Топ-9 лучших конденсаторов для звука 2021 года в рейтинге Zuzako

Конденсаторы для звука, как выбрать. Рейтинг лучших моделей на 2021 год.

Плёночные конденсаторы – оптимальное решение!

Плёночные конденсаторы для большинства сигнальных цепей являются самым лучшим выбором по критерию цена/качество и уступают пальму первенства в некоторых приложениях только фольговым (рис. 1), исторически бывшим их предшественниками.

PlienochniyieKondienciatoryi1.png
Рис.1. Фольговый конденсатор, разработанный специально для кроссоверов АС High-End-класса.

По запасаемой энергии в единице объёма фольговые и плёночные конденсаторы уступают только электролитическим, ёмкость которых доходит до единиц фарад. По совокупности технических параметров плёночные конденсаторы являются наиболее подходящими для использования в аудиотехнике и только в специализированных применениях, например, в кроссоверах (фильтры для раздела полос в АС), немного уступают фольговым аналогам, при этом имея значительно меньшие массу, размеры и в десятки раз более низкую стоимость. Плёночные конденсаторы можно разделить по типу диэлектрика на четыре группы:

Материал плёнки и международные сокращения
Характеристики плёночных диэлектриков Полиэтилентерефталат(PET) Полиэтилен-нафталат (PEN) Полифенилен-сульфид (PPS) Полипропилен (PP)
Диэлектрическая проницаемость на 1 кГц 3,3 3 3 2,2
Мин. толщина плёнки 0,7..0,9 0,9..1,4 1,2 1,9..3,0
Влагопоглощаемость Низкая 0,4 0,05
Диэлектрическая прочность, В/мкм 580 500 470 650
Напряжение пробоя (для коммерческих образцов) 280 300 220 400
Диапазон напряжений, В 50..1000 16..250 16..100 40..2000
Диапазон ёмкостей 100 пФ ..22мкФ 100 пФ.. 1 мкФ 100 пФ.. 0,47 мкФ 100 пФ.. 18 мкФ
Рабочий температурный диапазон, °C -55.. +150 -55.. +150 -55.. +150 -55.. +150
ΔС/С в рабочем диапазоне температур +/-5 +/-5 +/-1,5 +/-2,5
tgδ (Тангенс угла диэлектрических потерь)
на 1 кГц 50.. 200 42.. 80 2 .. 15 0,05.. 5
на 10 кГц 110.. 150 54.. 150 2,5.. 25 2.. 8
на 100 кГц 170.. 300 120.. 300 12.. 60 2.. 25
на 1 МГц 200.. 350 18.. 70 4.. 40
Диэлектрическая абсорбция 0,2.. 0,5 1.. 1,2 0,05.. 0,1 0,01.. 0,1
Удельная ёмкость нФ*В/мм 400 250 140 50
Самовосстановление Среднее Низко-среднее Низкое Высокое

Наилучшими для применения в цепях фильтрации аудиокомпонентов характеристиками обладают полипропиленовые конденсаторы. Однако если потребуется конденсатор большей ёмкости, то оптимальными окажутся полиэтилентерефталатные (PET), у которых значение этого параметра доходит до нескольких миллифарад.

Плёночные конденсаторы разных типов сильно отличаются по конструкции. На рис. 2 представлен самый из них старинный, такими были самые первые образцы. В нём большие по площади полоски свёрнуты в рулон. Для обкладок конденсатора чаще всего используется алюминиевая фольга, но также можно встретить медную и даже фольгу из серебра самой высокой пробы или серебряно-золотого сплава (например, в Mundorf MCap EVO SilverGold.Oil). В качестве диэлектрика может выступать специальная бумага, пропитанная маслом и воском, как например в Duelund CAST. Данная конструкция наиболее простая, поэтому с ней можно добиться наилучших показателей по качеству изготовления. При этом у неё имеется одна особенность, которую иногда следует учитывать: она обуславливает более высокую индуктивность. Стоит сказать, что в самых высококлассных фольговых конденсаторах с целью максимального уменьшения паразитной индуктивности применяются более сложные технологии намотки.

PlienochniyieKondienciatoryi2.png
Рис. 2. Схематическое изображение фольгового конденсатора.

