De verschillen tussen audio-condensatoren gemeten

De verschillen tussen audio-condensatoren gemeten

Dit artikel is een Nederlandse vertaling van een publicatie van Conrad Hoffman. Conrad Hoffman heeft voor meerdere technologie bedrijven gewerkt op het gebied van Engineering en Research & Development. Omdat hij specialisatie te beperkend vond, is hij een ervaren ontwerper van analoge elektronica, optica en complexe mechanica.
Op Conrad's site vind je van alles over fotografie, elektronica en metaalbewerking. Hobby's: fotografie, het verzamelen en restaureren van General Radio Corp meetapparatuur en veel meer.

Gedreven door de steeds weer oplaaiende discussies tussen de objectieve- en subjectieve kampen, over de kwaliteitsverschillen tussen de gebruikte condensatoren in de audio, heeft Conrad Hoffman een serieuze poging gedaan om de verschillen die tussen de diverse typen audio-condensatoren bestaan, te meten en vast te leggen. De uitkomsten van dit onderzoek kun je in het artikel hieronder lezen.

De X-factor?

Condensatoren gemetenGR 716c frontDe door velen als onmeetbaar geachte X-factor in audiokwaliteit blijkt meetbaar te zijn…. of toch niet? Een zeer leerzaam artikel wat inzicht biedt in het technische wel en wee van condensatoren. Er is een breed gedeelde opvatting, dat verschillende condensatoren onder verschillende condities gebruikt in audiotoepassingen, andere geluidskwaliteiten hebben. Welke condensatoren je nou in welke circuits en onder welke voorwaarden moet gebruiken, blijft fel bediscussieerd.

Allerlei randzaken zoals een enorme hoeveelheid legendes, mythes en marketingverhalen, die vanwege incomplete testmethodieken meer verwarring zaaien dan helderheid brengen, helpen daar absoluut niet bij. Dit vergoot de (toch al) grote kloof tussen objectieve- en subjectieve kampen binnen de filosofie van audio-ontwerpers.

Vergis je niet, ik zit stevig in het kamp van mensen die objectief tegen dit soort zaken aankijken. Ik kan niet zoveel met het vaak gehoorde standpunt dat de geluidskwaliteit van condensatoren buiten onze schijnbaar primitieve en nutteloze meetmogelijkheden valt en dat er een “parameter X” is, die we nog moeten ontdekken en dat dit niet meetbaar zou zijn met de huidige technologie. Aangedragen situaties die een dergelijk argument lijken te ondersteunen, vallen na zorgvuldige onderzoek steevast als los zand uit elkaar.

Hierbij blijkt dan, dat de metingen in werkelijkheid nooit of verkeerd werden verricht of dat ze gewoon slecht werden uitgevoerd. Net zo vaak verdwijnen de geclaimde verschillen bij een strikt uitgevoerde luistertest. Het lijkt onbegrijpelijk voor het subjectieve kamp dat ze aan de dezelfde vooroordelen blootstaan als de rest van ons, maar het is wel zo.

Je zult mij nooit horen zeggen dat het uitvogelen van verschillen in geluidskwaliteit eenvoudig is. In feite is het juist erg lastig, maar de tools en technieken om de verschillen aan te tonen bestaan. Het enige punt waarin vaak tekort geschoten wordt bij het uitvoeren van zulke onderzoeken is verbeten volharding.

Testkandidaten

Ik wil in dit artikel de testresultaten van een kleine groep 0,01uF condensatoren presenteren, ten eerste om daarmee aan te tonen dat wanneer mensen over “metingen” praten, ze meestal zaken negeren die juist van invloed kunnen zijn op de geluidskwaliteit en ten tweede om aan te tonen dat tussen de verschillende onderdelen duidelijke verschillen meetbaar zijn.

Hoewel ik niet kan zeggen op welk niveau deze verschillen hoorbaar zijn, zou ik sterk willen benadrukken, dat als er twee zeer vergelijkbare onderdelen zijn (wat vastgesteld is binnen een complete testsuite) dat dan met vrijwel volledige zekerheid kan worden gesteld dat hun geluidskenmerken niet van elkaar te onderscheiden zullen zijn. Dit ongeacht de kosten en opbouw van de condensatoren en de bijbehorende bloemrijke marketingproza.  Helaas zal ook duidelijk worden dat elk type onderdeel zijn eigen onderscheidende kenmerken heeft en dat de verwachte gelijkwaardigheid van onderdelen minder vaak voorkomt dan je zou hopen.

