Egenskaper hos kondensatorer

Dette med kapasitans synes jeg er litt forvirrende.

I min hodetelefonforsterker er det populært å bytte ut de siste kondensatorene i lyd-ut kretsen (jeg er ikke stødig i fagterminologien her altså) med filmkondensatorer.
Standardkapasitansen er 100uF men det er visst fullt mulig å gå litt opp eller ned.
De som øker kapasistansen melder om endringer i de lavere frekvensene (hvorvidt endringene er til det bedre eller ei vites ikke).

Hvis jeg forstår det rett, så angir kapasitansen størrelsen på "flatene" (igjen, ikke stødig i fagtermen her) i kondensatoren.
Større flater betyr bare at en har kapasitet en ikke utnytter mens mindre flater fører til en slags flaskehals?
Dette er bare jeg, ufaglært som jeg er, som forsøker å skape meg et bilde av hvordan komponentene fungerer.

Kondensatorer har reaktans (= "vekselstrømsmotstand") omvendt proporsjonal med frekvens og kapasitans ("verdi"). Kondensator i serie med lydsignal = høypassfilter. Kondensator i parallell med signal (altså til jord) = lavpassfilter. I en tonekontroll har du begge deler på én gang.

Kitch- det er riktig som du sier - kapasitans er proporsjonal med arealet på platene og relativ dielektrisitetskonstant på isolasjonmaterialet ( luft regnes relativt som 1), og omvendt proporsjonal med avstanden mellom platene. Platene er her de lagene med metallfolie som er nødvendig....
Det er mange påstander innen HiFi - slett ikke alle er riktige, men det er ikke usannsynlig at en filmkondensator kn utgjøre en forbedring i forhold til en elektrolytt som vel er standard, likeså at en økning i verdi kan påvirke de aller laveste frekvensene... Problemet er vel å få plass til en filmkondis på over 100uF.... En annen løsning kan være å øke elektrolyttkondisen, og parallellkoble en filmkondensator på feks 10uf....

Aurora skrev:

En annen løsning kan være å øke elektrolyttkondisen, og parallellkoble en filmkondensator på feks 10uf....

Klikk for å utvide...

Her er vi inne på et tema som er litt myteomspunnet. Hvorfor skal man parallellkople en liten kondis sammen med den store? Intuitivt skulle man tro at man får fordeler fra begge to, men slik er det ikke såvidt jeg husker. Problemet er at elektrolyttkondiser gir forvrengning når de står i signalveien på grunn av sine varierende egenskaper avhengig av spenning over de. En liten parallellkoplet kondis kan da ikke fjerne denne forvrengningen?
En større elektrolytt kan føre til mindre spenningsvariasjon over den, og forvrengingen kan potensielt gå ned.

Et snedig triks man kan gjøre er å bruke to elektrolytter koplet hver sin vei i parallell.
https://groupdiy.com/index.php?topic=36210.0

Vel - det finnes jo ferdige bipolare lytter... parallellkoble med film? Ja visst er det en myte, men "menigheta" påstår jo hårdnakket at det hjelper..
Eneste logikken idet som jeg kan se, er at ESR er frekvensvhengig, og 'lytter er jo ikke kjent for sin virkningsgrad ved høye frekvenser, så hvis det gir noen sjelefred, så hvorfor ikke..... ideelt sett kunne mans selvsagt satt inn en filmkondis eller flere til 150-200u, men det blir kanskje i ei sidevogn??

Den största myten med kondensatorer, ja med alla elektronikkomponenter, är väl att komponenter från en viss tillverkare "låter bättre" än komponenter från en annan tillverkare.

Aurora skrev:

Vel - det finnes jo ferdige bipolare lytter... parallellkoble med film? Ja visst er det en myte, men "menigheta" påstår jo hårdnakket at det hjelper..
Eneste logikken idet som jeg kan se, er at ESR er frekvensvhengig, og 'lytter er jo ikke kjent for sin virkningsgrad ved høye frekvenser, så hvis det gir noen sjelefred, så hvorfor ikke..... ideelt sett kunne mans selvsagt satt inn en filmkondis eller flere til 150-200u, men det blir kanskje i ei sidevogn??