С течением времени технологии развивались, и инженеры предложили использовать вместо толстой фольги и бумаги тонкую металлизированную плёнку и полимерные диэлектрики. Для устранения индуктивности была изобретена технология производства плёночных конденсаторов со стековой структурой, изображённой на рис. 3.

PlienochniyieKondienciatoryi3.png
Рис. 3. Стековый плёночный полипропиленовый конденсатор с односторонней металлизацией диэлектрика.

Стековые плёночные конденсаторы на данный момент имеют следующие топологии и структуры:

Типы стековых плёночных конденсаторов и типовые названия серий, ставшие индустриальными стандартами де-факто.

Названия серии начинаются с буквы, которой обозначают тот или иной тип используемого диэлектрика:

М – обозначает металлизацию;
К – тип конденсатора: К – металлизированный, F – фольговый;
Р – определяет тип диэлектрика, а именно:

  • Т – полиэтилентерефталат или полиэстер (PET), торговое название Майлар (Mylar)
  • P – полипропилен (РР), торговое название Treofan
  • N – полиэтиленнафталат (PEN), торговые марки Kaladex и Teonex

Также встречаются плёночные конденсаторы с диэлектриками других типов с сокращенными наименованиями:

  • PPS – полифениленсульфид, торговое название Torelina
  • PTFE – политетрафторэтилен, он же Teflon
  • PS – полистирол, торговое название Styroflex

MKP-серии имеют самую простую топологию и могут производиться, как из односторонне металлизированной (рис. 3) плёнки, так и двусторонней (рис. 4). Такие конденсаторы производятся из четырёхслойной плёнки. Они имеют в 5-10 раз большую перегрузочную способность по импульсным токам за счёт большего количества контактов металлизации с контактным слоем на торцах, который к тому же для конденсаторов с двусторонней металлизацией диэлектрика делается более толстым. Лучший контакт обеспечивает и более низкое эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора (Low ESR), что, в свою очередь, уменьшает диссипативные потери на 30-50% по сравнению с вариантом односторонней металлизации. Они отлично себя зарекомендовали для применения в Hi-Fi- и High-End-компонентах, а также во всех сигнальных аудиоцепях профессиональной студийной звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуры.

PlienochniyieKondienciatoryi5.png
Рис. 4. Стековый плёночный полипропиленовый конденсатор с односторонней металлизацией диэлектрика.

MKT и MKN – полиэтилентерефталатные и полиэтиеленнафталатные конденсаторы –имеют более сложную топологию, чем MKP, и рассчитаны на более высокие импульсные токи, чем MKP-конденсаторы с двусторонней металлизацией. Серии MKN выгодно отличаются низкими коэффициентами зависимости ёмкости от частоты по сравнению с конденсаторами других типов.

X1/X2 – плёночные конденсаторы, специально разработанные для соответствия стандарту электромагнитной совместимости IEC60384-14 и применяющиеся для фильтрации дифференциальных помех в цепях питания. В аудиоаппаратуре они будут как нельзя кстати вместе с синфазным дросселем во входных цепях питания.

MFP/FKP – полипропиленовые конденсаторы, которые могут выдерживать очень большие импульсные токи благодаря тому, что их электроды изготавливаются из фольги с соединением, обеспеченным толстым слоем металлизации. Данный тип конденсаторов великолепно подходит для сигнальных цепей аудиотрактов усилителей. Однако данная технология предполагает значительно меньшую удельную ёмкость, поэтому найти фольговый стековый полипропиленовый конденсатор ёмкостью более 0,68 мкФ может оказаться невозможным.

Плёночные конденсаторы со стековой структурой имеют множество отличительных от других типов свойств. К ним относятся очень низкая, практически нулевая паразитная индуктивность, способность выдерживать огромные импульсные токи при очень компактных габаритах даже для высоких номинальных напряжений (более 600 В), исключительная надёжность, низкие температурные коэффициенты ёмкости, отличные характеристики зависимости ёмкости от напряжения и ёмкости от частоты сигнала. Об этих и других эффектах и параметрах плёночных конденсаторов мы поговорим в следующей части статьи.

