конденсатор для твитеров какой лучше
Конденсатор для вч динамика
В многополосных акустических системах, кроме динамиков обязательно ставятся частотные фильтры. Это необходимо чтобы разделить полосу звука в зависимости от типа громкоговорителя. Все динамики можно разделить на следующие группы:
Самые простые акустические системы, состоящие из одного широкополосного динамика, фильтров не имеют, но и диапазон воспроизведения такой системы невелик. Он может составлять 40-50 Гц – 12-16 кГц. Хорошие акустические системы включают в себя три динамика с разделением сигнала, поступающего от усилителя на три следующие полосы:
Разделение звукового сигнала на отдельные полосы осуществляется с помощью пассивных LC фильтров. Подключение ВЧ динамиков через конденсатор связано с необходимостью ограничения мощности на частотах, определяемых ёмкостью конденсатора. Дело в том, что высокочастотные «пищалки» имеют маленькие размеры и соответственно маленький диффузор, сделанный из твёрдого материала. Большая мощность низких частот может повредить высокочастотную динамическую головку. Кроме того «низы» воспроизводимые «пищалкой» будут звучать с сильными искажениями, нарушая всю звуковую картину.
Как подключить ВЧ динамик через конденсатор
Схема подключения ВЧ головки, состоящая только из одного конденсатора называется фильтром или пассивным кроссовером первого порядка. Он называется «High-passfilter» и работает следующим образом. Ёмкость конденсатора определяет полосу среза. Это не означает, что звуковые частоты, располагающиеся ниже уровня среза, не будут воспроизводиться высокочастотным громкоговорителем.Кроссовер первого порядка имеет чувствительность 6 dB (децибел) на октаву. Октава это в два раза меньше или больше. Если величина среза равна 2 000 Герц, то частота, лежащая на октаву ниже, то есть 1 000 Герц будет воспроизводиться с уровнем на 6 dB меньше, снижение уровня на 500 Герц будет уже – 12 dB и так далее.
Исходя из размеров и жёсткости диффузора высокочастотного громкоговорителя, можно считать, что низкие частоты не окажут существенного влияния на воспроизведение ВЧ диапазона. Существуют более сложные кроссоверы второго порядка, в схему которого, кроме конденсатора, входит дроссель. Они обеспечивают снижение мощности в 12 децибел на октаву, а фильтры третьего порядка позволяют получить спад в 18 децибел на октаву.
Какой конденсатор ставить на ВЧ динамик
Для получения качественного звучания акустических систем, нужно очень тщательно подходить к выбору конденсатора. Какой конденсатор нужен для динамика ВЧ. Китайские производители недорогих колонок ставят последовательно с катушкой высокочастотного динамика электролит ёмкостью 2-10 мкф.
Если необходимой ёмкости нет, то нужные конденсаторы для ВЧ динамиков собираются из нескольких изделий, соединённых параллельно.Из отечественной продукции можно использовать К73-17 и К78-34. Это лавсановые и полипропиленовые изделия. Тип К78-34 специально разработан для установки в фильтры высококачественных акустических систем. Он корректно работает на частотах до 22 кГц при выходной мощности колонок до 220 ватт с динамиками 4 Ом.
Чтобы правильно подобрать конденсатор для ВЧ динамика 4 Ом нужно знать его резонансную частоту. Высокочастотные головки могут иметь сравнительно низкую резонансную частоту порядка 800-1 200 Гц, но у большинства «пищалок» резонанс будет на 2 000-3 000 Гц. Величины конденсаторов для разных уровней среза к динамику 4 Ом выглядят следующим образом:
Обрезать полосу, с помощью фильтра первого порядка, нужно выше резонанса, в противном случае колонка будет неприятно вибрировать при воспроизведении звука. Рекомендуется, чтобы частота среза фильтра примерно в два раза превосходила величину резонанса высокочастотного громкоговорителя.
F.A.Q. Про конденсаторы для пищалок.