Klikk for å utvide...

Jo, ESR ved høye frekvenser vil jo bli bedre. Men 20kHz? Jeg tror også forskjellen er helt ubetydelig. Selv i Hi-Fi sammenheng...
Jeg tror muligens du misforstod poenget mitt med parallellkobling av elektrolytter Aurora? Bipolare elektrolytter er som du vet seriekoblet rumpe-mot-rompe og vil tåle høye spenninger begge veier. De blir dermed nødvendigvis fysisk større. I linken jeg la ved var det en som hadde gjort målinger med kondisene i parallell med polaritet hver sin vei. De vil jo ikke tåle noe mer enn noen få 100mV spenning over seg, men det vil de heller ikke få i signalveien. Siden kapasitansen blir doblet i stedet for halvert kan man potensielt klare seg med fysisk mindre komponenter og allikevel oppnå lavere forvrengning.
En dag jeg får ånden over meg skal jeg koble opp et måleoppsett og finne det ut.

Armand skrev:

Aurora skrev:

En annen løsning kan være å øke elektrolyttkondisen, og parallellkoble en filmkondensator på feks 10uf....

Klikk for å utvide...

En liten parallellkoplet kondis kan da ikke fjerne denne forvrengningen?

Klikk for å utvide...

Jo da. Alle kondensatorer har et frekvensområde hvor de fungerer "normalt". En elektrolyttkondensator blir induktiv ved høyere frekvenser (altså motsatt virkning av en kondensator). En mindre filmkondensator kan "ta over" ved høyere frekvenser.

Men -- og det er vel det som debatteres her -- elektrolyttkondensatorer er ulineære ved lave frekvenser, særlig når de ikke har noen likespenning over seg. Jo større kondensator, desto mindre problem.

I high end audio unngår man derfor elektrolytter i signalveien.

Armand - nei, jeg så ikke det - jeg leste det automatisk som en kobling som bipolar..... nå vet jeg ikke hvilken forsterker dette er, men en lytt i utgangen betyr kanskje SE???

Hurra_mann skrev:

Jo da. Alle kondensatorer har et frekvensområde hvor de fungerer "normalt". En elektrolyttkondensator blir induktiv ved høyere frekvenser (altså motsatt virkning av en kondensator). En mindre filmkondensator kan "ta over" ved høyere frekvenser.

Klikk for å utvide...

Nei da. En liten kondis kan ikke fjerne ulinearitetene som elektrolyttkondisen allerede har generert på grunn av sine utilstrekkeligheter. Dette har ikke noe med impedans ved høye frekvenser å gjøre. Ellers er poenget ditt om at elektrolyttene blir induktive ved høye frekvenser er riktig, men ved hvilken frekvens? Jeg har målt en 22uF elektrolytt jeg bruker i et power supply og den får lavere og lavere impedans helt opp til 200kHz.

-60dB tilsvarer 17mOhm. Vi ser at fasedreiningen (grønn) starter ikke før en stund etter 20kHz og vil derfor ikke ha innvirkning i audioområdet.
Men vi kan være enige om at filmkondiser er best (hvis man har plass til dem)

Armand!

Her var det en god del å sette tennene i!
Lagrer denne tråden

Kondismytene er mange og sitter dypt... bare spør noen gitarister... Legg så til resten av komponentutbudet, kabler, plugger osv osb.. så er det snart flere myter enn fakta innen HiFi...

Mens transistorene som står for den aktive forandringen av signalet (forsterkning av enten strøm eller spenning)
og dermed størst potensiale til å "farge" lyden, de ser man sjelden noen diskusjoner om.
Om den ene produsenten er bedre enn den andre, eller hvilken transistor som er den beste for HiFi.
Hva er best, 2N3055, BD 140, 2SCxxxx osv osv...