Эту статью прочитали 14 542 раза

Разновидности, применяемые в современных звуковых платах

Несколько категорий, которые следует выделить для приборов для хранения энергии, используемых в усилителях:

  • на основе электролита;
  • на основе разных видов пленки;
  • на основе бумаги.

Все такие подвиды применяются для создания звуковой волны. Если нет опыта, трудно разобраться в отличиях разных видов представленных на современном рынке деталей, все кажется примерно одинаковым, в действительности правильно подобранный конденсатор влияет не исключительно на качество, но во многом на удобство использования звуковой платы.

Электролитические

Когда в главной роли диэлектрика применяется оксид в основании металла (фольги), а электролит на катоде – такие устройства называют электролитическими. В таких моделях достаточно большая ёмкость и продолжительный срок эксплуатации – различные варианты такого изделия позволяют работать от 3 до максимального значения – 8 тысяч часов в самых максимальных температурных режимах. Достоинством этого типа устройств можно назвать сравнительно не плохую надёжность и не высокую цену. Недостатком – чтобы разработать на нем надежную Hi-Fi аппаратуру, нужно приложить не мало усилий.

Устройства такого типа очень посредственно подойдут для звука, так как длительный процесс зарядки и не спешный процесс разрядки (всему виной ионные процессы) мешают качественному звуковоспроизведению. На практике достаточно часто происходят поломки, из-за чего может выйти из строя не только звуковая плата, но и другая аппаратура, хотя в теории у таких устройств высокий барьер к износу. Используют в недорогих моделях, чтобы снизить общую цену готового изделия, так как это экономически выгодно производителям. Что касается потребителя такой выбор идет ему во вред. Низкая цена, к большому сожалению идет в данном случае идет не с высоким качеством в пере как хотелось бы меломану.

Конечно, есть небольшое количество экземпляров, которые выдают не плохие результаты, и этот факт мог бы вызывать радость если бы не один неприятный момент. Такие модели зачастую устанавливались на лимитированные серии, найти такой экземпляр порой не просто.

Пленочные

Когда в качестве вещества, плохо проводящего ток, используется пленка (фторопласт, полиэтилен, полистирол и другое) такой вид называется пленочным. Рассматриваемый тип отличается повышенным сопротивлением изоляции. Отличительной особенностью является способность к самовосстановлению, по прошествии пробоя диэлектрика. Температура для нормальной работы не должна превышать 200 градусов.

В сравнении с электролитическими пленочные проигрывают в емкости, но выигрывают в скорости работ. Пленочные модели выступают в качестве фильтра напряжения, плюс к этому разделительно-переходные обязанности возлагаются на них. Это повышает качество звука многократно. Хотя цена пленочных на порядок выше, чем электролитических, но с основной задачей они справляются гораздо лучше.

Для каждой отдельной модели устройств такие устройства подбираются сугубо индивидуально. Применение пленочных вариантов сильно влияет на решения в изготовлении звуковых плат. Проблема встаёт из-за малой мощности, их приходится либо сочетать с электролитными или использовать другие конструктивные подходы.

При парном сочетании нескольких типов конденсаторов большую часть устанавливают пленочного, меньшую электролитического вида. Благодаря этому электролитические не существенно искажают звук, но зато помогают в более рациональном расходовании энергии.

Бумажные

Следующий тип энерго накапливающих приборов, которые успешно применяются в звуковой аппаратуре это бумажные. В таких изделиях используются части в состав которых входит бумага, она может быть как сухая, так и пропитанная особым веществом. Это самый качественный и высокий по цене тип изделия. Несмотря на то, что их сочетают в использовании с электролитическими бумажные сохраняют высочайшее качество звучания и оставляют за собой отличные показатели. Конечно, не секрет, что знающие меломаны в состоянии отличить звучание бумажных устройств от всех других типов.

Есть бумажно-пленочные, а есть только бумажные версии. Рассмотренный вариант чаще устанавливают по специальному заказу клиента, поэтому можно сказать, что это штучный товар.

Концепция

Конденсаторы большой ёмкости накапливают электрический заряд за счёт двойного электрического слоя. Двойной электрический слой (ДЭС) позволяет сохранять энергетический потенциал на несколько порядков выше, чем это может обычный конденсатор.

