het 'n positiewe uitwerking op klankgeh alte meer as enige ander komponent.
Toets CAP-elemente vir toepassings
Daar is 'n algemene begrip dat verskillende CAP's die klankkwaliteit van oudiotoepassings onder verskillende omstandighede kan verander. Watter kapasitors om te installeer, in watter stroombane en onder watter omstandighede - bly die onderwerpe wat die meeste bespreek word onder spesialiste. Daarom is dit beter om nie die wiel in hierdie komplekse onderwerp te herontdek nie, maar om die resultate van bewese toetse te gebruik. Sommige oudiokringe is geneig om baie groot te wees, en besoedeling in oudio-omgewings soos gronde en onderstel kan 'n groot kwaliteitprobleem wees. Dit word aanbeveel om nie-lineariteit en natuurlike vervorming by die toets te voeg deur brugresidu van nuuts af te toets.
| Dielektriese | polistireen | polistireen | Polypropileen | Polyester | Silwer-mika | Ceramic | Polycarb |
| Temperatuur | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 | 73 | 72 |
| Voltage level | 160 | 63 | 50 | 600 | 500 | 50 | 50 |
| Toleransie % | 2.5 | 1 | 2 | 10 | 1 | 10 | 10 |
| Fout % | 2, 18% | 0, 28% | 0, 73% | -7, 06% | 0, 01% | -0, 09% | -1, 72% |
| Verstrooiing | 0,000053 | 0,000028 | 0,000122 | 0,004739 | 0,000168 | 0,000108 | 0,000705 |
| Absorpsie | 0, 02% | 0, 02% | 0, 04% | 0, 23% | 0, 82% | 0, 34% | n / |
| DCR, 100 V | 3.00E + 13 | 2.00E + 15 | 3.50E + 14 | 9.50E +10 | 2.00E + 12 | 3.00E + 12 | n / |
| Fase, 2 MHz | -84 | -84 | -86 | -84 | -86 | -84 | n / |
| R, 2 MHz | 6 | 7, 8 | 9, 2 | 8, 5 | 7, 6 | 7, 6 | n / |
| Inheemse resolusie, MHz | 7 | 7, 7 | 9, 7 | 7, 5 | 8, 4 | 9, 2 | n / |
| Brug | low | low | baie laag | high | low | low | high |
Kenmerke van modelle
In die ideale geval sou die ontwerper verwag dat die kapasitor presies sy ontwerpwaarde sou wees, terwyl die meeste ander parameters nul of oneindig sou wees. Die hoofkapasitansiemetings is nie so sigbaar hier nie aangesien die dele gewoonlik binne toleransies is. Alle film CAP's het 'n beduidende temperatuurkoëffisiënt. Daarom, om te bepaal watter filmkapasitors die beste vir klank is, word toetsing met laboratoriuminstrumente uitgevoer.
Die diffusiekoëffisiënt is nuttig om die doeltreffendheid van 'n elektrolitiese kragbron te evalueer. Hierdie effek op die soniese prestasie van sein-CAP's is nie konsekwent nie en kan redelik klein wees. Die getal verteenwoordig interne verliese en kan omgeskakel word na effektiewe reeksweerstand (ESR) indien verlang.
ESR is nie 'n konstante waarde nie, maar is geneig om so laag te wees in hoë kwaliteit kapasitors dat dit nie veel invloed op kringwerkverrigting het nie. As hoë-Q resonante stroombane gebou is, dan sou dit 'n heeltemal ander storie wees. 'n Lae dissipasiefaktor is egter 'n kenmerk van goeie diëlektrika, wat as 'n goeie leidraad in verdere navorsing kan dien.
Diëlektriese absorpsie kan meer kommerwekkend wees. Dit was 'n groot probleem met vroeë analoog rekenaars. Hoë diëlektriese absorpsie kan vermy word, so mika-oudiokapasitors kan RIAA-netwerke van baie goeie oudio voorsien.
DC lekmetings behoort niks te beïnvloed nie, aangesien die weerstand van enige seinkapasitor baie hoog moet wees. Met hoër diëlektriese materiale word minder oppervlakte benodig en lekkasie is feitlik weglaatbaar.