I strømforsyning til utstyr med stor båndbredde brukes flere typer kondensatorer i parallell for å oppnå lav impedans over et bredt frekvensbånd. Hvilke typer kondensatorer som er best for lyd har vært debattert i det vide og brede i mange år. Mange tror f.eks. at keramiske kondensatorer er fy-fy og at polypropylen er veien og livet. Men så enkelt er det ikke! Enkelte typer keramiske (f.eks. NPO) har veldig gode egenskaper, bedre enn nesten alt annet. Og polypropylen har faktisk noen veldig negative egenskaper som få vet om: asymmetrisk kapasitans pga elektret formasjon*. Dette genererer forvrengning....

Så lenge forsterkerne våre går på likestrøm og elektrisk energi leveres som 50 Hz vekselspenning kommer vi ikke unna elektrolytter. Men hold disse unna signalveien. Elektrolytter har også begrenset levetid. Helt ned i 2.000 timer ved høye temperaturer.

Koblingskondesatorer bør være på inngangssiden. Der har man best kontroll og høye impedanser = små kondensatorverdier.

Det å blande halvledere inn i diskusjonen er en avsporing, ikke minst fordi disse er på innsiden av tilbakekobling. Det er ikke kondesatorer i signalveien.

*) Kilde: John Linsley Hoods bok "Audio Electronics", side 229.

Jeg er ikke så sikker på om fasiten er så enkel som det antydes over her (ikke i posten rett over, men lenger oppover). Parallellkobling av lytter er et fenomen man begynte med på slutten av 70 tallet i kjølvannet av TIM, DIM BIM osv debatten. Den som startet med publikasjonen til Otala og Leinonen og forsåvidt kulminerte med den første forsterkeren til Elektrokompaniet. Fasiten var den gangen og forsåvidt nå også at forsterkere med stor global FB og dårlig slew rate ikke låt bra. Det er en sammenheng mellom en forsterkers open-loop båndbredde og impedansen på avkoblingskondensatorene. Millerkondensatorer og båndbreddebegrensning i tilbakekoblingssløyfa var også noe dritt. Så etterhvert begynte man å paralellkoble alle lytter med film kondensator for å sikre at alle avkoblinger hadde en impedans så nær null ohm så mulig langt opp i noen hundre kHz området. Spesielt bootstrap-kondiser kunne være noe dritt om de ikke var skikkelig avkoblet. Viktig å huske på at ladelyttene i poweret i en forsterker også skal ha en ideell impedans på null ohm. En av de viktigste statement på denne diskusjonen var Tandbergs thermic servo loop (TIA 2015) som helt fjernet DC sperra i tilbakekoblingssløyfa. DC servo gjør vel også mye av samme nytta og er fremdeles mye i bruk i dag. Hvis du går inn på fabrikkskjemaene på fx TI høykvalitets AD og DA konvertere ser du at de står konstruert med en 1uF lytt parallell med en 100nF film på avkoblingene. Når jeg lager forsterkere så parallellkobler jeg konsekvent ALT av elektrolytter med en 100nF polykarbonat. Du kan fint måle forskjell på OL bådbredde og slew rate med og uten filmkondiser på de aller fleste forsterkerkonstruksjoner.

Vi må i hvert fall skille mellom koblingskondensator og avkoblingskondensator. Alle er enige om at elektrolytt som koblingskondensator er fy-fy selv om forvrengningen kan gjøres svært lav med rette konfigurasjon. Men så har man dette med aldring selv om det også er et minimalt problem. Gode lytter som ikke belastes og som er av god kvalitet kan fint vare i 40 år. Uansett, -vi unngår det.
Poenget mitt tidligere er at en liten filmkondensator i parallell med en koblingskondis ikke kan fjerne ulumskhetene elektrolytten har forårsaket. Det er jeg ganske sikker på.
Når det gjelder avkoplingskondensator stiller saken seg helt annerledes. Kondensatoren har en helt annen jobb og ulineær forvrenging spiller ingen rolle lenger. Da må man (som også alle er enige om) parallellkople flere kondensatorer for å oppnå lav impedanse ved et stort frekvensområde. Standardteorien her er at de store står lenger unna og tar seg av de store strømmene og lave frekvensene og så går man gradvis nedover etterhvert som man nærmer seg forbruker. Her begynner også "black-magic"-effekter som parasittiske induktanser i baner å blande seg inn og som kan være vanskelige å få oversikt over uten å gjøre impedansmålinger på ferdig kort med komponentene på plass.
Jeg laget tidligere et kretskort der jeg "slengte" på kondensatorer etter beste evne i følge standardteorien. Men målinger viste en forhøyet impedans ved 1,5MHz (sett fra VDD-pinnen til forbruker) og forsterkeren oscillerte. Løsningen var nytt kretskort med mer gjennomtenkt avkobling. Jeg slenger ut et par bilder før og etter:



Vi ser tydelig at fasespranget og impedanstoppen ved 1,5MHz er borte på det nederste bildet. (Fasespranget ved 200kHz er en artifakt med måleutstyret mitt). Dette er totalimpedansen til 1800u || 470u || 22u OSCON || 10u MLCC 1210 || 10u MLCC 0805 || 4,7u 0805 MLCC.
Den fysiske størrelsen til kondensatorene spiller også en stor rolle når man passerer noen hundre kHz.

atlechri, hvorfor bruker du polykarbonat 100nF og ikke MLCC kondensatorer i avkobling?

Armand skrev:

Vi må i hvert fall skille mellom koblingskondensator og avkoblingskondensator.

Klikk for å utvide...

Tenker du på avkoblingskondensator som f eks i avkobling av emitter-motstand i felles emitter-kobling så ser jeg ikke den helt store forskjellen. Begge gir sitt bidrag i videre signalvei.

Armand skrev:

Aurora skrev:

En annen løsning kan være å øke elektrolyttkondisen, og parallellkoble en filmkondensator på feks 10uf....

Klikk for å utvide...

Her er vi inne på et tema som er litt myteomspunnet. Hvorfor skal man parallellkople en liten kondis sammen med den store? Intuitivt skulle man tro at man får fordeler fra begge to, men slik er det ikke såvidt jeg husker. Problemet er at elektrolyttkondiser gir forvrengning når de står i signalveien på grunn av sine varierende egenskaper avhengig av spenning over de. En liten parallellkoplet kondis kan da ikke fjerne denne forvrengningen?
En større elektrolytt kan føre til mindre spenningsvariasjon over den, og forvrengingen kan potensielt gå ned.

Et snedig triks man kan gjøre er å bruke to elektrolytter koplet hver sin vei i parallell.
https://groupdiy.com/index.php?topic=36210.0

Klikk for å utvide...

Du mener vel 2 i serie minus til minus så får du en bipolar på 1/4 af værdien for de 2.

jane skrev:

Armand skrev:

Vi må i hvert fall skille mellom koblingskondensator og avkoblingskondensator.

Klikk for å utvide...

Tenker du på avkoblingskondensator som f eks i avkobling av emitter-motstand i felles emitter-kobling så ser jeg ikke den helt store forskjellen. Begge gir sitt bidrag i videre signalvei.

Klikk for å utvide...

Nei, jeg tenkte kun på power supply pinner. Da skjønner jeg atlechri's valg av polykarbonat også

Drossel skrev:

Du mener vel 2 i serie minus til minus så får du en bipolar på 1/4 af værdien for de 2.

Klikk for å utvide...

Nei. To i parallell med polaritet hver sin vei (Se linken og målingene der). To kondensatorer i serie gir forøvrig ikke 1/4, men en 1/2.
En slik kobling vil imidlertid ikke kunne håndtere DC offset på mer enn noen få hundre millivolt siden den ene da vil få spenningen "feil" vei. Poenget med dette er at feilene i kondensatorene utligner hverandre.
For moro skyld koblet jeg opp samme test som han i linken og gjorde egne målinger. For å utelukke støy måler jeg kun andre og tredje harmoniske forvrengningskomponenter.
Måleoppsett:


Resultat:

Vi ser tydelig at forvrengningen er lavere når de er koplet i anti-parallell. Nederst på bildene ser vi en FFT akkurat ved 48Hz. AC-spenningen over kondensatorene er da 139mV. Med kondisene samme vei ligger andre harmonisk på -95dB. Men kondisene koblet hver sin vei ligger den på -110dB. Etterhvert som frekvensen stiger og spenningen over kondensatorene synker blir forskjellene mindre