При разработке нового устройства перед разработчиком каждый раз встает вопрос о выборе компонентов. В этой небольшой статье я бы хотел поговорить о конденсаторах. Описать все области применения конденсаторов и критерии их выбора в одной небольшой статье будет слишком сложно. Дело в том, что требования к конденсатору используемого в цепях питания высокоскоростной цифровой МС будут совсем другими, чем для конденсатора используемого в кроссоверах АС. Каждый тип конденсатора предназначен для применения в своей области. Поэтому в этой статье рассмотрим конденсаторы используемые для аналоговых цепей.
Перед тем как продолжить, хочу напомнить, что радиодетали делятся на определенные классы по области применения. Есть радиодетали общего применения, есть для использования в автомобиле, есть для использования в медицинской технике и т. д. Категорий довольно много. Но есть еще одна категория. Это радиодетали, которые производитель позиционирует для использования в аудиотехнике. Часто последние не имеют какой-то технической документации. Все их описание заканчивается перечислением лестных эпитетов… Многие инженеры считают такие радиодетали отбраковкой от основного производства завода. Другими словами — мусором.
Так какие же детали стоит применять? Общего назначения? Предназначенные для аудио? Или может быть индустриальные?
На самом деле на этот вопрос довольно легко ответить. Более того, ответ может получить каждый. О том, как это сделать будет написано ниже.
Для начала представим себе такую схему. Источник сигнала (УМЗЧ или ЦАП) подключен проводом к приемнику сигнала (УМЗЧ или АС). Узнали эту схему? Да, это обычная аудио система, которая есть у каждого. Это и будет нашим испытательным стендом.
Но прежде чем приступать к экспериментам нужно позаботится о контенте при помощи которого будем делать выводы о вносимых изменениях в звучание. Очевидно, что это должна быть хорошо вам знакомая, качественная запись. Использовать какую-то дискотечную электронную музыку, как и небольшие инструментальные трио лучше не стоит. С первым вариантом, думаю, всем все ясно. А вот почему я не рекомендую использовать записи с небольшим составом живых инструментов стоит пояснить. Дело в том, что такие записи не обладают «плотным» и «широким» спектром. Большую часть времени в таких записях солируют один или два инструмента и лишь изредка, и то кратковременно, играет весь состав. Получается, что большую часть времени задействован в основном СЧ диапазон. Нам же нужна запись, где одновременно играет большое число инструментов, что дает в результате равномерное распределение излучаемой мощности по спектру. Вы можете найти в интернете спектрограммы и убедиться в этом самим.
Вторым требованием к записи будет ширина и глубина построения сцены. Стерео эффект, где есть лево и есть право это не то о чем я говорю. Я говорю о несколько более сложном явлении. Воображаемые источники звука должны иметь свое точное место в пространстве, как по ширине, так и по глубине. Инструменты не должны наслаиваться друг на друга, играть из одной точки или быть на воображаемой сцене огромным пятном. Также не должны менять свое местоположения от уровня воспроизводимого ими в конкретный момент уровня. Все это конечно накладывает определенные требования к изначальному уровню вашей системы…
Итак, с условиями проводимого теста мы определились. Теперь нужно понять, как правильно делать выводы о вносимых в звук подопытным конденсатором изменений. Очевидно, что отсутствие какого-либо компонента и будет у нас являться эталоном. Думаю вы сами придумаете, как подключить исследуемый конденсатор в разрыв сигнального провода. В нашем случае эталон это наш провод, а подопытным будет подключаемый в разрез этого провода конденсатор. Вот и будем считать в данном эксперименте, что провод, по сравнению с подопытными конденсаторами, не вносит в звучание никаких изменений и окраса.
Забегая вперед, хочу сразу сказать, что конденсатор, какой бы он не был, все же вносит в звук изменения. Хотя бы потому, что конденсатор в таком включении будет играть роль ВФЧ, который пропускает высокие частоты и ослабляет низкие.
На рисунке ниже представлена схема нашего домашнего «лабораторного» стенда.
