Wie vermeide ich einen Elektrolytkondensator auf einem (Audio-)Signalpfad?

Der Eingang ist virtuelle Erde (es ist im Grunde der invertierende Eingang eines Operationsverstärkerpuffers, daher wird die Zeitkonstante je nach Kanal durch R1 oder R6 definiert.

Ich würde dort möglicherweise einen nicht polaren Teil verwenden, aber der Trick bei Elektrolytkappen als DC-Blöcken besteht wirklich darin, sie groß zu machen. Eine Kappe, die einen Pol weit unterhalb des Audiobands bildet, hat per Definition wenig Signalspannung und trägt daher zu vernachlässigbaren Verzerrungen bei . Offensichtlich hat eine Kappe, die einen Pol in einem Filternetzwerk bildet (so etwas wie eine passive Frequenzweiche), Probleme, aber für Kleinsignal-DC-Block ist ein nicht polarer Elco im Allgemeinen in Ordnung.

Es wird viel Mist über Kondensatoren geredet, und es IST möglich, die falschen in den falschen Anwendungen zu verwenden, aber ein nicht polares Elco dort wird in der Praxis gut funktionieren.

C. Bateman hat die klassische Arbeit an diesem Zeug damals in einer Reihe von Artikeln in E & WW geleistet, die es wert sind, nachzuforschen.

Es ist ein virtueller Boden. Das Datenblatt sagt:

Wie im Abschnitt zur Theorie erwähnt, ist der VCA-Eingangspin eine virtuelle Masse mit interner negativer Rückkopplung. Ein Eingangswiderstand (R1 , 20k$\Omega$) ist erforderlich, um die Eingangswechselspannung in einen Strom innerhalb des linearen Bereichs des 4301 umzuwandeln.

Eine geringe Sperrspannung ist bei einem normal polarisierten Nass-Elektrolytkondensator völlig in Ordnung ; Es wird nicht mit einigen hundert mV Sperrspannung "durchbrennen". Auf der Gegenelektrode befindet sich ein anodischer Film, der nur nicht so dick ist.

Sie können es durch einen Folienkondensator mit äquivalenter Kapazität ersetzen, wenn Sie es wirklich wollen - es wird sehr sperrig sein und viel Geld kosten. Zum Beispiel Kemet R60DR54705050K (Foto von Digikey):

Oder Sie könnten einen mehrschichtigen Keramikkondensator mit einem vernünftigen Dielektrikum verwenden (z. B. X7R oder X5R, Sie können NP0 in dieser Größe realistischerweise nicht bekommen), z. TDK C5750X5R1C476M230KA, das relativ klein und etwas billiger wäre, aber es könnte Bedenken geben, einen Mikrofonteil in den Signalpfad einzuführen.

Alternativ könnten Sie (sagen wir) eine 10x höhere Eingangsspannung verwenden und R1 auf 200 K erhöhen und C1 auf 4,7 uF reduzieren, was eine relativ vernünftige Größe für eine Filmkappe ist.

Aber ich würde vorschlagen, nur die billige und perfekt geeignete 47uF polarisierte Elektrolytkappe zu verwenden, die der Hersteller empfiehlt.

Sie möchten wahrscheinlich etwas, das sich einigermaßen linear verhält. Während der Kondensator bei richtig gewählter Grenzfrequenz keinen Einfluss auf hörbare Signale hat, könnten die Harmonischen hörbar sein, wenn in der Nähe der Grenzfrequenz subhörbare Frequenzen vorhanden sind. Das würde eher gegen Keramikkappen sprechen, die einen großen Spannungskoeffizienten haben. Folie und Elkos sind in Ordnung.

Stimmen Sie der früheren Antwort zu, dass ich persönlich niemals Elektrolyte jeglicher Art verwende; Ich habe das Gefühl (vielleicht nicht mehr), dass sie sich im Laufe der Zeit weiterentwickeln, da sie auf Flüssigkeit basieren. Die polarisierte Natur impliziert auch, dass sein Verhalten für negative und positive Spannungsabfälle inhärent asymmetrisch ist, was für mich eine geringfügige Verzerrung und Erzeugung von Oberwellen geradzahliger Ordnung impliziert (obwohl die Amplitude möglicherweise sehr, sehr niedrig ist, wenn die Kapazität hoch ist genug). Ich frage mich auch, ob der ESR für positive und negative Spannungsabfälle ähnlich asymmetrisch ist. Daher würde ich wahrscheinlich so viele Keramikkappen verwenden, wie ich brauche (parallel und in Reihe), um den benötigten Spannungs- und Kapazitätswert zu erhalten.

Auch ein Trick - wenn Sie polarisierte Kappen wie Elektrolyte oder Tantal verwenden möchten, können Sie zwei 100-uF-Kappen in Reihe (oder vier 47-uF-Kappen, zwei parallele Paare in Reihe) verwenden, die Seriengeräte jedoch in entgegengesetzte Richtungen ausrichten ihre + Anschlüsse berühren sich. Legen Sie dann einen 1-Megaohm-Widerstand an diesen mittleren Anschluss an und geben Sie dem anderen Ende des Widerstands eine positive Gleichstromvorspannung, die der Hälfte der Nennspannung der Kondensatoren entspricht. Auf diese Weise verwenden Sie sie direkt in der Mitte ihres Spannungsbereichs und geben eine maximale Auslenkung in beide Spannungsrichtungen. Außerdem würden sich alle asymmetrischen IV-Eigenschaften weitgehend aufheben, und Sie würden ein symmetrisches Verhalten haben, bei dem es weniger wahrscheinlich ist, dass Harmonische geradzahliger Ordnung erzeugt werden.

Zwei Reihenkondensatoren von 94 uF ergeben eine Nettokapazität von 47 uF. Ich würde auch 100 k vom Eingang zur Masse hinzufügen, um zu verhindern, dass Leckagen durch die Kappe ihren DC-Punkt nach oben driften lassen, wenn das eingehende Signal einen weiteren DC-Block aufweist.