Jakość dźwięku sprzętu audio najwyższej klasy zależy od każdego z komponentów, który znajduje się w torze ścieżki sygnałowej. Nie zależy ona tylko od komponentów aktywnych, ale także od nieznajdujących się w centrum uwagi elementów pasywnych, w szczególności od tych najmniej zauważalnych: rezystorów i kondensatorów. To właśnie od takich elementów zależy jakość i wyrafinowanie dźwięku, który daje nam ogrom doznań podczas słuchania.
Sprzęty muzyczne High-End wyposażane są często w kondensatory WIMA (charakterystyczne czerwone obudowy), a niniejszy artykuł objaśnia, dlaczego te kondensatory są unikatowe.
Być może sukces komponentów firmy WIMA spowodowany jest idealnym dobrem materiałów, wysokiej jakości konstrukcją oraz pierwszorzędnych how-now w zakresie produkcji. Sam sprawdź, dlaczego WIMA osiągnęła perfekcję w produkcji kondensatorów dla zastosowań audio.
Aplikacje elektroniczne w sprzęcie audio dzielmy na trzy rodzaje:
Używając optymalnych wersji kondensatorów we wszystkich trzech obszarach zastosowań, można uzyskać wyraźną poprawę brzmienia dźwięku reprodukowanego przez sprzęt audio. Kondensatory używane w aplikacjach sygnałowych mają z pewnością najbardziej bezpośredni wpływ na sygnał audio. Nawet prosta wymiana kondensatorów na wykonane w lepszej jakości ma tutaj znaczący wpływ na poprawę brzmienia. Wykorzystują to tunerzy – czyli osoby, które „stroją” sprzęt audio, tak by brzmiał lepiej niż konfiguracja fabryczna. Internet roi się od ciekawych opisów strojenia sprzętu z wykorzystaniem wysokiej klasy kondensatorów i rezystorów.
Kolejnym bardzo ważnym kryterium są kondensatory w aplikacjach funkcjonalnych, które mogą być przyczyną zniekształceń sygnału np. w układach przetwarzania sygnału cyfrowego na analogowy w odtwarzaczach CD czy w przedwzmacniaczach z charakterystyką RIAA. Takie zniekształcenia mogą pojawić się w przypadku przetwarzania sygnału w kondensatorach ceramicznych typu MLCC. Kondensatory WIMA nie mają tej wady, nie wnoszą zniekształceń do toru audio.
Kondensatory do podtrzymania i filtracji napięcia mają mniejszy wpływ na precyzyjne odtwarzanie muzyki, o ile mają odpowiednio dużą pojemność. Nie należy ich jednak lekceważyć w sprzęcie z najwyższej półki. W końcu to od nich zależy poziom zakłóceń i przydźwięku. Dzięki wykwalifikowanej optymalizacji, również w tej dziedzinie można osiągnąć zaskakujący efekt, o czym świadczą wpisy osób, które samodzielnie modyfikowały komponenty. Ponoć i to da się usłyszeć.
W teorii kondensatory foliowe są optymalnym rozwiązaniem w każdej z trzech powyższych aplikacji, lecz w praktyce najczęściej spotykamy je w aplikacjach sygnałowych i funkcjonalnych. Kondensatory foliowe wykonane z tworzywa sztucznego przewyższają inne technologie, zarówno pod względem parametrów, jak i niezawodności. Kondensatory foliowe nie są w stanie jednak zastąpić kondensatora magazynującego/wygładzającego w układach zasilania, co wynika z ograniczonej pojemności elementów uzyskiwanych w tej technologii: Cmax. 680uF. W zasilaczach tradycyjnie królują kondensatory elektrolityczne, szczególnie te o niskiej indukcyjności i rezystancji wewnętrznej (w ofercie firmy JM elektronik znajduje się szereg komponentów tego rodzaju produkowanych przez HITANO).
Firma WIMA produkuje kondensatory foliowe w wielu odmianach. Są to wersje polipropylenowe, wersje MSK/FKS, MKP/FKP oraz dostosowane do montażu powierzchniowego SMD-PPS.
Elektronicy specjalizujący się w sprzęcie muzycznym dla audiofili, przy doborze kondensatorów szczególną uwagę zwracają na niski współczynnik rozproszenia (Low ESR). Współczynnik ten może zmieniać się zależnie od częstotliwości. Wartość współczynnika zależna jest od zastosowanej technologii w budowie kondensatora. Celem jest minimalizacja indukcji i rezystancji pasożytniczej, wynikającej nie tylko z zastosowanej technologii, ale nawet z molekularnej budowy zastosowanych materiałów. Najprościej można przedstawić wpływ współczynnika rozproszenia na zachowanie się kondensatorów przy ich spolaryzowaniu napięciem stałym. Kondensatory o dużym współczynniku rozproszenia spolaryzowane napięciem stałym wytwarzają ciepło.
Warto podkreślić, że kondensatory polipropylenowe posiadają najniższy współczynnik rozproszenia (dissipation factor) wśród innych rodzajów kondensatorów. To znaczy że cechują się dużą dobrocią Q, opisaną wzorem: DF = Rs/Xc.
Kondensatory polipropylenowe są produkowane i dostępne zarówno w technologii metalizowanej, jak i foliowej.
