关于电容应用的一个问题

呜呼哀哉

关于电容应用的一个问题 [复制链接]

 

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途中的C3在文中有段描述。

A DC blocking capacitor C3 should be connected in series with R IN to minimize DC offset in the output. A ceramic capacitor is not recommended due to potential distortion.

翻译过来就是：隔直电容C3需要与Rin串联，最小化DC电平偏移对输出的影响。陶瓷电容因潜在的失真不推荐。

同时发现 很多运放电路的隔直电容也选 的是电解，并不是陶瓷，网上查了下，说法纷纭，没办法辨别真伪。

现在想问下：类似这种电路种，这个隔直电容选什么材质的，为什么？

chunyang

音频耦合电容在HIFI系统上往往选择专用CBB电容，常规产品则选择铝电解电容。HIFI系统注重耦合电容的正切损耗角参数，而常规产品注重成本。音频耦合电容的容量通常为数微法，这个容量下陶瓷电容既没有成本优势，损耗角参数也不够好，还有温漂问题，所以这个电容不用陶瓷电容。

呜呼哀哉

chunyang 发表于 2023-3-10 16:52 音频耦合电容在HIFI系统上往往选择专用CBB电容，常规产品则选择铝电解电容。HIFI系统注重耦合电容的正切损 ...

抛开成本问题，仅从性能上讲，有什么说法吗？

如果谈到损耗角参数也就是Q的大小，确实CBB好，可是陶瓷电容与铝电解相比，Q应是优于电解，一般电路板子上看到还是电解。

另外，这个温漂是什么问题？电容精度本身不高，即使同一批次，初始容量差异与温漂相比足够的吧？感觉问题不在这，陶瓷电容温漂应该比铝电解的小吧（感觉，现在去查查）

版主，这个损耗角参数怎么影响音频系统性能的？可以说说吗？

呜呼哀哉

chunyang 发表于 2023-3-10 16:52 音频耦合电容在HIFI系统上往往选择专用CBB电容，常规产品则选择铝电解电容。HIFI系统注重耦合电容的正切损 ...

版主，有没有可能是因为阻抗的频率特性，音频20Hz-20KHz范围，似乎陶瓷电容不怎么好

maychang

电容具有非线性，即电容充入的电荷与两端电压增量不是正比关系。这当然是我们不希望见到的，也是导致放大器产生非线性失真的原因之一。非线性最小的电容是空气为介质的电容，其次是云母等无机介质电容，再次是CBB等电容。电解电容在这方面比较差。陶瓷电容则要看是哪种陶瓷。数微法的陶瓷电容，其材质是铁电陶瓷，其非线性比电解电容还差。故要求高的电路中不用。

maychang

铁电陶瓷电容通常用于电源的去耦合。去耦电容的非线性在此对非线性失真影响很小。

呜呼哀哉

maychang 发表于 2023-3-10 17:31 电容具有非线性，即电容充入的电荷与两端电压增量不是正比关系。这当然是我们不希望见到的，也是导致放大器 ...

谢谢版主，这个电容非线性似乎碰到过，电荷法测试电容容量，确实无法校准，误差没办法线性拟合校正。

关于这个话题，我再查查为什么，有问题在上来续在后面问。

maychang

呜呼哀哉 发表于 2023-3-10 17:36 谢谢版主，这个电容非线性似乎碰到过，电荷法测试电容容量，确实无法校准，误差没办法线性拟合校正。 ...

这种较大容量的陶瓷电容为何叫铁电陶瓷电容？“铁电” 两个字是从 “铁磁” 发展出来的。我们都知道：线圈中加入铁芯，电感量会增加很多倍，但铁芯也会造成电感的非线性，即磁通与激励电流不成正比。于是把电荷与两端电压不成正比的现象套用铁芯上的现象术语，叫铁电现象。

chunyang

呜呼哀哉 发表于 2023-3-10 17:06 抛开成本问题，仅从性能上讲，有什么说法吗？ 如果谈到损耗角参数也就是Q的大小，确实CBB好，可是陶瓷 ...

Q值跟ESR相关，但并不能简单等同于损耗角参数对耦合电容的影响。陶瓷电容的ESR值低于电解电容，可这里陶瓷电容的ESR优势并不能带来什么好处，因为音频耦合回路本身的阻抗就不低，包括前级输出阻抗和后级输入阻抗。

另外一个影响损耗角的因素是ESL，微法级容量的陶瓷电容ESL可不低，而且麻烦的是还与温度变化相关，温漂的影响比电解更大。

当然，温漂主要是指电容容量与温度的关系，这个陶瓷电容也不如电解电容，尤其是常见的Y5系列。制造误差是另外一回事，音频耦合电容对容量的精度要求不高，但使用中可别明显变化，这会导致音质发生变化。

chunyang

另外一个对陶瓷电容不利的因素是加在陶瓷电容两端的电压对容量甚至是ESL的影响，这方面陶瓷电容也不如电解电容。而音频信号有个特点，那就是幅值变化往往很大，折合到耦合电容上就是两端的电压在不断发生变化，这个特点自然会放大陶瓷电容的不利因素。

chunyang

关于损耗角对音质的影响：损耗角是指电压与电流的相位差与90度之间的差别角度（小于90度），我认为这里对音质的影响主要是损耗角随频率的变化而导致的，如果损耗角与频率无关，那么就对音质无影响，而现实中损耗角往往与音频频率呈现正相关，这会导致高频失真。

现实中的音频信号不会是单一的正弦，而是由基频和高次谐波组成，音质跟高次谐波失真率直接相关。对于一个音频信号，如果耦合电容的损耗角随频率的上升增加的越多，那意味着谐波成分的电压电流相差越来越大，显然这对于听感影响明显。

电容有个特性，损耗角小的，往往随频率上升损耗角的变化也小，这就是为什么HIFI设备要用专用的CBB电容做耦合的原因。CBB电容是综合了尺寸、成本等因素后目前最佳的低损耗角电容，也就是说，比CBB电容损耗角更小的电容，体积和/或价格都难以接受。

chunyang

有二十几年没碰过HIFI了，有关的知识已比较老旧，也许现在有不同的选择和讲究吧，这就不清楚了……

chunyang

呜呼哀哉 发表于 2023-3-10 17:10 版主，有没有可能是因为阻抗的频率特性，音频20Hz-20KHz范围，似乎陶瓷电容不怎么好

这个图是大范围的，远高于音频范围。在音频范围内，非HIFI音频设备一般也就考察到10kHz多就可以了。

呜呼哀哉

感谢两位版主，涨见识了，真没想到，这么一颗小小的电容，在音频这有这么多学问。

再次感谢下。