De door mij gekozen condensatorengroep bestaat voornamelijk uit 0,01 uF folie types, dit omwille van de beschikbaarheid van een 0,01 uF Teflon condensator die ik in persé in de test wil opnemen.

Ook zijn een zilver-mica en een keramische condensator in de groep opgenomen, zodat de groep een voorbeeld bevat van de meest voorkomende typen condensatoren die je zou kunnen overwegen bij het maken van een crossover- of RIAA netwerk. Een aantal condensatoren hebben een iets afwijkende waarde, maar ze zitten er dicht genoeg bij om ze te kunnen gebruiken voor de test. De testsuite bestaat uit de gebruikelijke lage capaciteit- en dissipatiefactor metingen die bij 1 kHz in een serie model worden uitgevoerd.

Condensatoren gemeten afb-1

  • Audience Aura-T, 0.01 uF, 600V, 1%, Teflon- Een vrij prijzige condensator bedoeld voor de high end markt.
  • MIAL, 0.012 uF, 160V, 2.5%, polystyreen. Een goedkope condensator die veel in consumentenelektronica wordt gebruikt.
  • Philips, 0.0095 uF, 63V, 1%, polystyreen (2 exemplaren parallel geschakeld).
  • Panasonic, 0.0082 uF, 50V, 2%, polypropyleen.
  • Acushnet, 0.01 uF, 600V, 10%, polyester (Mylar) – Typische Polyester condensator.
  • Component Research, 0.01 uF, 50V, 1%, polyester (Mylar)- ‘Ontsnapte’ aerospace component, uitstekend gemaakt.
  • CDC, 0.01 uF, 500V, 1%, zilver-mica- Premium kwaliteit.
  • CGW, 0.01 uF, ?V, ?%, K5L ceramic- Standaard veel voorkomende keramische condensator

De resultaten

Condensatoren gemeten, de resultaten(Klik op de plaatjes voor een grotere afbeelding)

Het betreft een eenvoudige test voor diëlectrische absorptie, aangevuld met een paar hoogfrequent metingen. Dit zijn typisch de metingen waarvan je de meetwaarden in een datasheet kunt vinden. In aanvulling daarop wordt de parasitaire capaciteit van een metalen plaat gemeten.

Sommige “Fancy” condensatoren zijn meestal erg groot en hun parasitaire capaciteit, in relatie tot omliggende objecten (zoals massapunten en chassis) kunnen een bron van zorg worden, hoewel de hier geteste Audience Teflon condensator slechts iets groter is dan een polystyreen condensator.

Als laatste is een nieuwe test toegevoegd voor het vaststellen van niet-lineariteit en vervorming, wat eigenlijk niet veel meer is dan het onderzoeken van het meetbrugresidu bij nul Volt. Maar daarover later meer.

Wees er van bewust dat ik makkelijk een half dozijn of meer metingen kan bedenken, die ik nog niet heb uitgevoerd, dus dit artikel moet niet worden beschouwd als het slotwoord over de  verschillen in condensatoren. Het is slechts ter illustratie, dat er veel meer kan worden gedaan dan het meten van de gebruikelijke zaken en de DF.

En wat betekent dit nu allemaal?

In een perfecte wereld zou je verwachten dat de aangegeven waarde op een condensator exact overeenkomt met de werkelijkheid, er van uitgaande dat de meeste andere parameters nul of oneindig zijn. De uitkomsten van de basis capaciteitsmetingen zijn hier niet opvallend, omdat ze voor het overgrote deel binnen de tolerantie vallen.

Alle foliecondensatoren hebben een aanzienlijke temperatuurcoëfficiënt, dus het is een beetje sullig om ze op een standaard meetbrug, per onderdeel, op een miljoen niveaus te meten, behalve voor het feit dat diezelfde brug zeer nauwkeurige dissipatie-metingen maakt op een bijna perfect diëlectrum als Teflon. Het wachten op het stabiliseren van de capaciteitswaarde is een tijdrovend klusje, want zoiets onbenulligs als het aanraken van de leads, verhoogt de temperatuur en wijzigt de testcondities.