Всем привет! В этой записи, я решил поднять насущную и актуальную для многих новичков тему. Попробуем в ней разобраться, вникнуть в нее, сделать выводы и сформулировать советы. Поехали!
Речь идет о выборе конденсаторов для рупорных пищалок. Именно так ставят вопрос все новички. Мы с вами шаристые перцы и тертые калачи 😀 по этому перефразируем это грамотнее. Подбор пассивного фильтра высоких частот первого порядка для рупорных пищалок.
Сперва давайте вспомним, чо это за фигня, для чего нужна и как работает?
Кроссоверы (фильтры) нам нужны для того, чтобы отрезать лишние диапазоны частот звука от динамика, отдав ему необходимую для его нормальной работы полосу.
С сабами в этом плане страшного ничего нет. Даже если дать сабу всю полосу, то с ним ничего не случится. Зато когда мы говорим о пищалках любой конструкции, то для них кроссовер определит их жизнь, звук и долговечность.
Второй момент, который важно понимать: любой кроссовер НЕ ОБРЕЗАЕТ частоты резко. Если ваш фильтр высоких частот настроен, допустим, на 3килогерца это не значит, что динамик резко замолчит ниже трех. Динамик будет петь и 2 и 1кгц и 500гц и даже 20!
Весь вопрос в том, какой мощности сигнал придет к динамику на этих частотах и насколько сильно и быстро будет падать уровень громкости за пределами настройки кроссовера.
Этот момент определяется порядком среза кроссовера. 1й, порядок (6дб/окт), 2й (12дб/окт) и т.д. Что значат эти дБ/окт?
Ну с Дб ваопросов не возникает. Дб-децибелы определяют уровень громкости (точнее уровень звукового давления, но пофиг 😀 суть не в этом) а окт. – это октава. Октава это…(бэллллин как бы попроще завернуть :D) Октава это диапазон частот располагающийся либо до вдвое большей частоты от текущей либо вдвое меньшей. Не понятно кароче один хрен. :D:D
Объясню на примере:
Допустим у нас есть фильтр высоких частот 1го порядка на 1килогерц(1000гц). Такой фильтр пропускает к пищалке высокие частоты и режет низы. Так вот фильтр первого порядка (6дб/окт) это значит, что ниже 1килогерца звук не пропадет, но громкость звука станет падать.
Если допустим у нас динамик пел с громкостью 100децибелл на 1килогерце, то ниже настройки фильтра на одну октаву (1000гц/2=500гц) на 500герцах динамик будет петь на 6 децибел тише. А еще на октаву ниже (500/2=250гц) уже на 12 децибелл тише, на 125гц на 18 дб тише и на 63гц на 24 дб тише и так далее.
Если бы мы резали динамик на той же частоте но 2м порядком (12дб/окт) то на 500гц мы бы потеряли 12дб, на 250гц 24 дб, на 125гц 36дб а на 63гц 48дб.
Таким макаром можно просчитать любой порядок фильтра на разных частотах.
Пример, конечно, чрезвычайно упрощенный и грубый. Скорость и равномерность затухания будет зависеть еще от 100500 факторов, но в принципе пример нужную нам суть отражает. Именно потому, что пищалка всегда будет петь и ниже частоты среза, крайне не рекомендуется делать срез вблизи их резонансной частоты ниже которой им работать становится крайне трудно. Это в лучшем случае снизит ее громкость в разы (вы просто не сможете навалить громкость на всю без искажений). В худшем пищалка умрет. Усвоили этот факт и поехали дальше. Там еще все муторнее и непонятнее :D.
Следующий важный аспект этого дела напроч разровняли в умах новичков таблички вот такого рода в интернете:
Собственно таблички верные.были бы… если б не один нюанс. не бывает динамиков 4ом, или 2 ом, или 8 ом. И не было никогда. ))
То что указано на динамике это не его сопротивление, это импеданс во первых, во вторых это МИНИМАЛЬНЫЙ импеданс который может иметь динамик при работе.
