Как-то мне прислали партию своих лучших новых конденсаторов, некая звуковая фирма (не буду писать название этой фирмы, рекламить не хочу) рискуя быть осмеянным и осужденным, отправили неплохую упаковку конденсаторов, чистая стоимость которых превышает стоимость целых компонентов, рассмотренных на сайте Звукомания.
Оглавление:
Как конденсаторы звучат по-разному?
Будучи тщательным и этичным, я не просто вставляю новый компонент вместо существующего и описываю эффекты, как будто они будут универсальными.
Все испытания, которые претендуют на научную строгость, должны прилагать напряженные усилия для уменьшения влияния переменных, отличных от тестируемых. Следовательно, необходимо учитывать взаимосвязь соседних компонентов. Компоновка компонентов также должна быть нормализована во время тестирования. Многие из нас сталкивались с успешными прототипами макетных плат, которые звучали ужасно, когда их перестраивали для соответствия корпусу или еще хуже, которые колебались из-за выравнивания,
«Что такое конденсатор?» и чем он отличается от другого конденсатора?
Конденсаторы и электролиты представляют собой одно и то же и состоят из двух параллельных проводящих металлических листов, разделенных изолирующим диэлектриком. Диэлектрик может быть изготовлен из вощеной бумаги, керамики, пластика (например, полипропилена, полиэстера или поликарбоната), политетрафторэтилена (тефлона), оксида тантала, слюды или любого другого изоляционного материала, подходящего для применения в конструкции. Следовательно, в этом списке преобладают гибкие материалы, так что два листа можно свернуть для экономии места, отсюда и трубчатая форма многих конденсаторов.
Читатели Звукомания могут помнить, как работают проводники с электронами, прыгающими из «дырки» в «дырку» в направлении, противоположном условному течению тока. В металлической решетке электроны делокализованы, поэтому «дырок» как таковых на самом деле нет, но это аналогия.
Конденсатор «заряжен»!
В аудиосхемах сетевая полезность двояка. Временное «хранилище» энергии используется (параллельно) для сглаживания выпрямленного переменного тока в источнике питания (который без конденсаторов составлял бы 100 или 120 сдвигов от нуля до максимальной амплитуды каждую секунду), достаточного для обеспечения адекватного регулирования для удовлетворения переменных потребностей музыкального сигнала в каждом каскаде усиления.
Реактивное сопротивление важно при последовательном подключении для блокировки межкаскадного постоянного тока, а также при последовательном или параллельном подключении для определения полосы пропускания или частотной характеристики. Это связано с тем, что сопротивление конденсатора при падает с увеличением частоты в логарифмической зависимости (отсюда стягивание параллельных линий на диаграмме реактивного сопротивления). Катушки индуктивности (катушки провода) имеют обратное соотношение, что также очень полезно в аудио.
Емкость изолятора измеряется его диэлектрической проницаемостью ( k ) и варьируется от чуть более k = 1 для воздуха до k = 2 для таких материалов, как тефлон и k = 6, до гораздо более практичных конденсаторных материалов, таких как тантал k = 27 и различная керамика от k =30 до k=3000. Вот почему керамические конденсаторы представляют собой крошечные шарики, а тефлоновые — массивные бревна.
Диэлектрические постоянные даже не являются постоянными (скорее противоречие в терминах), поскольку они меняются в зависимости от напряжения и температуры (оба связаны вышеупомянутым ESR), а также (особенно досадно, учитывая роль в цепях переменного тока) меняются в зависимости от частоты.
Таким образом, конденсаторы круты для разработки и спецификации для применения, даже до того, как начнутся странности аудиофилии.
- мы все должны знать
- X C =1/2π.fC
- и
- X L =2π/fL,
- где:
f в герцах
C в фарадах
L в Генри
X C — емкостное реактивное сопротивление и, следовательно, (теоретическое) сопротивление только на этой частоте (теоретического) конденсатора; настоящие конденсаторы имеют реальное сопротивление выводных проводов и фольги, потому что они сделаны из реальных материалов, которые начинаются как руда в земле (ну, такова их недавняя история), а затем добываются, дробятся, нагреваются, перерабатываются и в конечном итоге образуют электрические проводники в этих конденсаторах реального мира.
Дело в том, что чистота проводников в этих устройствах определяется производителем в соответствии с анализом затрат и выгод для целевой цены продажи. Аналогично слой изолирующего диэлектрика между двумя слоями конденсатора. При этом выборе необходимо дополнительно учитывать пространство, которое может занимать конденсатор, напряжение, которое он должен выдерживать, а также удары и нагрузки, которые он должен выдерживать.
Конденсатор для звука
Помните, что в крайнем случае, таком как «конденсатор» (старое мировое название конденсаторов) в неуклюже установленном усилителе-распределителе, помятый конденсатор больше не имеет указанной толщины диэлектрика между слоями проводника.
Даже сосредоточенные параметры LCR могут различаться в зависимости от типа конструкции и размера. Насколько прямые линии и в какой точке скорость их кривой увеличивается, зависит от решений, принятых на этапе проектирования компонентов, производственных процессов и допусков.
Эти большие разности первого порядка легко адекватно указать, например ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), которое должно быть равно нулю (сопротивление не в фазе), но никогда не может быть равно нулю; возможно, если бы конденсатор можно было держать близко к 0 Кельвина, ESR мог бы быть близок к нулю, но в момент подачи любого тока температура резко возрастет. Различий второго порядка много, и их труднее количественно оценить в отношении слышимого эффекта.
Следовательно, существует множество возможных объяснений возможных различий звука между конденсаторами. Следовательно, существует множество возможных причин еще большей аудиопаранойи.
Еще одним поводом, на который можно повесить некоторую аудиофилическую паранойю, является диэлектрическое поглощение, которое является несовершенством накопления заряда, описанным ранее. Не весь накопленный заряд остается сохраненным, некоторый заряд неизбежно вытечет или «мигрирует» из диэлектрика в конечном итоге.
Что это означает для остальной части схемы вокруг рассматриваемого конденсатора, так это то, что его значение, следовательно, не то, что указано на банк. Это чрезвычайно важно в схемах выборки и хранения, используемых, например, в музыке.
Существуют также другие измеряемые параметры, такие как коэффициент рассеяния , собственная индуктивность (ESL), и они оказывают очевидное влияние на поведение внутри схемы и, как и большинство изменений во временной и частотной областях, действительно видны на прямоугольной волне.
продолжение следует….