Elkon epälineaarisuus?

tarua vai totta?

Noin 10 vuotta sitten Maximin asiakasjulkaisussa varoiteltiin elektrolyyttikondensaattorien epälineaarisuudesta. Lehdessä väitettiin, että hifi-tason d/a-muuntimen särö on pienempi kuin elkon. Siksi audiopiirien impedanssitaso pitäisi sovittaa niin, että pärjätään ilman elkoja signaalitiellä. Elkojen käyttäminen pilaisi suorituskyvyn.

Onko tuo yleisesti tunnettu perusasia vai huru-ukkojen hourailua? Ainakin hifilaitteissa ja -jakosuotimissa yritetään välttää elkoja (myös bipolaari-), mutta tietokoneiden äänipiireissä näköjään ei.

17

230

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Taru Totinen*

      On siinä jonkinverran perää, mutta esim. transistorin epälineaaarisuus on paljon suurempi. Ja analogisissa hommissa epälineaarisuutta korjataan vastakytkennällä.
      Digitaalisissa hommissa (tasot 1 ja 0) tuolla epälineaarisuudella ei ole merkitystä.

      Tuo on lähinnä HighEnd-"kultakorvien" ongelma, jossa palvotaan plaseboa ja laitetaan palikoita kaiutinkaapelien alle. Korva kun on sellainen aisti, että plasebotarvikkeillakin kuullaan "merkittäviä eroja", varsinkin, jos kyseinen plasebopalikka on kallis.

    • Kultakorva

      Vaihdoin juuri kuulokevahvistimessa 10 uF:n elkot keraamisiin. Kyseisessä kytkennässä elko on aivan matalimpia taajuuksia lukuunottamatta kuin oikosulku ts. Sen yli vaikuttava jännite on siis lähellä nollaa ja siksi epälineaarisuuden vaikutuskin pitäisi olla olematon. No sitten jossain yli 100 kHz:n alueella pienenkin elkon induktiivisuus nostaa päätään, mutta sillä ei ole virkaa mun korvissa ja induktiivinen ilmiö voi olla lineaarinen.

      • hmm_hmm

        Hämärää muistikuvaa asiasta, ettei analogisissa kytkennöissä välttämättä aina kannata käyttää keraamisia komponentteja niiden kapasitiivisen taajuusvasteen muuttumisen induktiiviseksi takia taajuuden kasvaessa. Tämä taas aiheuttaa piikkejä vahvistuskäyrään ja yhteisvaikutus voi olla välillä aika erikoinen jos kerkoja on monta - eli se voi alkaa värähdellä ominaistaajuudella. No, nuohan saa tietysti suodatettua pois alipäästösuotimella, mutta lisääkö se sitten kohinaa?


      • HämäränRajamailla
        hmm_hmm kirjoitti:

        Hämärää muistikuvaa asiasta, ettei analogisissa kytkennöissä välttämättä aina kannata käyttää keraamisia komponentteja niiden kapasitiivisen taajuusvasteen muuttumisen induktiiviseksi takia taajuuden kasvaessa. Tämä taas aiheuttaa piikkejä vahvistuskäyrään ja yhteisvaikutus voi olla välillä aika erikoinen jos kerkoja on monta - eli se voi alkaa värähdellä ominaistaajuudella. No, nuohan saa tietysti suodatettua pois alipäästösuotimella, mutta lisääkö se sitten kohinaa?

        Yleensä keraamiset kondensaattorit ovat niitä, joissa on vähiten induktanssia. Sen takia keraamista kondensaattoria käytetään läpivientikondensaattoreissakin. Läpivientikondensaattorin rakenne on vielä sellainen, että runkoa vasten oleva liitos on vähäinduktanssinen kiekko kondensaattorin ulkopuolella.

        Jokaisella kondensaattorilla löytyy induktanssi ja sarjaresonanssi, joka on kondensaattorin rakenteen ja liitosjohtojen ansiota. Kyse on vain siitä, miten korkea tuon sarjaresonanssin taajuus on.

        Keraamiset kondensaattorit toimivat jopa gigahertsialueilla, joten audiolaitteissa on turha puhua joistain haitoista. Nykyiset rullatut muovikondensaattoritkin ovat vähäinduktanssisia, koska rakenne on sellainen, että rullalla olevat foliot on päistään tinattu yhdeksi mohkäleeksi.

        Joten edellisen kirjoittajan muistikuvat ovat todella hämäriä.