Для большей объективности стоит использовать оба канала, хотя изначально отсеять всякий «шлак» можно и при использовании всего одного канала. При использовании двух каналов вы сможете, так сказать, своими ушами услышать, как одни конденсаторы чудовищно разваливают сцену превращая ее в какое-то подобие простого стереоэффекта.
Для еще большей объективности стоит проверить как конденсатор влияет на изменения в звуке при работе с небольшими амплитудами тока и напряжения и со сравнительно большими. Низкие уровни получаются при подключении конденсатора в разрыв межблочного кабеля соединяющего источник с усилителем, а большие уровни при подключении конденсатора в разрыв провода идущего от усилителя на АС.
Так же стоит «поиграться» с направлением конденсатора. Для этого перед тестом пометьте один из выводов конденсатора. Это можно сделать при помощи кусочка изоляционной ленты, маркера или за счет определенного изгиба одного из выводов конденсатора. Направление конденсатора слышно, поэтому не пренебрегайте этим иначе у вас могут возникнуть ложные выводы насчет какого-то конденсатора. Даже хороший конденсатор при неправильном включении может больше вносить в звук искажений, чем более «простой» конденсатор, но включенный по направлению. После того, как вы определите правильное направление конденсатора, стоит его указать на корпусе конденсатора. Уже после этого можно будет дальше проводить сравнение устанавливая одинаковые конденсаторы сразу в двух каналах вашего лабораторного стенда.
Мы уже наработали определенную базу знаний по типу и моделям конденсаторов, т. к. в этой сфере мы уже работаем давно. С опытом пришло понимание какие конденсаторы можно применять, а какие достойны мусорного ведра.
На рисунке ниже представлена лишь малая часть конденсаторов, которые мы тестировали и применяли в своих устройствах.
В начале статьи, чтобы уменьшить ее объем, я задал рамки охвата области применения конденсаторов. Поэтому вовремя ваших экспериментов не стоит сразу делать неверных выводов о конкретном конденсаторе, т. к. он может совершенно не подходить для использования в кроссовере АС из-за существенного окраса, но может сгодиться по своим параметрам для применения в БП. Но по опыту могу сказать, что хороший конденсатор работает везде хорошо.
Я бы не хотел делать рейтинг каждой модели конденсаторов, которые мы проверяли. Хотел бы лишь отметить, что наиболее нейтральным, т. е. приближенным по вносимому окрасу к простому проводу, был конденсатор фирмы MultiCap серии RTX. К слову сказать, конденсатор очень даже не дешевый. Конденсаторы этой серии мы, например, применяем для топовго апгрейда кроссоверов АС. Худшими, на наш взгляд, являются древние советские бумаго-маслянные конденсаторы типа МБГО и т. п., т. к. от них звук совершенно деградирует. Поэтому таким конденсаторам место в помойке откуда они, скорее всего, к вам и попали. Если вам интересна оценка конденсаторов, то можете почитать тут и тут про электролитические конденсаторы.
Возможно, что найдутся и те, кто не согласятся с этой статьей о том, что конденсатор по возможности не должен вносить в звук никаких изменений, а быть максимально нейтральным. Напротив, они считают, что определенный конденсатор должен как бы облагораживать звук. Делать звук, по их мнению, тембрально богаче и натуральнее. Они рассматривают конденсатор, как ингридиент или даже специю в блюде.
Хорошо, допустим это так. Если следовать такому подходу, то в компонентах вашей системы большое число радиодеталей выбрано по такому принципу. Т.к. зачастую устройство состоит из довольно большого количества разнообразных радиодеталей, то масштаб вносимых в звук изменений (дополнений) получается существенным. Тут конденсатор «добавил» высоких, там резистор «убавил» низких, а выходной трансформатор какого-нибудь «качественного» лампового усилителя «закрутил» фазу и т. д. В итоге, после таких манипуляций со звуком, последний становится кривой, как ятаган. Получается, что с таким подходом вы делаете не систему целью которой является достоверное воспроизведение, а самый настоящий музыкальный инструмент!