Этот критерий очень важен для стабильной работы усилителя без перегрузки. Но это вовсе не значит, что импеданс не может быть выше при работе динамика. Я больше скажу, он выше практически всегда, весь вопрос на сколько выше и когда. (кстати можете померять мультиметром ваши 4х омные динамики. Там всегда будет меньше чуть 4х Ом. 3.7-3.8ом именно потому что указан импеданс а вы измеряете сопротивление)) ). Так вот импеданс динамика при воспроизведении звука зависит от кучи факторов, начиная от конструкции самого дина и заканчивая оформлением динамиков ( а ведь рупорная пищалка это пищалка в офромлении РУПОР) и частоты. Вот последний фактор нам особенно интересен, когда мы говорим о вч.
Если, допустим, взять две четырехомные пищалки и измерить их импеданс скажем на 5 килогерцах то запросто может получиться что у одной пищалки на этой частоте импеданс 5ом а у другой 7. Потом согласно таблице выше, пытаемся их порезать на 5 килогерц кондером на 8 микрофарад. В итоге у нас первая порежется на 4килогерца, а вторая с этим же кондером порежется уже на 3килогерцах! Соответственно первая просто будет валить говнозвук, вторая начнет подгорать.
Для примера вот вам график зависимости импеданса системы от частоты (Z характеристика) для компонентной акустики:
И вот табличка экспериментальных замеров нашего одноклубника:
А ВОТ и сама тема с замерами.
Какой вывод можно из этого сделать? А вот такой:
Если читать все таблички подряд и не пользоваться головой то говнозвук и паленое железо это ваше уверенное будущее.
Реально узнать частоту среза конденсатором и грамотно осуществить его подбор можно только имея на руках график зависимости импеданса от частоты для ваших динамиков либо сделать его самому в ваших условиях методом измерения.
Другой вопрос, что никому это нафиг не надо и всем гораздо проще не думая вкрячить кондер чтоб долбило по громче. Подавляющее большинство сторонники именно такого подхода, по этому давайте разберемся как в этом случае не накосячить и не запороть все.
Во первых нам нужны НЕПОЛЯРНЫЕ конденсаторы. Обычно они имеют вот такой вид или похожий:
Вот такие электролитические кондеры использовать крайне не рекомендуется.
Их отличие от первых в том, что они имеют полярность и работают адекватно в постоянном токе. Те что выше работают одинаково хорошо как в переменном так и в постоянном ( а мы имеем дело именно с переменным)) ). Китайцы очень любят ставить электролиты в дешевых системах отрезая ими пищалку. Отсюда вам бесплатный совет: просто заменив в своей дешевой акустике электролит на неполярный конденсатор той же емкости, вы можете сделать звук приятнее и инетреснее )).
Стоят неполярные кондеры копейки. И тут снова вам совет. Барыги щас часто предлагают купить у них вместе с рупорными пищалками кондеры «спецом для звука и для этих пищей». У некоторых продавцов они стоят также копейки а у некоторых цена кондера подрастает в разы! Возможно есть смысл воспользоваться их советом и услугами если вы не заморачиваетесь на таких тонкостях.
Остальным очень рекомендую заглянуть в радиомагазины и закупиться конденсаторами там. За те деньги, что вы у некоторых барыг бы отдали за пару, сможете набрать несколько пар кондеров в магазине. Более того, скажу, что именно так и нужно поступать в любом случае при постройке системы.
Очень рекомендую вам выписать из таблички выше номиналы всех рекомендуемых кондеров и купить каждого по паре.
Когда дело дойдет до настройке пищалок, вы подбором сможете на слух добиться нужного звука и при этом пищалки не будут перегружаться на высокой громкости.
Их перегруз, кстати, хорошо слышен. Пищалки начинают сильно песочить в уши, похрипывать и делать голоса неестественными. Я думаю многие читатели уже слышали такое у чотких пацанчиков с района.
