memilih jenis kapasitor

12

Jadi saya sedang membangun mixer audio kecil (atau lebih tepatnya berencana untuk melakukannya) dan saya akan pergi berbelanja komponen dan itu hutan di luar sana.

Sirkuit saya mengatakan dengan jelas 1uF dengan simbol kapasitor biasa. Tidak ada tanda plus-minus pada simbol, apakah ini berarti saya tidak boleh menggunakan kapasitor elektrolitik?

Jika demikian, apakah kapasitor keramik atau poliester akan memutihkan spesifikasi voltase dan Farad? Bagaimana saya harus memikirkan ini?

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Jonas
sumber
3
Pilihan optimal didorong oleh apa sebenarnya kapasitor itu. Perlihatkan skematisnya.
Ignacio Vazquez-Abrams
2
Berikut adalah beberapa detail bagus tentang banyak jenis, dan mitos tentang distorsi dll yang mengelilinginya: sound.whsites.net/articles/capacitors.htm
endolith

Jawaban:

13

Karena Anda mengatakan ini untuk audio, jawabannya sebenarnya lebih rumit daripada yang mungkin Anda bayangkan. Secara elektrik, Anda menginginkan kapasitor non-terpolarisasi, yang berarti tidak secara elektrolitik atau tantalum dalam praktik.

Namun, berbagai jenis kapasitor memiliki pengorbanan lain yang penting dalam aplikasi audio. Keramik multi-layer bagus karena memiliki kapasitansi yang baik untuk ukuran dan tidak terpolarisasi. Namun, tergantung pada bahan dielektrik, mereka bisa sangat non-linear dan memiliki efek lain yang sering disebut mikrofonik .

Mikrofonik adalah karena bahan menunjukkan sedikit efek piezo. Getaran akan menyebabkan perubahan tegangan kecil, yang berarti kapasitor akan bertindak sebagai mikrofon. Efeknya lebih halus daripada mikrofon piezo yang sengaja dirancang untuk tujuan itu, tetapi tetap signifikan karena rasio sinyal terhadap noise audio yang baik.

Non-linearitas juga merupakan fungsi dari bahan dielektrik. Kapasitor yang sempurna akan menambah tegangannya dengan jumlah yang sama ketika muatan tetap ditambahkan, apa pun kondisinya. Dielektrik non-linier ini akan memiliki perubahan tegangan yang berbeda untuk perubahan muatan yang sama tergantung pada voltase. Ini biasanya diukur sebagai kapasitansi yang bervariasi sebagai fungsi dari tegangan. Sebagai contoh, kapasitor "10 μF 10 V" dapat bertindak seperti 10 μF di wilayah ± 2 V, tetapi bertindak lebih seperti kapasitor 5 μF untuk perubahan bertahap di wilayah 8-10 V. Respons non-linear dalam sirkuit audio ini dapat menyebabkan harmonisa yang tidak ada pada sinyal asli, yang berarti distorsi ditambahkan.

Jenis dielektrik keramik yang dimulai dengan "X" atau "Y" dalam namanya menunjukkan kedua efek ini lebih dari keramik seperti "NP0". Dalam banyak aplikasi, efek apa pun tidak masalah, dan keramik X dan Y berguna karena memberi Anda lebih banyak kapasitansi per volume. Untuk aplikasi audio itu penting, jadi Anda tetap menggunakan tipe lain dan menyadari bahwa Anda tidak akan dapat menggunakan kapasitor dengan kombinasi kapasitansi dan tegangan yang tampak hebat di jalur sinyal. Turunkan rentang tegangan juga membantu melawan non-linearitas dielektrik. Misalnya, Anda mungkin mendapatkan tutup 20 V saat sirkuit menjamin voltase yang melintasi akan selalu berada dalam ± 3 V.

Dielektrik lain seperti mylar, polystyrene, dan sejenisnya memiliki efek yang kurang diinginkan pada jalur sinyal audio, tetapi juga akan memiliki kapasitansi yang jauh lebih rendah tersedia dan secara fisik akan lebih tebal dan mungkin lebih mahal.