Je moet bij de bouw van een RIAA-netwerk rekening houden met de temperatuurcoëfficiënt en de temperatuur-range berekenen waarbinnen de condensator moet functioneren, oftewel je moet het verschil vaststellen tussen de temperatuur van de condensator direct na het op spanning zetten het volledig opgewarmd zijn op een hete zomerdag. De meeste voorversterkers hebben geen ventilatie, dus het is het overwegen waard om daar rekening mee te houden.

Verdwijnen of verschijnen?

Condensatoren gemetenGR  716c shielded bananaDe dissipatiefactor is nuttig bij het evalueren van de gezondheid van de voeding Elco’s. Er is echter geen overeenstemming over het effect van de dissipatiefactor op de hoorbare prestaties van signaalcondensatoren, maar op zijn slechtst zal het heel gering zijn. Deze factor geeft inzicht in de interne verliezen en deze kan (indien gewenst) omgezet worden naar de effectieve serieweerstand ESR)van de condensator. De ESR blijft niet constant, maar veranderd bij een wijzigende frequentie. Deze blijkt in hoge-kwaliteit condensatoren zó laag te zijn, dat het niet veel effect heeft op de prestaties van de circuits.

Als je echter hoge-Q afstemkringen aan het bouwen bent, wordt het een heel ander verhaal. Toch blijkt een lage dissipatiefactor een kenmerk te zijn van een goed diëlectrum, dus kan een aangetroffen hoge waarde een signaal zijn, dat er meer onderzoek nodig is. Diëlectrische absorptie is misschien veel meer verontrustend. Er is opvallend weinig gepubliceerd over deze kwestie.

Het was vroeger, bij de eerste analoge computers, een belangrijke item en er zijn destijds een aantal aan dit fenomeen gerelateerde boeken gepubliceerd. Er was ook een goed artikel van Bob Pease, (gepubliceerd door National Semiconductor) wat misschien wel het beste artikel tot op heden is.

Verdacht gedrag

Ik doe de aanname dat hoge diëlectrische absorptie niet altijd ernstig is, omdat zilver-mica condensatoren er in extreme mate last van hebben en er toch zéér goed klinkende RIAA-netwerken mee te produceren zijn. In later uitgevoerde metingen naar residuele vervorming, produceerde de hoge diëlectrische absorptie geen hoge residuen, maar ik blijf het toch verdacht vinden totdat bewezen wordt dat het onschadelijk is.

Metingen op DC-lekkage zouden nergens invloed op mogen hebben, omdat de weerstand zeer hoog zou moeten zijn in een willekeurige signaalcondensator. Ze geven echter wel een interessante indicatie over de opbouw van condensatoren. Materialen met een hogere diëlectrische constante hebben minder oppervlakte nodig en in dat geval zal de lekkage bijna onmeetbaar laag zijn.

Materialen met een lagere diëlectrische constante zoals Teflon, hebben (ondanks de fundamentele hoge weerstand) zoveel meer oppervlakte, dat de geringste besmetting of verontreiniging een DC-lekkage kan veroorzaken. DC-lekkage is waarschijnlijk een goede meting voor kwaliteitscontrole, maar is niet relevant bij audio.  De condensatoren met een lagere max. werkspanning, werden gemeten bij 50 VDC in plaats van bij 100 VDC.

Condensatoren gemetenGR 716c internals

Foliecondensatoren hebben over het algemeen uitstekende mogelijkheden op het gebied van hoge frequenties, maar dit wordt vaak teniet gedaan door de grote omvang van het lichaam en de lange leads. Je zult merken dat de kleine radiale Panasonic condensator een veel hogere eigen-resonantie heeft (9.7 MHz) dan de Audience condensator (4,5 MHz).

Dit is niet te wijten aan een mindere kwaliteit van de high-end Teflon condensator, maar meer aan de lengte van de leads, die enkele centimeters lang zijn en niet konden worden aangesloten in de buurt van het lichaam.

De Panasonic condensator daarentegen, heeft leads met een lengte van een fractie van een centimeter en het lichaam is kleiner.  Als je prestaties verwacht in de hogere frequentieranges (misschien niet voor geluid, maar om de stabiliteit van halfgeleiders met een hoge bandbreedte te handhaven), dan moet de grootte van het lichaam en lengte van de leads tot een absoluut minimum beperkt worden.

Bypass

Voor bypass doeleinden verslaan de ‘surface mount’ typen de axiale typen elke keer opnieuw. Een vaak verwaarloosde parameter is de hoeveel capaciteit die een condensator presenteert aan nabij gelegen objecten. Een fysiek grote condensator zal een aanzienlijke capaciteit hebben tussen de buitenste elektrode en de omliggende onderdelen.

Hierdoor kunnen ook ongewenste koppelingen met een grondvlak ontstaan. Minder fijn is dat de condensator niet kan worden ingepakt in hetzelfde prachtige diëlectrum als waarmee het werd gebouwd, maar het kan heel goed in polyester worden ingepakt, ongeacht wat het gebruikte diëlectrum is. Hieruit volgt dat bij een ongewenste parasitaire capaciteit de kwaliteit slecht kan zijn.

Het zou een betere meetopstelling vereisen om een betrouwbare DF meting te krijgen voor deze lage waarden. Hiervoor zijn 3 strikt afgeschermde aansluitingen binnen een afgesloten meetkamer nodig, dus dat is genegeerd in deze meetsessie. Onervaren ontwerpers simuleren vaak circuits in Spice, maar ze houden zelden rekening met de extra capacitieve en inductieve koppelingen die nou eenmaal bestaan in echte fysieke circuits.

Voor wat dat betreft, is er geen vervanging voor praktijkervaring. Als je dus een precisienetwerk wilt bouwen, hou dan rekening met parasitaire capaciteit. De capaciteit tussen een metalen plaat en de in test staande condensator, wordt gemeten met de condensatorleads kortgesloten, waarbij de grootste zijde (qua oppervlak) van de condensator in aanraking wordt gebracht met de metalen plaat. De gepaarde Philips condensatoren zijn een speciaal geval, omdat het paar niet goed in contact kan worden gebracht met de plaat.

Work-around

Als work-around wordt een losse Philips condensator langs alle zijvlakken gehouden om de maximale parasitaire waarde te vinden. Daarna is de aangetroffen waarde verdubbeld om het paar te representeren.

Alle metingen zijn uitgevoerd bij 1 kHz in een serie model. Alle geteste condensatoren vertonen slechts een paar pF aan de metalen plaat, dus in een normale audio-frequentienetwerk applicatie is er weinig aan de hand.

Maar als een condensator met gelijke parasitaire capaciteit wordt gebruikt over een feedback-weerstand van een Opamp of op de zeer hoge Grid-impedantie van een buis, dan zou deze hoeveelheid capaciteit toch zorgvuldig moeten worden overwogen. (ja, ik vergat de keramische condensator te meten, maar als het lichaam klein is, moet de capaciteit ook klein zijn).

Het laatste te behandelen onderwerp is het brugresidu. Dit wordt gemeten met een Schering-brug, een oude General Radio Corp 716C. Deze heb ik gekozen vanwege de hoge mate van instelbaarheid van de weerstanden in de brugarmen, die tevens hoge kwaliteit luchtcondensatoren zijn.

Er zijn ook enkele bereik- en instelelementen die polystyreen- en zilver-mica condensatoren bevatten, maar over het algemeen draagt de brug zelf bijna niet bij tot een niet-lineariteit of een vervorming bij een meting. Normaal gezien wordt een traditionele brug gebalanceerd met behulp van een getunede nul-detector.

Eén frequentie wordt toegevoerd en alles behalve die frequentie wordt uitgefilterd als we naar de uitgang kijken.

Op die manier is de signaal-/ruisverhouding enorm en kan dan worden gemeten met een hoge nauwkeurigheid, zonder dat ik mij zorgen hoef te maken over brom en ruis. Maar ook zonder de output te filteren werkt de brug nog steeds prima.

In feite werden de eerste bruggen gebalanceerd met niets meer dan een gevoelige hoofdtelefoon als detector. Zonder filtering zie je overigens een merkwaardig fenomeen: sommige condensatoren kunnen gebalanceerd worden tot een veel diepere nul dan andere.

Het ideaal

Dit betekent dat de condensator in kwestie niet volledig voldoet aan het standaardmodel voor condensatoren (een perfecte reactantie in serie of parallel met een perfect resistief verlieselement), waardoor het signaal enigszins wordt vervormd.

Dit kan een andere verschijningsvorm zijn van diëlectrische absorptie, die specifiek is voor de meetfrequentie (of niet), maar het blijkt een zeer nuttige manier van kijken naar de optredende vervorming in de condensator. De gebruikelijke tests voor diëlectrische absorptie zijn omslachtig en moeilijk uit te voeren op de frequenties die de interesse hebben van het audiovolk, maar deze test is dat zeker niet.

Als je kijkt naar de onderstaande scope signalen, zul je zien dat ze niet echt goed overeenkomen met de eerder gemaakte ‘zeer-lage-frequentie diëlectrische-absorptiemetingen’, maar ik denk dat ze een relatie kunnen hebben met het waargenomen geluid….. en zeker in het geval van polyester (Mylar).

Ik geloof dat Bates diverse artikelen schreef over vervorming door condensatoren in de Engelse publicatie van ‘Elektronica en Wireless World’ en het zou interessant zijn om te zien of deze testresultaten daar enige gelijkenis mee vertonen.

De meetopstelling is identiek voor alle condensatoren. De brug wordt blootgesteld aan 120 Hz op ongeveer 40 VRMS, wat ongeveer 3,6 VRMS geeft over de te testen condensatorpolen. De uitgang van de brug wordt bekeken met een “hoge versterking scope plug-in set” met een resolutie van 0,5 mV.

Daarmee kunnen de plaatjes van de scope direct met elkaar worden vergeleken. Het residu voor alle geteste condensatoren was 360 Hz oftewel de 3e harmonische.

Dit is natuurlijk “de aard van het beestje”, maar het is wel een beetje tegen onze intuïtie in en nogal ongewenst.

Diverse andere condensatoren worden getest en de resultaten blijken consistent voor elk type, d.w.z. het diëlectrisch materiaal is daarbij de bepalende factor.

Condensatoren gemeten afb-2Hier is het brugresidu voor de Audience Teflon condensator

 

 

 

 

Condensatoren gemeten afb-3 Philips PolystyreenVervolgens de Philips polystyreen

 

 

 

 

Condensatoren gemeten afb-4 Panasonic MKPDe Panasonic polypropyleen (MKP):

 

 

 

 

Condensatoren gemeten afb-5 CDC silver-micaDe CDC zilver-mica:

 

 

 

 

Condensatoren gemeten afb 6 Acushnet Polyester (Mylar)En als laatste de Acushnet polyester (Mylar):

 

 

 

Conclusie?

Bovenstaande resultaten kunnen goed de consequente afkeer in de high-end audiogemeenschap verklaren voor polyester condensatoren. Voor de rest vraag ik me af of er een voorkeur bestaat voor een niet-nul hoeveelheid 3e harmonische vervorming en dat mogelijke “cap rolling” een poging is om een specifieke voorkeur te realiseren.

Is het mogelijk dat we aan de ene kant de uitdrukking, “hard en korrelig” kunnen gebruiken voor polyester en “zuigt het leven uit de muziek” voor polypropyleen condensatoren? Misschien ergens daartussen ligt precies de juiste hoeveelheid “scherpte” (Teflon). De ingenieur in mij wil dit alles afwijzen omdat de residuen zo klein zijn, maar als je een enorme hoeveelheid anekdotisch bewijs hebt, is het in ieder geval verstandig om er over te speculeren.

Ik denk dat dit ook in overeenstemming is met de bijna universele high-end afwijzing van versterkers die een ‘bijna nul’ harmonische output hebben, ondanks het feit dat het bijna onmogelijkheid is gebleken om verschillende versterkers te onderscheiden in dubbelblinde testen..

Aanvullingen & Overwegingen

Aanvulling 1: Ik voel mij niet helemaal comfortabel met het rangschikken van de condensatoren op basis van de gemeten brugrestwaarde.

In tegenstelling tot de versterker THD-metingen, (waarbij het bijna onmogelijk is om vervorming te annuleren) is een meetbrug gebaseerd op annulering tussen twee “identieke” paden en deze staat daarom het opheffen van interne en externe fouten toe. Dus ik vraag me af of er misschien een lichte bijdrage van de meetbrug zelf is, die de rangorde tussen de bijna perfecte condensatoren kan beïnvloeden.

Het vreet gewoon aan mij, dat de Teflon condensator niet als beste uit de bus komt. Met betrekking tot de polyester condensator is daar geen sprake van, die is gewoon slecht. Maar ik moet een manier vinden om bevestiging te vinden voor de “nul”. Idealiter zou je dat kunnen doen met een gigantische 0,01 uF luchtcondensator, maar zoiets bestaat niet.