Vir materiale met 'n laer diëlektriese konstante soos Teflon, ten spyte van die basiese hoë weerstand, kan dit nodig wees omgroot oppervlakte. Dan kan die lek veroorsaak word deur die geringste kontaminasie of onsuiwerhede. GS-lekkasie is waarskynlik 'n goeie geh altebeheer, maar dit het niks met klankgeh alte te doen nie.
Ongewenste parasitiese komponente
Transistors, geïntegreerde stroombane en ander aktiewe komponente het 'n beduidende impak op die kwaliteit van oudioseine. Hulle gebruik krag van stroombronne om seineienskappe te verander. Anders as aktiewe komponente, verbruik ideale passiewe komponente nie krag nie en behoort nie seine te verander nie.
In elektroniese stroombane gedra weerstande, kapasitors en induktors in werklikheid soos aktiewe komponente en verbruik hulle krag. As gevolg van hierdie valse effekte, kan hulle klankseine aansienlik verander, en versigtige komponentkeuse is nodig om kwaliteit te verbeter. Die steeds toenemende vraag na oudiotoerusting met beter klankgeh alte dwing CAP-vervaardigers om toestelle met beter werkverrigting te vervaardig. Gevolglik het moderne kapasitors vir gebruik in oudiotoepassings beter werkverrigting en hoër klankgeh alte.
Spurious CAP-effekte in 'n akoestiese stroombaan bestaan uit ekwivalente reeksweerstand (ESR), ekwivalente reeksinduktansie (ESL), reeksspanningsbronne as gevolg van die Seebeck-effek, en diëlektriese absorpsie (DA).
Tipiese veroudering, veranderinge in bedryfstoestande en spesifieke eienskappe maak hierdie ongewenste parasitiese komponente moeiliker. Elke parasitiesekomponent beïnvloed die werkverrigting van die elektroniese stroombaan op verskillende maniere. Om mee te begin, veroorsaak die weerstandseffek DC-lekkasie. In versterkers en ander stroombane wat aktiewe komponente bevat, kan hierdie lekkasie lei tot 'n beduidende verandering in die voorspanningspanning, wat verskeie parameters kan beïnvloed, insluitend die kwaliteitsfaktor (Q).
Die vermoë van 'n kapasitor om rimpeling te hanteer en hoëfrekwensieseine deur te gee hang af van die ESR-komponent. 'n Klein spanning word geskep by die punt waar twee ongelyksoortige metale gebind word as gevolg van 'n verskynsel bekend as die Seebeck-effek. Klein batterye as gevolg van hierdie parasitiese termokoppels kan die werkverrigting van die stroombaan aansienlik beïnvloed. Sommige diëlektriese materiale is piëso-elektries en die geraas wat dit by die kapasitor voeg, is as gevolg van die klein battery binne die komponent. Daarbenewens het elektrolitiese CAP's parasitiese diodes wat veranderinge in seinvooroordeel of kenmerke kan veroorsaak.
Parameters wat die seinpad beïnvloed
In elektroniese stroombane word passiewe komponente gebruik om versterking te bepaal, GS-blokkering te vestig, kragtoevoergeraas te onderdruk en vooroordeel te verskaf. Goedkoop komponente met klein afmetings word algemeen in draagbare oudiostelsels gebruik.
Die werkverrigting van regte polipropileen klankkapasitors verskil van dié van ideale komponente in terme van ESR, ESL, diëlektriese absorpsie,lekstroom, piëso-elektriese eienskappe, temperatuurkoëffisiënt, toleransie en spanningskoëffisiënt. Alhoewel dit belangrik is om hierdie parameters in ag te neem wanneer 'n CAP ontwerp word vir gebruik in die oudioseinpad, word daar na die twee wat die grootste impak op die seinpad het verwys as spanningsfaktor en inverse piëso-elektriese effek.
Beide kapasitors en resistors vertoon 'n verandering in fisiese eienskappe soos die toegepaste spanning verander. Daar word algemeen na hierdie verskynsel verwys as die stresfaktor, en dit wissel na gelang van die chemie, ontwerp en tipe CAP.