      • konkan.mikrofonisuus
        HämäränRajamailla kirjoitti:

        Yleensä keraamiset kondensaattorit ovat niitä, joissa on vähiten induktanssia. Sen takia keraamista kondensaattoria käytetään läpivientikondensaattoreissakin. Läpivientikondensaattorin rakenne on vielä sellainen, että runkoa vasten oleva liitos on vähäinduktanssinen kiekko kondensaattorin ulkopuolella.

        Jokaisella kondensaattorilla löytyy induktanssi ja sarjaresonanssi, joka on kondensaattorin rakenteen ja liitosjohtojen ansiota. Kyse on vain siitä, miten korkea tuon sarjaresonanssin taajuus on.

        Keraamiset kondensaattorit toimivat jopa gigahertsialueilla, joten audiolaitteissa on turha puhua joistain haitoista. Nykyiset rullatut muovikondensaattoritkin ovat vähäinduktanssisia, koska rakenne on sellainen, että rullalla olevat foliot on päistään tinattu yhdeksi mohkäleeksi.

        Joten edellisen kirjoittajan muistikuvat ovat todella hämäriä.

        Osalla keraamisista konkista on ikävänä puolena mikrofonisuus. Eli kun napautat piirilevyä niin kondensaattori toimii pietsosähköisenä elementtinä tuottaen jännitepiikin. Se toimii myös toisinpäin eli voimakas jännitepulssi voi saada tuollaisen konkan pitämään ääntä hakkuritehonlähteessä. Syyllisinä ovat nämä suurikapasitanssiset X7R, Y5V ja Z5U materiaalista valmistetut eli jos löytyy bariumtitanaattia niin sitten löytyy myös ongelmia.

        Audiovahvistimen sisääntulossa jos on tuollaisia komponentteja niin vahvistin osaa muuttaa mekaanisen tärinän ääneksi. Mikrofonisuus on ikävä kyllä laajakaistainen ilmiö eli sen kautta kohinaa ja häiriöitä voi näkyä satojen KHz taajuuksiin asti. Vähäkohinaisissa kytkennöissä esimerkiksi ADC:n referenssijännitteessä joutuu olemaan hyvin tarkkana kondensaattoreiden valinnan suhteen.


      • ei.oikotietä.onneen

        "Vaihdoin juuri kuulokevahvistimessa 10 uF:n elkot keraamisiin."

        En tiedä oliko fiksu toimenpide. Riippuu siitä, millaiset keraamiset vaihdoit tilalle. Katsopa huvikseen X7R ja Y5V konkkien lämpötilariippuvuutta sekä toleransseja. Ovat todennäköisesti huonompia kuin mitä alkuperäisellä osalla. Pidä myös huoli siitä, että alun perin kapasitanssia on tarpeeksi. Jotkut tosihalvat D-luokan vahvistinmoduulit toimivat tavallistakin huonommin kunnes niihin tajuttiin laittaa nimellisesti 1µF arvoisten kerkojen tilalle oikeasti 1µF kerkot. Kun näet Y5V materiaalista tehdyllä osalla toleranssia oli 100%/-50% eli 1µF komponentti olikin oikeasti 0.5µF komponentti...

        Joskus komponentin häviöllisyydestäkin on apua. Keraaminen konkka vähähäviöisempänä osaa paremmin tuottaa hajainduktanssin kanssa resonanssipiirin, jolloin vahvistinkytkennästä voikin tulla suurtaajuinen oskillaattori. Häviöllisempi elko tai tantaali (häviö = esr) vaimentaa resonanssi-ilmiötä.

        Konkkien osalta ei ole oikotietä onneen.


      • Anonyymi
        ei.oikotietä.onneen kirjoitti:

        "Vaihdoin juuri kuulokevahvistimessa 10 uF:n elkot keraamisiin."

        En tiedä oliko fiksu toimenpide. Riippuu siitä, millaiset keraamiset vaihdoit tilalle. Katsopa huvikseen X7R ja Y5V konkkien lämpötilariippuvuutta sekä toleransseja. Ovat todennäköisesti huonompia kuin mitä alkuperäisellä osalla. Pidä myös huoli siitä, että alun perin kapasitanssia on tarpeeksi. Jotkut tosihalvat D-luokan vahvistinmoduulit toimivat tavallistakin huonommin kunnes niihin tajuttiin laittaa nimellisesti 1µF arvoisten kerkojen tilalle oikeasti 1µF kerkot. Kun näet Y5V materiaalista tehdyllä osalla toleranssia oli 100%/-50% eli 1µF komponentti olikin oikeasti 0.5µF komponentti...