Начинать подбор нужно ОТ МЕНЬШЕГО НОМИНАЛА КОНДЕСАТОРОВ К БОЛЬШЕМУ. Чем больше емкость конденсатора тем ниже он порежет вашу пищалку.
Номинал емкости конденсатора указан всегда на его корпусе, но иногда это сделано мудреным алгоритмом. Описывать я его не буду, он вам нафиг не нужен. Просто порекомендую попросить продавца в магазине разложить кондеры по разным кулечкам и подписать каждый.
Касаемо допустимого напряжения работы конденсаторов, то тут можно не париться. У неполярных кондеров напряжение допустимое измеряется порядкоми сотен вольт, и в вашей пищалке он будет работать с конским запасом по напряжению. )
Вот собственно и все что я хотел рассказать о конденсаторах для пищалок.
Остается упомянуть, что конденсатор необходимо устанавливать как можно ближе к пищалке. В идеале прям к кдемме подпаивать. При этом абсолютно не важно на какой из клемм будет висеть кондер. Хотя если начали вешать кондер на плюсовую клемму то вешайте на плюсовые и на всех остальных пищах.
На этом пока все. ВСЕМ УДАЧИ И ПРАВИЛЬНЫХ СРЕЗОВ))
З.Ы. готовимся к соревам )) Воскресенье близко)
Твитеры Rockford Fosgate. Установка конденсаторов
Всем привет!
После установки динамиков Rockford Fosgate начал поиски самих уголков, хотелось полного фен-шуя
В итоге нашлось все в сборе за копейки.
Изначально я хотел поставить(ранее установленные твитер Logic7) в уголки Rockford, но жилка перфекциониста всё-таки вырвалась наружу и я решил оставить все как есть, но не секрет, что для работы динамиков (без усилителя) нужно впаять подходящие конденсаторы, а именно
• Неполярные 4,7мкФ 50v(По совету окружающих)
Итак установка конденсаторов.
Конденсатор ставится в разрыв одного из контактов, собственно на твиттере даже имеется место под конденсатор, поэтому выбор контакта очевиден.
Берем кусачки и разрываем показанный ниже контакт
Далее вставляем конденсатор в посадочное место, подгибаем и начинаем паять)
Ранее запаял на 2,2 мкФ, но посоветовали заменить их на 4,7 мкФ
Собственно так и сделал)
Mitsubishi Lancer 2012, двигатель бензиновый 1.8 л., 143 л. с., передний привод, механическая коробка передач — тюнинг
Машины в продаже
Mitsubishi Lancer, 2011
Mitsubishi Lancer, 2008
Mitsubishi Lancer, 2010
Mitsubishi Lancer, 2012
Комментарии 51
Я в своём бж писал про срезы для этих вч, резать их нужно хотя бы 4,7 мкФ. По сравнению с 2,2 звук станет на порядок лучше. В идеале резать их в районе 5-6кГц, но проблемно найти такой не полярный конденсатор.
На порядок — это в десять раз,
чем подтвердите, что звук станет в десять раз лучше?
А Вы послушайте. Если Вы знаете физику, то знаете что диапазон волн при срезе 12 кГц и 5 кГц отличается очень сильно, а для наших ушей разница будет огромная.
Я знаю, что у всех людей разное восприятие звука, нельзя тупо сказать — сделай так и тебе понравится, тут все индивидуально.
И знаю, что одним конденсатором частоты не порезать, все это примитивно, о каком улучшении в десять раз может идти речь 🙃
Индивидуально да, но здесь прибавляется целый ряд частот и частот тех, которые воспринимает наше ухо, это нужно быть глухим чтобы такую прибавку не услышать. Если уж Вы придираетесь, то скажу так — звук станет лучше на 7 кГц, а такая разница для нашего уха колосальна. И это не SQ-шные заморочки, здесь чистая физика.
Какая физика, я школу прогулял😁
Да не режет конденсатор частоты втупую, все равно твитер ниже частоты среза будет воспроизводить звук, вплоть до его минимальной воспроизводимой часты.
Вот например 2.2 мкФ и твитер 4Ом, это получается 18кГц частота среза. Да практически ни один человек после тридцати лет звуки с такой частотой не слышит, а когда твитер подключаем — то слышим прибавление высоких частот, странно 🤔
То что вы накрутили себе на 7 кГц «горб», ещё не значит, что всем это понравится.
По тому я накрутил на 4😬
Ну всё верно, как кому нравится, мы же для себя делаем.
А то садится в машину дядя и начинает, ой, что то у вас музыка как то не правильно играет🙃
Какая физика, я школу прогулял😁
Да не режет конденсатор частоты втупую, все равно твитер ниже частоты среза будет воспроизводить звук, вплоть до его минимальной воспроизводимой часты.
Вот например 2.2 мкФ и твитер 4Ом, это получается 18кГц частота среза. Да практически ни один человек после тридцати лет звуки с такой частотой не слышит, а когда твитер подключаем — то слышим прибавление высоких частот, странно 🤔
То что вы накрутили себе на 7 кГц «горб», ещё не значит, что всем это понравится.
Про крутизну среза, т.е. его порядок, затухание звука и то что неполярный конденсатор режет частоты первым порядком я в курсе. Про «горб» это отдельная тема.По правилам твиттер должен играть частоты от 3-4 кГц, а мидбас всё что ниже. В штатной тупо мидбас играет весь диапазон, а с его направлением верхние частоты до уха толком и не доходят, по-этому сделав ниже срез на вч не думаю что получим большой горб в этом диапазоне, зато вч будут отлично звучать и мы будем слышать нормально весь этот диапазон, так как твиттер направлен на слушателя как надо.
Ну тип того, только не нравятся мне «средние» частоты, их везде в избытке, любые динамики их воспроизводят, а вот «высоких» и «низких» мало, с ними везде и всегда проблемма.
Ну добавив ещё «средних», мы получим эффект маскировки — кроме «средних», мы ничего не услышим, так как ухо устроено так, что более громкий звук перебивает восприятие остальных, более слабых.
Штатные динамики что низы, что верха толком не воспроизводят, да и середину они отигрывают так себе.Большого горба со штатными динамиками мы точно не получим.
А вообще, правильно чтобы твиттеры играли свои частоты, мидбас свои, саб свои.
Это все теория и мое имхо 😉
Никто же не мерял, что и как воспроизводит.
Ну, я немного разбираюсь в автозвуке. И скажу Вам так — штатная система у лансера вообще печаль, а вот штатного рокфорда для повседневна для обычного человека вполне хватает. Лично для меня даже штатный рокфорд уже не то, но я уже избалован хорошей акустикой.
Я вам тоже скажу — эти характеристики, тем более бумажные, до лампочки, все надо слушать сугубо индивидуально.
Мы товарищу как-то динамики подбирали, так кучу магазинов обошли, пока нашли нужные ему, при этом мне звучание других понравилось, а продавцу — третих🙃
Рокфорд штатный при нулевых настройках и попсе приблизительно так звучит.
Вам эта картинка о чем то говорит?
Ну, про вкус мы не говорим, тут одному человеку будет звучание нравится, другому нет. Это рокфорд без усилителей так зчучит или подключен как положено?
Как положено,
только динамики старого образца, а усилитель нового.
Средних конечно в избытке, но думаю если попробовать настроить, то можно получить получше звучание. Хотя штатные даже в авто премиум класса будут звучать близко к этому графику.
Я знаю, что у всех людей разное восприятие звука, нельзя тупо сказать — сделай так и тебе понравится, тут все индивидуально.