Die omgekeerde piëzo-effek beïnvloed die elektriese aanslag van kapasitors vir 'n klankversterker. In oudioversterkers lei hierdie verandering in die elektriese waarde van 'n komponent tot 'n verandering in wins, afhangende van die sein. Hierdie nie-lineêre effek lei tot klankvervorming. Die omgekeerde piëso-elektriese effek veroorsaak aansienlike oudiovervorming by laer frekwensies en is die hoofbron van spanningsfaktor in Klas II keramiek CAP's.
Die spanning wat op die CAP toegepas word, beïnvloed sy werkverrigting. In die geval van klas II keramiek CAP's, neem die kapasitansie van die komponent af namate 'n toenemende positiewe GS-spanning toegepas word. As 'n hoë WS-spanning daarop toegepas word, verminder die kapasitansie van die komponent op dieselfde manier. Wanneer 'n lae WS-spanning egter toegepas word, is die kapasitansie van die komponent geneig om te verhoog. Hierdie veranderinge in kapasiteit kan die kwaliteit aansienlik beïnvloedoudioseine.
THD totale harmoniese vervorming
Die THD van oudiokapasitors hang af van die diëlektriese materiaal van die komponent. Sommige van hulle kan indrukwekkende THD-prestasie lewer, terwyl ander dit ernstig kan afbreek. Polyester kapasitors en aluminium elektrolitiese kapasitors is van die CAP's wat die laagste THD gee. In die geval van klas II diëlektriese materiale, bied die X7R die beste THD-werkverrigting.
CAP's vir gebruik in oudiotoerusting word oor die algemeen geklassifiseer volgens die toepassing waarvoor dit gebruik word. Drie toepassings: seinpad, funksionele take en spanningondersteuningstoepassings. Om te verseker dat die optimale klank MKT kapasitor in hierdie drie gebiede gebruik word, help om die uitsettoon te verbeter en klankvervorming te verminder. Polipropileen het 'n lae verstrooiingsfaktor en is geskik vir al drie areas. Terwyl alle CAP's wat in 'n oudiostelsel gebruik word, die klankgeh alte beïnvloed, het die komponente in die seinpad die grootste impak.
Die gebruik van hoë kwaliteit klankgraadkapasitors kan die agteruitgang van klankgeh alte aansienlik verminder. As gevolg van hul uitstekende lineariteit, word filmkapasitors algemeen in die klankbaan gebruik. Hierdie nie-polêre klankkapasitors is ideaal vir premium klanktoepassings. Diëlektrika wat algemeen gebruik word in filmkapasitorontwerpe met klankkwaliteit virseinpadgebruike sluit poliëster, polipropileen, polistireen en polifenyleensulfied in.
CAP vir gebruik in voorversterkers, digitaal-na-analoog-omsetters, analoog-na-digitaal-omsetters en soortgelyke toepassings word gesamentlik as funksionele verwysingskapasitors geklassifiseer. Alhoewel hierdie nie-gepolariseerde oudiokapasitors nie in die seinpad is nie, kan hulle ook die kwaliteit van die oudiosein aansienlik verswak.
Kapasitors, wat gebruik word om spanning in oudiotoerusting te handhaaf, het minimale effek op die oudiosein. Ongeag, sorg word vereis wanneer CAP's gekies word wat spanning vir hoë-end toerusting handhaaf. Die gebruik van komponente wat vir oudiotoepassings geoptimaliseer is, help om die werkverrigting van die oudiokring te verbeter.
polistireenplaat diëlektriese blok
Polistireenkapasitors word gemaak deur 'n lamellêre-diëlektriese blok, soortgelyk aan 'n elektrolitiese een, te wikkel, of deur in opeenvolgende lae te lê, soos 'n boek (gevoude filmfoelie). Hulle word hoofsaaklik gebruik as diëlektrika in verskeie plastiek soos polipropileen (MKP), poliëster/mylar (MKT), polistireen, polikarbonaat (MKC) of Teflon. Hoë suiwer aluminium word vir die plate gebruik.
Afhangende van die tipe diëlektrikum wat gebruik word, word kapasitors in verskillende groottes en kapasiteite met bedryfspanning vervaardig. Hoë diëlektrieseDie sterkte van poliëster maak dit moontlik om die beste elektrolitiese kapasitors vir klank in klein groottes en teen relatief lae koste te maak vir alledaagse gebruik waar spesiale eienskappe nie vereis word nie. Kapasitansies beskikbaar vanaf 1 000 pF tot 4,7 mikrofarads teen bedryfspannings tot 1 000 V.
