Kondensator i signalvägen för AC-koppling

av **AndersHa** » 2019-09-06 19:53

Ibland är kan det vara ett "nödvändigt ont" att ha en kondensator i signalvägen i exempelvis försteg och rörförstärkare även om det finns alternativ som transformator eller DC-servo. När man behöver ett DC-skift i signalvägen får man ofta med sig egenskaper som inte alltid är önskvärda. Bra transformatorer är ofta dyra. DC-servo har sina nackdelar och så vidare.

Men om man antar att en kondensator är det alternativ man föredrar så finns ju en mängd olika typer som används i exempelvis delningsfilter. Alla med olika egenskaper. Polyester, propylen osv... är vanliga material för vid användning i delningsfilter. Men för applikationen AC-koppling blir det inte samma krav på kondensatorn som för ett delningsfilter. Jag hoppas på en intressant diskussion kring AC-koppling med kondensatorer i signalvägen då jag inte hittar så mycket kring detta på forumet. Naturligtvis kan man diskutera andra lösningar för AC-koppling här med.

/Anders

av **jansch** » 2019-09-06 23:43

Man bör nog dela upp diskussionen i 2 skilda fall:

- Ren AC överföring. Alltså när kondensatorns brytfrekvens ligger klart under önskad nedre gränsfrekvens

- RC- länkar där brytfrekvensen ligger inom det nyttjade frekvensområdet. T.ex. basavskärning

Skäl: När kondensatorns kapacitans påverkar frekvensgången (som i andra fallet) kommer olijäriterer att skapa distorsion

av **AndersP** » 2019-09-07 02:01

Ja, lägg filterdiskussionerna åt sidan lite. Det finns så många trådar om det.

Jag har tittat en del på Douglas Self kopplingar med bipolära opampar som 4562 och fascinerats över mängden elyter i signalvägen. Är det enbart offset man vill minska på eller finns andra mål? Skulle va kul att få veta lite om beräkningar och sånt också.

av **Tangband** » 2019-09-07 07:10

Det behövs väl bara en elektrolyt på utgången eller ingången när två apparater kopplas ihop ? . Tex ett försteg och ett slutsteg. Om man vet att dessa apparater alltid spelar tillsammans så kan man ta bort en kondensator, endera på utgången på försteget eller på ingången till slutsteget, som jag fattat det ?

av **AndersHa** » 2019-09-07 08:32

AndersP skrev:Ja, lägg filterdiskussionerna åt sidan lite. Det finns så många trådar om det.

Håller med. Filter finns det mycket skrivet om i andra trådar. AC-koppling är ett lite speciellt fall där man som jag tänker inte vill ha någon påverkan på signalen alls. Så låg impedans som möjligt över ett stort frekvensområde. Gärna minimal impedans över 20-200kHz. Men vilka egenskaper hos kondensatorn kan påverka signalen inom det frekvensområdet förutom kapacitansen?

AndersP skrev:
Jag har tittat en del på Douglas Self kopplingar med bipolära opampar som 4562 och fascinerats över mängden elyter i signalvägen. Är det enbart offset man vill minska på eller finns andra mål? Skulle va kul att få veta lite om beräkningar och sånt också.

Douglas Self kopplingar?
Jo, det vore intressant om någon gjort en djupdykning i ämnet.

av **jansch** » 2019-09-07 15:11

Tangband skrev:Det behövs väl bara en elektrolyt på utgången eller ingången när två apparater kopplas ihop ? . Tex ett försteg och ett slutsteg. Om man vet att dessa apparater alltid spelar tillsammans så kan man ta bort en kondensator, endera på utgången på försteget eller på ingången till slutsteget, som jag fattat det ?

Net, det går inte.
Då riskerar du att få "backspänning" på kondensatorn.

Men finns det tillverkare som använder elyter på ingångar?

av **AndersHa** » 2019-09-07 15:23

jansch skrev:Då riskerar du att få "backspänning" på kondensatorn.

Finns visserligen bipolära elektrolyter, men trots det - är den typen rätt väg att gå?

av **darkg** » 2019-09-07 16:48

På lågnivåsidan är strömmarna typiskt ringa och kopplingskondensatorer behöver inte vara stora för att få tillräckligt passband så elektrolyter är väl lite omotiverade...

av **AndersHa** » 2019-09-07 17:04

darkg skrev:På lågnivåsidan är strömmarna typiskt ringa och kopplingskondensatorer behöver inte vara stora för att få tillräckligt passband så elektrolyter är väl lite omotiverade...

Kopplingskondensator på högnivåsidan kan inte vara en bra lösning. Visst går det med elektrolyter, men jag skulle undvika det alternativet om det finns minsta chans till en annan lösning.

av **darkg** » 2019-09-07 17:35

AndersHa skrev:
darkg skrev:På lågnivåsidan är strömmarna typiskt ringa och kopplingskondensatorer behöver inte vara stora för att få tillräckligt passband så elektrolyter är väl lite omotiverade...

Kopplingskondensator på högnivåsidan kan inte vara en bra lösning. Visst går det med elektrolyter, men jag skulle undvika det alternativet om det finns minsta chans till en annan lösning.

Det är nog främst i förstärkare med enkel matning som det förekommer.

av **AndersHa** » 2019-09-07 17:43

darkg skrev:Det är nog främst i förstärkare med enkel matning som det förekommer.