И знаю, что одним конденсатором частоты не порезать, все это примитивно, о каком улучшении в десять раз может идти речь 🙃
Про 10 раз спорить не буду, но идея в том что ты начинаешь через Твиттер слышать больше сч диапазона, даже немного женского вакала, сцена при этом поднимается сильно выше, звук становится приятнее и равномерной, слушать так намного приятней, высокие срезы от производителя = защита от дурака, чтобы ты навалил и все осталось целым, про сложные sq системы речи не идёт, но в штате 1000% так.
Кому приятнее, кому и нет🙃
Это не совсем защита от дурака, скорее подбор в зависимости от мидбасового динамика, он же вообще без фильтра и также «высокие» частоты воспроизводит.
Подбор конденсатора для фильтра на твитеры!
Вообщем нужны кондеры, емкости знаю, а какие брать не знаю)
Хоть в теме прошу помощи, но постараюсь быть полезным для других, рассказав как подобрать емкость кондера под определенный срез и сопротивление нашего твитера)
Переходим по ссылке и видим Расчёт RC-фильтров
Выбираем Ёмкость конденсатора
далее>>
тут указываем частоту среза, мой старый кросс утеряный резал 4000-6000 (два положения), меня интересует 4000
пишем 4000
Сопротивление резистора — твиттер dls t20 — 4 ома
пишем 4
расчет>>
Результаты:
Ёмкость конденсатора = 9.9471839 мкФ
вообщем нужен кондер на 10 мкФ
Теперь привожу все кондеры на 10 мкФ какие нужны? Как понимаю есть не полярные и цеплять на + или — разницы нет, верно? Вольтаж берем наверно от 25 В?
И так претенденты, поехали:
Серия: SD
Напряжение: 25.00V
Размер: 5 x 11 мм
Производитель: SAMWHA
Максимальная рабочая температура: 85°C
Тип: Электролитический конденсатор общего применения
Серия: KF
Напряжение: 25.00V
Размер: 5 x 11 мм
Производитель: CapXon
Максимальная рабочая температура: 105°C
Тип: Электролитический конденсатор с низким импедансом
Серия: RD
Напряжение: 25.00V
Размер: 5 x 11 мм
Производитель: SAMWHA
Максимальная рабочая температура: 105°C
Тип: Электролитический конденсатор общего применения
Серия: NP
Размер: 6.3 mm x 11 mm
Производитель: CapXon
Максимальная рабочая температура: 85°C
Тип: Неполярный электролитический конденсатор
Так же где то читал что лучше для таких целей пленочные, таких неполярных не нашел, может плохо искал
Выбор плёночных конденсаторов для применения в Hi-Fi- и High-End-аудиотехнике. Часть 3. Практические расчёты
Сохранить и прочитать потом —
Конденсаторы являются фундаментальными пассивными электронными компонентами, как для аналоговых, так и для цифровых цепей. В них они находят применение широкого спектра, включая накопление энергии, блокировку постоянного тока при пропускании переменной составляющей сигнала, фильтрацию сигналов и так далее. Область применения конденсаторов зависит от их характеристик: ёмкости, номинального напряжения, физических размеров и способа монтажа, эквивалентного последовательного сопротивления, тангенса угла диэлектрических потерь. Также при его выборе должны приниматься во внимание такие параметры, как температурный коэффициент ёмкости, наличие микрофонного эффекта, время наработки на отказ. В зависимости от расположения в электрической цепи конденсатор может выполнять различные функции, а именно:
Рассмотрим каждую функцию конденсатора в отдельности.