ДЭС – это прослойка между обкладками из ионов, покрывающая поверхность частиц на границе фаз. Заряд одного слоя ионов компенсируется потенциалом второго слоя противоионов. Толщина ДЭС ничтожно мала, в то же время площадь пористых обкладок огромна.

Ионистор использует ДЭС между углем и электролитом. Электрод – это твёрдый активированный уголь, а электролит представлен в жидкой форме. При плотном контакте этих двух сред положительные и отрицательные полюсы имеют между собой очень узкий зазор. При воздействии электрического поля образуется двойной электрический слой на граничащей с углём поверхности электролита.

Ионистор с двойным электрическим слоем

Ионистор с двойным электрическим слоем

Применение двойного электрического слоя вместо диэлектрика даёт возможность неограниченно увеличивать поверхность электрода. В результате небольшой суперконденсатор может обладать ёмкостью в несколько фарад при напряжении от 2 до 10 вольт.

Важно! Совершенствование ионистора приведёт к тому, что в большинстве случаев будут использовать суперконденсатор вместо аккумулятора.

Их чего состоят

Больших емкостей можно добиться только с помощью химических источников.

Электролитические конденсаторы очень близки к химическим источникам тока. У них, как и у аккумуляторов, есть катод, анод и электролит. А также те же самые недостатки, что и у аккумуляторов.

Поэтому, такие конденсаторы и называются электролитическими. Среди радиолюбителей и электронщиков они сокращенно называются электролитами.

По составу электролита они бывают: жидкого и сухого типа. Еще есть оксидно-полупроводниковые, а также оксидно-металлические.

Обозначаются на принципиальных схемах также, как и обычный, но только с указанием полярности в виде знака +.

Многослойные керамические.

Как правило выполняются в форме “подушечек”, достаточно яркого желтого цвета.

Рабочее напряжение этих конденсаторов не менее 50В.
Номинал обозначен 3-мя цифрами, последняя из которых означает количество нолей.
Например, 101 = 100 пФ, 332 = 3300 пФ, 104 = 100000 пФ/0.1 мкФ.
Как правило, емкость для многослойников – от 0,1 мкФ до 1.0 мкФ.
Такие конденсаторы имеют ограниченное применение в аудио приложениях, они годятся разве только на срез сигнала по ВЧ.

Лавсановые (Polyester film capacitor/ Metallized Polyester film capacitor):

1-ая (большая и достаточно распространенная ) группа – конденсаторы с диэлектриком из лавсановой (полиэтилентерефталатной) пленки. Самые доступные из пленочных.

Здесь следует различать металлизированный лавсан и неметаллизированный.

Неметаллизированные, как правило, небольшой емкости, небольших размеров. В качестве примеров таковых – отечественные К73-9.

Или импортные, – могут выглядеть так:

Тестирование CAP-элементов для приложений

Существует общее понимание о том, что различные CAP могут изменять качество звука в аудиоприкладных программах в различных условиях. Какие конденсаторы установить, в каких схемах и в каких условиях – остаются самыми обсуждаемыми темами у специалистов. Именно поэтому лучше не изобретать велосипед в этой сложной теме, а использовать результаты проверенных испытаний. Некоторые звуковые схемы, как правило, очень большие, а загрязнение в звуковой окружающей среде, например, в таких как заземления и шасси, может быть большой проблемой для качества. Рекомендуется добавлять нелинейность и природные искажения к тесту, проверяя остатки моста с нуля.