Semuanya adalah tradeoff.

Olin Lathrop
sumber
Apakah Anda menyebutkan biaya (dan ketersediaan) dalam jawaban Anda?
jippie
Karena kapasitor digunakan sebagai elemen filter high-pass, Anda juga dapat sedikit bermain dengan nilainya. Kurangi C2-C4 menjadi 0,1 μF, dan tingkatkan R3-R5 hingga 100 kohm untuk mendapatkan filter yang sama dengan kapasitor yang lebih mudah ditemukan. Dalam rentang baru ini, Anda dapat menggunakan tutup film tipis (yang akan jauh lebih baik daripada keramik untuk audio): industrial.panasonic.com/ww/i_e/21088/smd-film-capacitor_e/…
sbell
2
@endolith: Tidak, hanya satu dari mereka, tiga lainnya tidak. Juga, ketika saya menulis jawaban ini, skematisnya belum diposting dan OP hanya menggambarkan sesuatu yang terdengar seperti itu dimaksudkan untuk tidak dipolarisasi.
Olin Lathrop
oh saya salah membaca skematis
endolith
Siapa pun yang menurunkan ini, akan berguna untuk menjelaskan apa yang menurut Anda salah.
Olin Lathrop
5

Kapasitor input memiliki + 4.5V di sisi kanan. Kecuali Anda menggunakan spesifikasi audiophile ekstrim (dalam hal ini, tipe op-amp sangat penting), Anda dapat menggunakan kapasitor elektrolit aluminium yang terhubung dengan sisi + ke kanan (input), atau elektrolit aluminium non-terpolarisasi . Sekitar 1uF hingga 10uF hampir tepat.

Tutup output adalah kebalikannya (+4.4V di sebelah kiri).

Saya akan meningkatkan kapasitor bypass di baterai ke 100uF, mereka tidak jauh lebih besar secara fisik.

masukkan deskripsi gambar di sini

BTW, sirkuit ini akan membuat gedebuk yang besar saat dihidupkan.

Spehro Pefhany
sumber
4

Kapasitor ada di sana karena saya tidak ingin melelahkan Anda dengan catu daya simetris (plus dan minus 5V), yang menambah kompleksitas ekstra dalam catu daya.

Tutup elektrolit mungkin paling hemat biaya dan untuk itu akan baik-baik saja untuk percobaan atau pengaturan yang tidak memerlukan kinerja kelas atas. Ketersediaan juga umumnya cukup baik. Untuk catu daya 9V, kapasitor 16V akan bekerja dengan baik.

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Spehro Pefhany benar bahwa daya pada loudspeaker akan memberikan plop. Yang terbaik untuk menghubungkan dan menghidupkan sirkuit ini sebelum menyalakan power amplifier.

jippie
sumber
2

Kapasitor seri dengan sumber sering (meskipun tidak universal) akan melihat tegangan di kedua arah. Dalam hal ini (C2, C3, C4), mereka adalah filter high-pass. Anda sebaiknya tidak menggunakan kapasitor terpolarisasi, seperti elektrolit atau tantalum.

Kapasitor paralel dengan sumber DC, harus benar-benar aman untuk menggunakan kapasitor terpolarisasi. C1, dalam hal ini.

Stephen Collings
sumber
1

Anda dapat merakit sebuah kapasitor elektrolitik yang tidak terpolarisasi dengan meletakkan dua kapasitor secara seri, dengan polaritas terbalik satu sama lain.

Contoh:

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Ini akan memecahkan masalah tidak diberitahu polaritas mana yang digunakan.

Dua kelemahan:

  • menempatkan dua kapasitor secara efektif membagi dua kapasitas yang terlihat dari "luar" keduanya.

  • Anda mungkin mengalami lebih banyak efek perubahan suara daripada yang sudah dibahas oleh posting di atas.

Dario Fumagalli
sumber