        Joskus komponentin häviöllisyydestäkin on apua. Keraaminen konkka vähähäviöisempänä osaa paremmin tuottaa hajainduktanssin kanssa resonanssipiirin, jolloin vahvistinkytkennästä voikin tulla suurtaajuinen oskillaattori. Häviöllisempi elko tai tantaali (häviö = esr) vaimentaa resonanssi-ilmiötä.

        Konkkien osalta ei ole oikotietä onneen.

        Mittasin tilaamani kerkot mittarilla ja laitoin vahvariin kaksi samansuuruista kerkoa. En tiedä miten tarkka mittarini on, mutta otin kaksi parhaasta päästä jotka antoivat lähes samat arvot.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Mittasin tilaamani kerkot mittarilla ja laitoin vahvariin kaksi samansuuruista kerkoa. En tiedä miten tarkka mittarini on, mutta otin kaksi parhaasta päästä jotka antoivat lähes samat arvot.

        Sillä ei ole suurtakaan väliä mitä lajia ne konkat ovat, kaikki konkat ovat epälineaarisia läpäisemänsä taajuuden suhteen. Otetaan vaikka 5 µF konkka, sen impedanssi 100 Hz on 318 ohmia,1 kHz se on 32 omia, ja 10 kHz impedanssi on 3 ohmia.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Sillä ei ole suurtakaan väliä mitä lajia ne konkat ovat, kaikki konkat ovat epälineaarisia läpäisemänsä taajuuden suhteen. Otetaan vaikka 5 µF konkka, sen impedanssi 100 Hz on 318 ohmia,1 kHz se on 32 omia, ja 10 kHz impedanssi on 3 ohmia.

        Epälineaarisuudella tarkoitetaan sitä, että komponentin impedanssi riippuu sen läpi kulkevasta virrasta ja/tai sen yli olevasta jännitteestä. Sitä yritetään välttää siksi, että epälineaarinen komponentti saa sen yli vaikuttavassa signaalissa kahdella eri taajuudella olevat siniaallot moduloimaan toisiaan. Syntyy siis keskinäismodulaatiosäröä (IM).

        Noissa keskinäismodulaatiotapauksissa ikävää on se, että kaksi kuuloalueen ulkopuolella olevaa signaalia voi tuottaa kuuloalueelle sattuvia särökomponentteja. Eli jos vahvistimeen tarjoillaan 20 kHz signaalia ja 21 kHz signaalia niin ulostulossa on näiden lisäksi myös 21 kHz - 20 kHz eli 1 kHz taajuudella signaalia. Samalla lailla voi esimerkiksi 20 Hz voimakas bassojyminä moduloida kaikkia muita epälineaarisen komponentin läpi kulkevia signaaleita, mikä puurouttaa äänet.

        Samaa ilmiötä tapahtuu toki ihmisen korvassakin kun äänenvoimakkuus on tarpeeksi suuri.


      • Anonyymi
        konkan.mikrofonisuus kirjoitti:

        Osalla keraamisista konkista on ikävänä puolena mikrofonisuus. Eli kun napautat piirilevyä niin kondensaattori toimii pietsosähköisenä elementtinä tuottaen jännitepiikin. Se toimii myös toisinpäin eli voimakas jännitepulssi voi saada tuollaisen konkan pitämään ääntä hakkuritehonlähteessä. Syyllisinä ovat nämä suurikapasitanssiset X7R, Y5V ja Z5U materiaalista valmistetut eli jos löytyy bariumtitanaattia niin sitten löytyy myös ongelmia.

        Audiovahvistimen sisääntulossa jos on tuollaisia komponentteja niin vahvistin osaa muuttaa mekaanisen tärinän ääneksi. Mikrofonisuus on ikävä kyllä laajakaistainen ilmiö eli sen kautta kohinaa ja häiriöitä voi näkyä satojen KHz taajuuksiin asti. Vähäkohinaisissa kytkennöissä esimerkiksi ADC:n referenssijännitteessä joutuu olemaan hyvin tarkkana kondensaattoreiden valinnan suhteen.