0.001 uF is de grootste luchtcondensator die ik heb en ik wil de metingen bevestigen onder dezelfde condities als bij de oorspronkelijke metingen. Het is misschien mogelijk om dezelfde meting uitvoeren met de GR1615A standaard meetbrug, die alleen luchtcondensatoren als referentie gebruikt samen met een interstage transformator, maar het is een stuk lastiger om de brom en ruis laag te houden met deze condensator.

Aanvulling 2: Het parallel aansluiten van een drietal grote GR luchtcondensatoren geeft ongeveer 0,0035 uF, waardoor een test kan worden gedaan binnen hetzelfde bereik als de testgroep. Brom verontreiniging is een groot probleem, omdat er geen afgeschermde kabels kunnen worden gebruikt (de kabels zijn een extra diëlectrische factor, die invloed kunnen hebben op de resultaten). Het testresultaat was niet overtuigend, want er was nog een klein residu over, vergelijkbaar met dat van de betere condensatoren in de testgroep.

Een andere test wordt uitgevoerd door gebruik te maken van de 0,01 uF range-extender condensator van de standaard meetbrug. Deze is goed afgeschermd en het residu was lager dan wat zichtbaar is binnen de schaal waarbinnen de tests zijn uitgevoerd. Het is echter geen luchtcondensator maar waarschijnlijk een polystyreentype, dus in dat geval blijft dezelfde vraag m.b.t. geannuleerde vervorming bestaan.

Het lijkt erop dat het opvangen van brom de dingen sterk kan verwarren, dus wordt de frequentie van 200 Hz naar 400 Hz verhoogd om de optredende effecten te scheiden.

Meer condensatoren zijn gecontroleerd en daaruit zijn de volgende conclusies te trekken:

  • De test is in principe geldig, hoewel de exacte rangorde van de beste condensatoren kan verschillen
  • Geen cap met een hoge DF was goed, maar een lage DF is niet de bepalende factor
  • Polyester (Mylar) varieert van slecht tot vreselijk en moet vermeden worden, tenzij je van het geluid houdt 🙂
  • Miniatuur foliecondensatoren lijken slechter dan grote
  • Er zijn enkele vuistregels om op te vertrouwen: de kwaliteit van de constructie/samenstelling kan zeer belangrijk zijn.

Aanvulling 3: Ik heb veel moeite gestoken in het verminderen van de opgevangen brom, door alle apparatuur in de omgeving los te koppelen en door het testgebied van de meetbrug volledig af te schermen.

Ik heb een ASC X463 polycarbonaat condensator en een General Radio kalibratiecondensator toegevoegd (een enorm zilver-mica folie stapelontwerp, maar niets om over naar huis te schrijven voor audio-gebruik).

Deze test is bij 60 Hz uitgevoerd, omdat het residu groter lijkt te zijn bij lage frequenties. Het residu is zeer niet-lineair met de aangevoerde testspanning: wat verder onderzocht moet worden.

Hieronder staat de nieuwe rangschikking: de waarden van het signaalresidu staan vermeld in millivolt.

Keramisch 0.12

Polypropyleen 0.2

Polystyreen (Philips) 0.3

Polystyreen (MIAL) 0.32

Teflon 0.4

Zilver-mica 0.4

Zilver-mica (GR cal.) 0.6

x463 Polycarbonaat 1.1

Polyester (Mylar) 3.0

Een Excel grafiek toont geen correlatie met diëlektrische absorptie, maar sommige condensatoren vallen wel op één lijn tegen de dissipatiefactor. Zie dat DF is uitgezet op een logaritmische schaal.

De polystyreen- en Teflon condensatoren vallen niet op deze lijn, zoals hieronder te zien is:

Condensatoren gemeten afb-7

 

Meer vragen

Na het vertalen van dit artikel en het lezen van een ander artikel van Conrad, waarbij hij de fase-verschuiving bespreekt als een resultaat van D, heb ik (Peter Gelder -red-) Conrad via de mail gevraagd of hij van mening is dat fase-verschuiving van invloed is op de hoorbare/waarneembare aspecten van condensatoren in audio applicaties. Timing is voor de hersenen van belang om geluid te correleren aan richting en diepte. Dit zou evengoed de reden kunnen zijn waarom sommige condensatoren het geluid afvlakken/plat weergeven.

Conrad beantwoorde deze vraag als volgt:

Ik ben van mening dat als je een verschil kunt horen, je dit ook kunt meten. Mensen hebben er moeite mee om alle verschillen te baseren op eenvoudige respons en lineariteit kwesties, maar meestal is er gewoon niet meer dan dat.