Диэлектрический

Полистирол

Полистирол

Полипропилен

Полиэстер

Silver-слюда

Керамический

Polycarb

Температура

72

72

72

72

72

73

72

Уровень напряжения

160

63

50

600

500

50

50

Толерантность %

2.5

1

2

10

1

10

10

Ошибка %

2,18%

0,28%

0,73%

-7,06%

0,01%

-0,09%

-1,72%

Рассеивание

0.000053

0.000028

0.000122

0.004739

0.000168

0.000108

0.000705

Абсорбция

0,02%

0,02%

0,04%

0,23%

0,82%

0,34%

н /

DCR, 100 В

3.00E + 13

2.00E + 15

3.50E + 14

9.50E + 10

2.00E + 12

3.00E + 12

н /

Фаза, 2 МГц

-84

-84

-86

-84

-86

-84

н /

R, 2 МГц

6

7,8

9,2

8,5

7,6

7,6

н /

Собственное разрешение, МГц

7

7,7

9,7

7,5

8,4

9,2

н /

Мост

низкий

низкий

очень низкий

высоко

низкий

низкий

высоко

Сравнение конденсаторов для аудиотехники

Ключевые характеристики, которые влияют на качество конденсатора — тип используемого диэлектрика (материал) и емкость. Именно от них зависит то, насколько качественно конденсатор будет работать на усилителях. Также при выборе конденсатора руководствуются его ценой, которая должна соответствовать его характеристикам.

В таблице ниже учтены стоимость конденсатора, его максимальная емкость и тип диэлектрика.

Конденсатор Тип диэлектрика Ёмкость Цена
K73-16 Лавсановый До 22 мкФ 20 руб.
К73-17 Лавсановый До 4.7 мкФ 40 руб.
ФТ-1 Фторопластовый До 5600 пФ 30 руб.
К78-2 Пленочный (полипропилен) До 2.2 мкФ 80 руб.
EPCOS Пленочный (полипропилен) До 0.1 мкФ 35 руб.
Duelund Capacitor Бумажный До 6.8 мкФ 15 000 руб.
Evox-Rifa PHE 450 Пленочный (полипропилен) До 10 мкФ 40 руб.
Jensen NOS Бумага До 0,0039 мкФ 2 000 руб.
Audio Note NOS Бумажный До 0,1 мкФ 3 700 руб.
Solen PB 1µF Пленочный (полипропилен) До 0.1 мкФ 150 руб.

Видео — Сравнение Аудио Конденсаторов

Что делать?

Один из двух «классических русских вопросов» (второй вопрос: «Кто виноват?»).

  • По возможности меньше пользоваться керамическими конденсаторами в тракте сигнала (да и питания). Пленочные — лучше.
  • Если же пользоваться — то не гнаться за миниатюрностью. С другой стороны, не нужно впадать в крайности и использовать огромные высоковольтные конденсаторы, все должно быть разумно. Огромные и высоковольтные могут быть сделаны из какой-то специальной керамики, которая может оказаться еще хуже «обыкновенной».
  • Конденсаторы малой емкости (< 2000 пФ) ведут себя пристойно. Но за все их типы я не ручаюсь.

Но все не так плохо, как кажется на первый взгляд. Даже с плохими конденсаторами можно иметь дело, приняв меры, чтобы не испортить ими звук (разве что совсем чуть-чуть). Об этом обязательно, но позже. Продолжение следует!

12.03.2008

Total Page Visits: 5345 – Today Page Visits: 6

Плотность энергии

По этому показателю ионисторы находятся между электролитическими конденсаторами и свинцовыми, полимерными аккумуляторами. Последние разработки позволили получить СК, по своим характеристикам приближенные к параметрам аккумуляторов.

Последнее достижение в этой области – это суперконденсатор, созданный индийскими и корейскими учёными с применением графена и азота. Опытный образец превосходил в два раза характеристики свинцового аккумулятора.

Голосование за лучший конденсатор для звука

Какой бы вы выбрали конденсатор для звука или посоветовали?

Audio Note NOS AN Pure tin foil

Jensen NOS Aluminium foil

Duelund Capacitor 0.47uF 630Vdc CAST-PIO-Cu (Sn)

Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!

Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать

Поликарбонатные конденсаторы (Polycarbonate Film Capacitors):

Вероятно, они “вымерли” уже давно. Не видно их и не слышно о них.
Из отечественных в истории упоминается о К77-1 с пределами емкостей от 0,001
до 3,9 мкФ. И ходили слухи, что они придают звуку приятную мягкость. Видимо, по аналогии с угольными резисторами.
К сожалению, вымерли они из-за активной конкуренции со стороны другого диэлектрика – полифенил-сульфида, производство которого было не таким затратным.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...