        Miksi käytätte komponentteja jotka ovat täyttä kuraa?
        Ainut oikea kondensaattorityyppi on NP0.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Miksi käytätte komponentteja jotka ovat täyttä kuraa?
        Ainut oikea kondensaattorityyppi on NP0.

        Mistä löydät NP0 tyyppisiä fyysisesti pieniä kondensaattoreita, joilla kapasitanssi on 1 µF suuruusluokkaa? Noita "kuraa" olevia komponentteja käytetään siksi ettei parempaakaan piirilevylle mahtuvaa löydy. Näitä on tyypillisesti ripoteltu piirilevyt täyteen kun ovat hyvin pieniä ja hyvin huokeita.

        Juuri äsken katsoin Mouserilta valikoimaa ja siellä kapasitanssiltaan suurin NP0 keraaminen konkka oli vain 0.15 µF. Sen koko on 2220 (0.22 tuumaa x 0.20 tuumaa eli 5.6mm x 5.0mm) ja hintaa suurissakin erissä yli euron kipale.


    • Älkäälaittapieniäelkoja

      1000000000000uf elko on lineaarinen ja käy vahvistimeen.

    • UskossaAutuaaksi

      Elkon epälineaarisuus on pienempi, kuin transistorin. Jos elko on vastakytkentälenkin sisällä, niin sen epälinearisuudet oikenee siinä missä transistorinkin.
      Tuo on ns. kultakorvien hommaa. Jos niille uskotellaan vaikka mitä, niin ne ovat silloin kuulevinaan eroja. Jos vaikka kaiutinkaapelit asetetaan kullattujen standien päälle, niin myönteinen "ero" syntyy.
      Arkisempi nimi ilmiölle on plasebo-efekti. Korva on herkkä kaikenmaailman uskottelulle.

    • Anonyymi

      Jos laitetaan kaksi audiolaitetta, joissa toisessa on 1% särö ja toisessa 10% särö,
      niin harva kuuntelija pystyy sanomaan oikein, kumpi on 1% laite.

    Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Mielessäni vieläkin T

      Harmi että siinä kävi niinkuin kävi, rakastin sinua. Toivotan sulle kaikkea hyvää. Toivottavasti löydät sopivan ja hyvän
      Ikävä
      39
      1671
    2. Nellietä Emmaa ja Amandaa stressaa

      Ukkii minnuu Emmaa ja Amandaa stressaa ihan sikana joten voidaanko me koko kolmikko hypätä ukin kainaloon ja syleilyyn k
      Isovanhempien jutut
      6
      1351
    3. Nähtäiskö ylihuomenna taas siellä missä viimeksikin?

      Otetaan ruokaöljyä, banaaneita ja tuorekurkkuja sinne messiin. Tehdään taas sitä meidän salakivaa.
      Ikävä
      1
      1305
    4. Ei luottoa lakko maahan

      Patria menetti sovitun ksupan.
      Suomen Keskusta
      9
      1299
    5. Pupuhuhdasta löytyi lähes sadan kilon miljoonalasti huumeita

      Pupuhuhdasta löytyi lähes sadan kilon miljoonalasti huumeita – neljä Jyväskylän Outlaws MC:n jäsentä vangittu: "Määrät p
      Jyväskylä
      42
      1297
    6. Persut petti kannattajansa, totaalisesti !

      Peraujen fundamentalisteille, vaihtkaa saittia. Muille, näin sen näimme. On helppo luvata kehareille, eikä ne ymmärrä,
      Maailman menoa
      6
      1277
    7. Sinäkö se olit...

      Vai olitko? Jostain kumman syystä katse venyi.. Ajelin sitten miten sattuu ja sanoin ääneen siinä se nyt meni😅😅... Lis
      Ikävä
      0
      1254
    8. Housuvaippojen käyttö Suomi vs Ulkomaat

      Suomessa housuvaippoja aletaan käyttämään vauvoilla heti, kun ne alkavat ryömiä. Tuntuu, että ulkomailla housuvaippoihin
      Vaipat
      1
      1230
    9. Hyvää yötä ja kauniita unia!

      Täytyy alkaa taas nukkumaan, että jaksaa taas tämän päivän haasteet. Aikainen tipu madon löytää, vai miten se ärsyttävä
      Tunteet
      2
      1180
    10. Lepakot ja lepakkopönttö

      Ajattelin tehdä lepakkopöntön. Tietääkö joku ovatko lepakot talvella lepakkopöntössä ´vai jossain muualla nukkumassa ta
      2
      1163
    Aihe