Als je de response een dB verhoogt of verlaagt dan kun je dat horen. De hoorbaarheid van D is discutabel maar onthoud dat het niet constant is met de frequentie. Dat probleem spreekt meer voor zichzelf als je de ESR plot i.p.v. D. In een circuit met hoge impedantie zou het niet uit moeten maken, maar waar trek je de streep?

De hoorbaarheid van DA (diëlektrische absorptie) is ook twijfelachtig – ik weet het antwoord niet. Wat ik wel weet is dat het vermogen van mensen om verschillen in condensatoren te horen vrijwel verdwijnt in blinde tests. Voor wat het waard is: Er wordt gezegd dat fase-verschuiving niet hoorbaar is, maar ik heb moeite om dat te geloven. Ik heb zelf nog geen testen uitgevoerd op dat vlak.

Ik ben onlangs bezig geweest met een Fisher 500-C ontvanger en heb wat dingen ontdekt m.b.t. buizencircuits. Hoewel ik een hoop gitaarversterkers heb gerepareerd, heb ik niet veel gewerkt aan audiofiel buizenspul, m.u.v. een paar Dynaco’s. Hoe dan ook, er zijn in de 500-C verschillende condensatoren met een lage waarde, die gebruikt worden om de respons af te vlakken. Dat is een groot verschil met de wijze waarop condensatoren normaal worden gebruikt.

Normaal gesproken, als een condensator groot genoeg is om niet betrokken te raken in het audiogebied (koppelcondensatoren tussen versterkertrapjes), zal er in essentie nul volt over de condensator staan. Als dat het geval is, dan zou het niet uit mogen maken wat voor condensator je gebruikt. Wat er aan restspanning kan worden gemeten, is datgene wat het geluid kan beïnvloeden. Geen voltage, geen verschil. Dat is tevens het brugresidu wat ik meet.

Het probleem met buizenversterkers is minstens drie keer zo groot. Ten eerste (zoals bij de Fisher 500-C) kunnen condensatoren bewust gebruikt worden om de response vorm te geven. Dat betekent per definitie dat er een audiosignaal overheen staat. Ik moet wel geloven dat zulke caps van belang zijn. Daarbij komt nog dat zulke versterkers nooit perfect vlak zijn en neigen naar een eigen persoonlijkheid, wat zaken nog verwarrend maakt.

Ten tweede: de standaarden die ik gebruik voor solid state coupling condensatoren, (-3dB omlaag in het gebied onder de 10 Hz) lijken niet te worden toegepast op buizenversterkers. Mensen lijken een voorkeur te hebben voor zeer exotische en dure condensatoren van een te kleine waarde, dus natuurlijk klinken ze anders. Er staat een audiosignaal overheen.

Er is een tendens om condensatoren te vergelijken die marginaal in grootte zijn en niet overeen komen met de aangegeven waarde. (slechte wetenschap!) Nu, ik heb niet genoeg echte data om dit te ondersteunen, dus doe ik de aanname dat differentiële metingen met hoge versterking over de condensatoren, een definitief oordeel zullen vellen.

Ten derde: de voltages die over condensatoren staan in een buizenversterker zijn hoog. De diëlectrica staan aan veel meer stress bloot en bizarre effecten zoals ‘diëlectrische absorptie’ kunnen groter zijn dan in laagvoltage applicaties.

Hier worden mijn standpunten impopulair:

1 – Alle vlakke respons circuits met lage vervorming, bijvoorbeeld: circuits waar de differentiële meting met hoge versterking tussen input en output in essentie nul is, klinken hetzelfde.

2 – Elk circuit die ongebruikelijk goed klinkt ten opzichte van andere goed ontworpen circuits, daar is waarschijnlijk iets mee mis.

3 – Perfecte reproductie van geluid klinkt niet noodzakelijker wijze beter dan een imperfecte reproductie. Als dat wel zo zou zijn, zouden we niet zoveel van Vinyl en buizen houden!

Ik ben altijd blij om over dit soort dingen te praten, maar vergeet niet dat je aan het chatten bent met slechts de een of andere ‘nut’ op het internet.

Mijn waarheid is niet de enige waarheid.

Conrad

Dit artikel is eerder op de site van Audio-Creative gepubliceerd.

Site van Conrad Hoffman