Использование конденсатора в качестве разделительного элемента
Рис. 1. Фильтр высоких частот. Источник сигнала (источник переменного напряжения) через конденсатор работает на нагрузочное сопротивление Rн
Цепь, изображённая на Рис. 1, является фильтром высоких частот первого порядка. В англоязычной литературе это звучит как high pass filter, а конденсатор, который подключён таким способом, называется разделительным или coupling capacitor. Так как реактивное сопротивление конденсатора определяется формулой
то очевидно, что чем меньше частота, тем будет больше сопротивление. При частоте, равной 0 Гц, сопротивление будет бесконечно большим. Если рассмотреть переходной процесс, когда постоянное напряжение (f = 0 Гц) подается на разряженный конденсатор, то сначала пойдёт большой ток, величина которого будет определяться эквивалентным последовательным сопротивлением
Конденсатор быстро зарядится, и после этого ток резко уменьшится практически до 0 А. Величина постоянного микротока утечки, который будет проходить через конденсатор, зависит от свойств диэлектрика в конденсаторе, то есть от величины тангенса диэлектрических потерь, о котором было сказано в предыдущей части статьи. Наилучшими характеристиками обладают плёночные и фольговые конденсаторы. Чем больше их номинальное напряжение, тем лучше изоляция, соответственно, меньше утечка. Именно поэтому в сигнальных цепях высококлассной аудиоаппаратуры используются плёночные или фольговые конденсаторы, часто превосходящие по номинальному показателю реальное максимально возможное рабочее напряжение в сотни и даже тысячи раз.
Частота среза (fc), то есть та частота, сигнал на которой ослабляется в
(эквивалентно уменьшению на 3 dB по логарифмической шкале),
(2)
Rн = 100 кОм – входное сопротивление каскада
Пусть Xc = 1/50 Rн = 2000 Ом, тогда
Так как такого номинала нет в линейке номиналов E24, и величина 4 мкФ находится в интервале 3,9 и 4,3 мкФ, то на практике можно выбрать любой доступный из них. Если выбрать 3,9 мкФ, то частота среза сместится вверх, а если 4,3 мкФ – то наоборот, вниз.
Разделительные конденсаторы также используются для выделения высокочастотной составляющей из сигнала и нередко применяются в обработке аудиосигналов.
Использование конденсатора в качестве развязывающего
Рис. 2. Фильтр низких частот. Источник сигнала (переменного напряжения) работает на нагрузочное сопротивление Rн
В данной схеме конденсатор выполняет функцию развязывающего элемента. Постоянную по напряжению часть сигнала развязывающие конденсаторы пропускают, в то время как переменная шунтируется на землю. Это происходит благодаря высокому реактивному сопротивлению (в идеальной модели оно стремится к бесконечности) конденсаторов для постоянных по напряжению сигналов (f=0), которое в значительной степени уменьшается для сигналов переменного напряжения (f>0). Таким образом, на выходе получается постоянное напряжение без помех (Рис. 3)
Развязывающий конденсатор используется в качестве фильтра низких частот: шумовой сигнал погашается. Для фильтрации низкочастотных помех обычно выбирают конденсаторы с емкостью из диапазона от 1 до 100 мкФ.
Рассмотрим применения конденсаторов на наглядном примере – схеме самого простого каскада усиления, изображённого на Рис. 4.
Рис. 4. Схема однокаскадного усилителя, собранного по схеме с общим эмиттером на транзисторе обратной проводимости (n-p-n).
На рис. 4 постоянная составляющая входного сигнала может создаваться источниками питания или предварительными усилительными каскадами, стоящими на входе данного усилителя. В цепях сигналов звуковой частоты постоянная составляющая входного сигнала влияет на качество выходного, привнося в него шум и искажения. В цепи, изображённой на Рис. 4, разделительный конденсатор C1 стоит на входе усилителя перед источником сигнала Vs. Для предотвращения появления постоянного выходного сигнала к коллектору транзистора последовательно перед нагрузкой RL подключён разделительный конденсатор C2.
Разделительные конденсаторы необходимы в цепях усилителей. Они используются во избежание наложения питания (+Vcc на Рис. 4) транзистора VT1 на звуковые сигналы. В большинстве случаев это достигается включением конденсатора на входе усилителя, в нашем случае, на Рис. 4, перед базой транзистора. Если конденсатор подобран правильно, то постоянная составляющая входного сигнала будет полностью гаситься, а сигнал звуковой частоты будет свободен от искажений.
Для осуществления местной отрицательной обратной связи к эмиттеру подсоединена цепь из параллельно подключённых резистора RE и конденсатора C3. Резистор RE подбирается так, чтобы обеспечить нужное напряжение коллектор-эмиттер, и вместе с развязывающим конденсатором C3 он обеспечивает хорошую термостабилизацию, поскольку изменение падения напряжения база-эмиттер при увеличении температуры на 20 градусов будет увеличивать ток база-коллектор на 15-25%, и наоборот, при уменьшении температуры, уменьшать ток в таких же пределах. Такие большие вариации в работе усилителя могут приводить к искажению звукового сигнала, и инженеры-разработчики их всегда избегают.
Рассчитаем ёмкость конденсатора С3 по формуле (2). Допустим, сопротивление резистора RE = 440 Ом. Реактивное сопротивление конденсатора должно быть небольшим, не более 1/10, значит, оно будет равно 44 Ом, и нижняя граница частотного диапазона f = 20 Гц. Таким образом, ёмкость конденсатора будет равняться
Ближайший по параметру конденсатор из ряда E12 будет на 180 мкФ.
Рассмотрим функцию конденсатора как источника энергии
Конденсаторы имеют способность заряжаться и отдавать энергию очень быстро, в той мере, насколько это требуется для конкретного применения. Плёночные конденсаторы используются в качестве местных источников питания в усилителях высокого класса (Рис. 5).
Рис. 5. Структурная схема высококлассного усилителя с плёночными конденсаторами для локального питания усилительных каскадов.
Конденсаторы напрямую подсоединены к источнику питания и каскадам усиления. Когда происходит резкий динамический скачок в воспроизводимом аудиосигнале, требуется мгновенно обеспечить энергией усилительные каскады, которые не могут в полной мере получать общее питание от электролитических конденсаторов в схеме питания (Рис. 6) в силу следующих причин:
Рис. 6. Структурная схема линейного источника питания усилителя. Cx – плёночный конденсатор Х1/Х2 класса для подавления высокочастотных помех. Как правило, на выходе источника питания усилителя стоит большая группа конденсаторов, подключённых параллельно. Их ёмкости, типы и назначения различны. С1 – конденсаторы емкостью в десятые доли мкФ для фильтрации помех, С2 – электролитические конденсаторы очень большой ёмкости (десятки тысяч мкФ) и C3 – ёмкие плёночные конденсаторы (несколько мкФ) для компенсации «медлительности» электролитических потерь при высоких динамических нагрузках.
Для цепей питания, как правило, не применяют плёночные конденсаторы самого высокого класса, которые необходимы для использования в качестве разделительных в цепях усиления или обработки аудиосигналов. Поэтому у производителей High-End-аппаратуры часто можно встретить не только полипропиленовые плёночные, но и полиэстеровые (PET, полиэтилентерфталатные) конденсаторы, которые имеют отличные ёмкостно-габаритные параметры при вполне подходящих для питания характеристиках: очень малого тангенса диэлектрических потерь и огромных импульсных токов.
Рис. 7. Усилитель высочайшего класса марки Plinius.
Если же сравнить ёмкости разделительных конденсаторов, которые должны быть неполярными, и ёмкости развязывающих конденсаторов, которые стоят в эмиттерных или катодных цепях усилителей, а также в цепях питания микросхем и прочих активных элементов, то они будут отличаться на порядок. В цепях питания для поддержания и сглаживания импульсов от двухполупериодных выпрямителей, диодных мостов используются ещё более ёмкие конденсаторы с показателями в десятки тысяч микрофарад. Размеры плёночных конденсаторов таких ёмкостей очень большие, и их цены окажутся несоизмеримы с совокупной стоимостью всех остальных комплектующих устройства. При этом практических преимуществ перед электролитическими конденсаторами они в их области применения не будут иметь. Таким образом, сфера использования плёночных конденсаторов – прежде всего, в качестве разделительных элементов, а также в цепях фильтрации сигналов для филигранного влияния на звуковые сигналы.