W niektórych przypadkach, jak na przykład w zwrotnicach głośnikowych, wymagane są wyższe wartości pojemności. WIMA rekomenduje wówczas zastosowanie kondensatorów poliestrowych, produkowanych maksymalnie z pojemnością wynoszącą C=680uF. Mają wysoką jakość i trwałość liczoną w dekadach lat.
Kolejnym ważnym kryterium w dziedzinie zastosowań audio jest absorpcja dielektryczna. Podobnie jak współczynnik rozpraszania, jest to podstawowa właściwość fizyczna dielektryka. Kondensatory elektrolityczne i ceramiczne utrzymują szczątkowy efekt ładowania, który jest 10-krotnie, a czasem 100-krotnie razy wyższy, jak w kondensatorach foliowych.
Absorpcja dielektryczna prowadzi do zniekształcania odtwarzania wysokich tonów w ścieżce sygnału audio. Jest to także ważna cecha przy projektowaniu układów z przetwornikami cyfrowo-analogowymi w odtwarzaczach CD. Ze względu na niski poziom sygnału, efekty ładowania mogą prowadzić do awarii przetworników, a tym samym do zniekształceń sygnału audio.
W dziedzinie zastosowań audio wymagana jest bardzo precyzyjna reprodukcja impulsów, która jest oceniana na podstawie kryteriów zachowania impulsów. W szczególności w przypadku sygnału audio występują skoki dynamiki dochodzące do 100 dB. Zarówno pasożytnicza indukcyjność własna, jak i rezystancja kondensatora, zmniejszają dynamikę/jakość reprodukcji impulsów. Przypomnijmy, że impulsy składają się z wielu szeregów harmonicznych.
Sposób zwijania elektrod w kondensatorach starego typu wywoływał wysoką indukcyjność własną.
Kondensatory WIMA są tak skonstruowane że zapewniają styk na całej długości taśmy, z których zbudowane są elektrody, przez co Indukcyjność własna elementu uzwojenia jest niemal zerowa.
W kondensatorach WIMA MKP series 10 zastosowano dwustronną metalizację dielektryka.
Elektroda kondensatora jest wykonana z folii metalizowanej z obu stron. Kondensator jest produkowany z 4 warstwami folii. Taka konstrukcja zapewnia znacznie lepszą odpowiedź impulsową kondensatora.
W wielu aplikacjach stosowane są kondensatory beczułkowe (cylindryczne). WIMA proponuje stosowanie kondensatorów płaskich. W porównaniu do beczułkowych charakteryzują się mniejszym rozmiarem. Krótsze ścieżki na płycie PCBA i mniejsze gabaryty to wyższa odporność na zakłócenia, niższa rezystancja szeregowa i niższa indykcyjność. Na poniższym rysunku przedstawione jest porównanie rozmiarów płaskiego kondensatora WIMA 4,7 uF oraz tradycyjnego kondensatora beczułkowego, który przy tej samej pojemności ma dwa razy większe gabaryty.
Kondensator rezerwowy mają za zadanie magazynowanie energii i uwalnianie jej natychmiastowo, gdy zajdzie taka potrzeba. Kiedy w odtwarzaczu dźwięku występują wysokie skoki dynamiki, wzmacniacz otrzymuje wysokie zapotrzebowanie na moc. Brak zapewnienia odpowiedniej mocy skutkowałby zniekształceniami dźwięku.
Aby uniknąć tego efektu stosuje się kondensatory o pojemności od 0,1 uF do 10 uF, które są podłączone bezpośrednio w punkcie zasilania. W przypadku większego zapotrzebowania na prąd, kondensatory rezerwowe uwalniają całą skumulowaną energię, tak szybko jak to możliwe. Takie kondensatory są ładowane w przerwie między impulsami. Najczęściej wykorzystuje się kondensatory poliestrowe, ponieważ w aplikacjach wsparcia nie są one montowane w torze sygnału. Ich główną cechą jest zdolność do szybkiego uwalniania energii. WIMA zaleca stosowanie kondensatorów MKS 02 PCM 2,5mm, MKS 02 PCM 5mm oraz MKS 4 PCM 7,5mm, których zaletą jest niewielki rozmiar w stosunku do pojemności. Wartość podana w mm to raster między wyprowadzeniami.
Podsumowując można powiedzieć, że WIMA oferuje kondensatory dedykowane wszystkim obszarom zastosowania w sprzęcie audio. W połączeniu z ultranowoczesną technologią produkcji oraz zautomatyzowanym procesem gwarantującym powtarzalność wysokich parametrów, kondensatory WIMA stanowią podstawowy element pasywny w sprzęcie dedykowanym audiofilom.
Możemy śmiało powiedzieć, że dzięki kondensatorom WIMA, dźwięki z takiego sprzętu są bliskie ideału.
Osoby zainteresowane wyceną i dokumentacją techniczną kondensatorów WIMA zapraszamy do kontaktu pod adres mailowy powersolutions[at]jm.pl. Nasz Product Manager do spraw Power Solutions chętnie udzieli Państwu niezbędnych informacji odnośnie kondensatorów WIMA.
Produkty z oferty WIMA znajdą Państwo w naszym Portalu zakupowym B2B>>
Jeśli nie mają Państwo jeszcze NIEODPŁATNEGO konta, to namawiamy do jego założenia>>
Portal B2B umożliwia:
