Wahl des Kondensatortyps

12

Also baue ich einen kleinen Audiomixer (oder plane es eher) und gehe gleich Komponenten einkaufen und es ist ein Dschungel da draußen.

Meine Schaltung sagt deutlich 1uF mit dem regulären Kondensatorsymbol. Das Symbol enthält keine Plus- und Minuszeichen. Bedeutet dies, dass ich keinen Elektrolytkondensator verwenden sollte?

Wenn dies der Fall ist, reicht dann ein Keramik- oder Polyesterkondensator mit Spannungs- und Farad-Spezifikationen aus? Wie soll ich darüber nachdenken?

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab

Jonas
quelle
3
Die optimale Wahl hängt davon ab, wofür genau der Kondensator vorgesehen ist. Den Schaltplan anzeigen.
Ignacio Vazquez-Abrams
2
Hier sind einige gute Details über viele Typen und die Mythen über Verzerrungen usw., die sie umgeben: sound.whsites.net/articles/capacitors.htm
endolith

Antworten:

13

Da Sie sagten, dies sei für Audio gedacht, ist die Antwort tatsächlich kniffliger, als Sie sich wahrscheinlich vorgestellt haben. Elektrisch möchten Sie einen nicht polarisierten Kondensator, dh in der Praxis kein Elektrolyt oder Tantal.

Verschiedene Arten von Kondensatoren haben jedoch andere Nachteile, die bei Audioanwendungen von Bedeutung sind. Mehrschichtkeramiken sind insofern schön, als sie eine gute Kapazität für die Größe haben und nicht polarisiert sind. Abhängig vom dielektrischen Material können sie jedoch ziemlich nichtlinear sein und einen anderen Effekt haben, der oft als Mikrophonik bezeichnet wird .

Mikrofonie liegt daran, dass das Material einen gewissen Piezoeffekt aufweist. Vibrationen verursachen kleine Spannungsänderungen, was bedeutet, dass der Kondensator als Mikrofon fungiert. Der Effekt ist subtiler als bei Piezomikrofonen, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurden. Er kann jedoch angesichts des hohen Signal-Rausch-Verhältnisses bei gutem Audio immer noch erheblich sein.

Die Nichtlinearität ist auch eine Funktion des dielektrischen Materials. Ein perfekter Kondensator erhöht seine Spannung um den gleichen Betrag, wenn eine feste Ladung hinzugefügt wird, unabhängig von den anderen Bedingungen. Diese nichtlinearen Dielektrika weisen je nach Spannung eine unterschiedliche Spannungsänderung bei gleicher Ladungsänderung auf. Dies wird üblicherweise als Kapazität quantifiziert, die sich in Abhängigkeit von der Spannung ändert. Beispielsweise kann ein "10 uF 10 V" -Kondensator im ± 2 V-Bereich wie 10 uF wirken, wirkt jedoch eher wie ein 5 uF-Kondensator, um eine inkrementelle Änderung im 8-10 V-Bereich zu bewirken. Diese nichtlineare Reaktion in Audiokreisen kann zu Harmonischen führen, die im Originalsignal nicht vorhanden waren, was bedeutet, dass eine Verzerrung hinzugefügt wird.

Keramische dielektrische Typen, die in ihrem Namen mit "X" oder "Y" beginnen, zeigen diese beiden Effekte mehr als keramische Typen wie "NP0". In vielen Anwendungen spielt keiner der Effekte eine Rolle, und die X- und Y-Keramik sind nützlich, da sie Ihnen mehr Kapazität pro Volumen bieten. Für Audioanwendungen spielt es eine Rolle, daher bleiben Sie bei den anderen Typen und stellen fest, dass Sie die Kondensatoren mit den scheinbar großen Kapazitäts- und Spannungskombinationen im Signalpfad nicht verwenden können. Ein starkes Herabsetzen des Spannungsbereichs hilft auch gegen dielektrische Nichtlinearität. Beispielsweise kann eine 20-V-Kappe auftreten, wenn der Stromkreis garantiert, dass die Spannung innerhalb von ± 3 V liegt.

Andere Dielektrika wie Mylar, Polystyrol und dergleichen haben weniger unerwünschte Auswirkungen auf den Audiosignalweg, stehen jedoch auch viel geringere Kapazitäten zur Verfügung und sind physikalisch sperriger und wahrscheinlich teurer.

Alles ist ein Kompromiss.

Olin Lathrop
quelle
Haben Sie in Ihrer Antwort Kosten (und Verfügbarkeit) erwähnt?
Hippie
Da die Kondensatoren als Hochpassfilterelemente verwendet werden, können Sie auch ein wenig mit den Werten spielen. Verringern Sie C2-C4 auf 0,1 µF und erhöhen Sie R3-R5 auf 100 kOhm, um denselben Filter mit einem leichter zu findenden Kondensator zu erhalten. In dieser neuen Serie könnten Sie eine Dünnschichtkappe verwenden (die für Audio viel besser wäre als Keramik):
Produktreihe
2
@endolith: Nein, nur einer von ihnen, drei andere nicht. Als ich diese Antwort schrieb, war der Schaltplan noch nicht veröffentlicht worden und das OP beschrieb nur etwas, das so klang, als ob es unpolarisiert sein sollte.
Olin Lathrop
oh, ich habe den Schaltplan falsch verstanden
Endolith am
Wer auch immer dies ablehnte, es wäre nützlich zu erklären, was genau Sie für falsch halten.
Olin Lathrop
5

Die Eingangskondensatoren haben auf der rechten Seite + 4,5V. Sofern Sie sich nicht für extreme audiophile Spezifikationen entscheiden (in diesem Fall spielt der Typ des Operationsverstärkers eine große Rolle), können Sie Aluminium-Elektrolytkondensatoren verwenden, die mit der + Seite rechts (Eingang) verbunden sind, oder ein nicht polarisiertes Aluminium-Elektrolyt . Irgendwo um 1uF bis 10uF ist ungefähr richtig.

Die Ausgangskappe ist umgekehrt (+ 4,5 V auf der linken Seite).

Ich würde den Überbrückungskondensator über der Batterie auf 100uF erhöhen, sie sind physikalisch nicht viel größer.

Bildbeschreibung hier eingeben

Übrigens, diese Schaltung macht einen wirklich großen Knall, wenn sie eingeschaltet wird.

Spehro Pefhany
quelle
4

Die Kondensatoren sind da, weil ich Sie nicht mit einer symmetrischen Stromversorgung (plus und minus 5 V) ermüden wollte, was die Stromversorgung noch komplexer macht.

Elektrolytkappen sind wahrscheinlich am kosteneffektivsten und eignen sich gut für ein Experiment oder einen Aufbau, bei dem keine High-End-Leistung erforderlich ist. Auch die Verfügbarkeit ist in der Regel ziemlich gut. Bei einer 9-V-Stromversorgung reichen 16-V-Kondensatoren aus.

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab

Spehro Pefhany hat Recht , dass beim Einschalten des Lautsprechers ein Plopp ertönt. Schließen Sie diesen Stromkreis am besten an und schalten Sie ihn ein, bevor Sie den Leistungsverstärker einschalten.

jippie
quelle
2

Kondensatoren in Reihe mit einer Quelle werden häufig (wenn auch nicht allgemein) Spannung in beide Richtungen sehen. In diesem Fall (C2, C3, C4) handelt es sich um ein Hochpassfilter. Verwenden Sie auf keinen Fall einen polarisierten Kondensator wie einen Elektrolyten oder ein Tantal.

Kondensatoren parallel zu einer Gleichstromquelle, es sollte absolut sicher sein, einen polarisierten Kondensator zu verwenden. In diesem Fall C1.

Stephen Collings
quelle
1

Sie können ein nicht polarisiertes Äquivalent eines Elektrolytkondensators aufbauen, indem Sie zwei Kondensatoren in Reihe schalten, wobei die Polaritäten untereinander vertauscht sind.

Beispiel:

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab

Dies würde das Problem lösen, dass nicht bekannt ist, welche Polarität verwendet werden soll.

Zwei Nachteile:

  • Wenn zwei Kondensatoren in Reihe geschaltet werden, halbiert sich die Kapazität von außen.

  • Möglicherweise treten noch mehr Sound-Änderungseffekte auf, als in den obigen Beiträgen bereits beschrieben.

Dario Fumagalli
quelle