Die diëlektriese verliesfaktor van poliëster is relatief hoog. Vir klank kan polipropileen of polistireen diëlektriese verlies aansienlik verminder, maar dit moet hier opgemerk word dat hulle baie duurder is. Polistireen word in filters/kruisings gebruik. Een nadeel van polistireenkapasitors is die lae smeltpunt van die diëlektrikum. Dit is hoekom polipropileen oudiokapasitors gewoonlik van mekaar verskil, aangesien die diëlektrikum beskerm word deur die soldeerleidings van die kapasitorliggaam te skei.
Hoë-energiedigtheid FIM-tegnologie
Hoëkrag-film CAP's bied drie kategorieë van hierdie tipe: TRAFIM (standaard en spesiaal), FILFIM en PPX. FIM-tegnologie is gebaseer op die konsep van beheerde selfgenesende eienskappe van gesegmenteerde aluminiummetallisasiefilms.
Die kapasiteit is verdeel in 'n paar miljoen elementêre elemente, gekombineer en beskerm deur lont. Swak diëlektriese elemente word geïsoleer, en voor die lont van die lont, word die beskadigde elemente geïsoleer, waarmee die kapasitor voortgaan om normaal te werk sonder 'n kortsluiting of ontploffing, soos die geval kan wees met elektrolitiesekapasitors vir klank.
Onder gunstige toestande moet daar nie verwag word dat die lewensverwagting vir hierdie tipe GLB 200 000 uur en MTBF 10 000 000 uur sal oorskry nie. Hierdie kapasitors werk soos 'n battery en verbruik 'n klein hoeveelheid kapasiteit as gevolg van die geleidelike agteruitgang van individuele selle oor die leeftyd van die komponent.
Die TRAFIM- en FILFIM-reeks bied deurlopende filtering vir hoë spannings/kragte (tot 1kV). Kapasiteit wissel:
- 610uF tot 15625uF vir standaard TRAFIM;
- 145uF tot 15460uF vir spesiale TRAFIM;
- 8.2uF tot 475uF vir FILFIM.
DC spanning reeks is:
- 1.4KV tot 4.2KV vir standaard TRAFIM;
- 1.3kV tot 5.3kV vir persoonlike TRAFIM;
- en van 5,9 kV tot 31,7 kV vir FILFIM.
Die PPX-reeks kapasitors bied 'n volledige reeks netwerkoplossings vir GTO-onderdrukking sowel as blokkering van CAP's, en bied kapasitansies van 0.19uF tot 6.4uF. Die spanningsreeks vir PPX wissel van 1600V tot 7500V met baie lae selfinduktansie.
filmkapasitors vir oudio het oor die algemeen uitstekende hoëfrekwensiewerkverrigting, maar dit word dikwels benadeel deur hul groot grootte en lang draadlengte. Daar kan gesien word dat Panasonic se klein radiale kapasitor 'n baie hoër selfresonansie (9,7 MHz) as Audience s'n (4,5 MHz) het. Dit is nie as gevolg van die geïnstalleerde Teflon-dop nie, maar omdat dit 'n paar duim lank is.en kan nie aan die liggaam geheg word nie. As 'n ontwerper hoëfrekwensiewerkverrigting benodig om stabiliteit in hoëbandwydte-halfgeleiers te handhaaf, verminder die draadgrootte en -lengte tot die absolute minimum.
Die werkverrigting van oudiostroombane is hoogs afhanklik van passiewe komponente soos kapasitors en resistors. Werklike CAP's bevat ongewenste vals komponente wat die kenmerke van oudioseine aansienlik kan verwring. Die kapasitors wat in die seinpad gebruik word, bepaal grootliks die kwaliteit van die oudiosein. Gevolglik word noukeurige CAP-seleksie vereis om seinagteruitgang tot die minimum te beperk.
Oudiograadkapasitors is geoptimaliseer om aan die behoeftes van vandag se hoë kwaliteit klankstelsels te voldoen. Plastiekfilmkapasitors vir oudio word in hoë kwaliteit oudiostelsels gebruik en het 'n wye reeks toepassings.