Så sant.. Som bilstereo där transformator inte är ett alternativ.

av **jansch** » 2019-09-07 22:28

Nu finns det redan en tråd som har spårat ur lite och där åsikterna går isär om polära kondensatorer.
Tråden heter: " Rolig förkaring om hur högtlaarelement fungerar"

av **AndersHa** » 2019-09-07 23:17

Kanske dags att styra tillbaka...

Det jag är intresserad av är om det finns och i så fall vilka parametrar som kan orsaka mätbar distorsion vid användning av kondensatorer för DC-skift i signalvägen för lågnivå.
- Kapacitans som varierar med DC-spänningen över kondensatorn. Kan det orsaka mätbar distorsion?
- Serie eller parallellresonans som ligger i eller för nära audiobandet. Är det ens relevant?
- Förluster i själva kondensatorn?
- Andra egenskaper?

av **DQ-20** » 2019-09-08 11:28

AndersHa skrev:Kanske dags att styra tillbaka...

Det jag är intresserad av är om det finns och i så fall vilka parametrar som kan orsaka mätbar distorsion vid användning av kondensatorer för DC-skift i signalvägen för lågnivå.
- Kapacitans som varierar med DC-spänningen över kondensatorn. Kan det orsaka mätbar distorsion?
- Serie eller parallellresonans som ligger i eller för nära audiobandet. Är det ens relevant?
- Förluster i själva kondensatorn?
- Andra egenskaper?

Frågan är ganska ointressant så länge det inte ligger växelspänning över kondensatorn. Så, för blockering av likspänning handlar det främst om att göra kondensatorn tillräckligt stor. Det är t.ex. så som Douglas Self hanterar frågan trots att han anser att det finns ljudmässiga skäl att undvika polyesterkondensatorer i lågnivåfilter. Det är först när det börjar ligga växelspänning över kondensatorn som man behöver fundera djupare på dess egenskaper, men då är det ju inte en dc-block utan ett filter.

/DQ-20

PS. Såg nu att jansch är inne på samma spår.

av **jansch** » 2019-09-08 15:12

DQ-20 skrev:
AndersHa skrev:Kanske dags att styra tillbaka...

Det jag är intresserad av är om det finns och i så fall vilka parametrar som kan orsaka mätbar distorsion vid användning av kondensatorer för DC-skift i signalvägen för lågnivå.
- Kapacitans som varierar med DC-spänningen över kondensatorn. Kan det orsaka mätbar distorsion?
- Serie eller parallellresonans som ligger i eller för nära audiobandet. Är det ens relevant?
- Förluster i själva kondensatorn?
- Andra egenskaper?

Frågan är ganska ointressant så länge det inte ligger växelspänning över kondensatorn. Så, för blockering av likspänning handlar det främst om att göra kondensatorn tillräckligt stor. Det är t.ex. så som Douglas Self hanterar frågan trots att han anser att det finns ljudmässiga skäl att undvika polyesterkondensatorer i lågnivåfilter. Det är först när det börjar ligga växelspänning över kondensatorn som man behöver fundera djupare på dess egenskaper, men då är det ju inte en dc-block utan ett filter.

/DQ-20

PS. Såg nu att jansch är inne på samma spår.

Jo, vid första tanke "ser" man ju kondensatorn som en "AC-kortslutning" när den används som avkoppningskondensator men t.ex. med tanke på den taskiga bandbredden kanske en olinjär impedans uppstår som man borde ta hänsyn till - kondensatorn är ju också asymmetrisk.

AndersHa skrev:
jansch skrev:Då riskerar du att få "backspänning" på kondensatorn.

Finns visserligen bipolära elektrolyter, men trots det - är den typen rätt väg att gå?

En bipolär kondensator är till sin uppbyggnad normalt 2 polära elyter i serie med omvänd polaritet i samma hölje.
Finns det andra typer där man t.ex har likadant oxidskikt på båda plattorna? Nån som vet?

av **AndersP** » 2019-09-09 11:59

AndersP skrev:Jag har tittat en del på Douglas Self kopplingar med bipolära opampar som 4562 och fascinerats över mängden elyter i signalvägen. Är det enbart offset man vill minska på eller finns andra mål? Skulle va kul att få veta lite om beräkningar och sånt också.

https://linearaudio.net/douglas-self-preamp-linear-audio-vol-5

Ingen djupdykning, men ett komplett schema för en preamp. Minns att 4562 är bipolär.

av **Morello** » 2019-09-09 12:03

Det är inte några problem med lytar OM man ser till att reaktansen är försumbar i relation till kretsimpedansen i överigt - i hela audio-området .

Däremot kan man inte, eller bör inte, använda lytar för att definiera tidskonstanter i analoga filter. Lytarna har groteskt dåligt temperaturstabilitet samt avsevärt spänningsberoende kapacitans, vilket medför distorsion.

av **AndersP** » 2019-09-09 14:47

Med mina begränsade kunskaper har jag försökt hänga med i ovanstående schema och man ser att samtliga elyter har en kapacitans som med motsvarande plastkondensatorer skulle ta mycket stor plats på ett kort.
Sakta börjar det praktiska med j-fet opar gå upp för mig. Self använder däremot gärna x134, men enbart till typ dc-servo och liknande. Han anser inte att dom duger till audio när 5532 finns för en tia styck.
Linkwitz använder elytar i Orions delningsfilter som bygger på 2134, men enbart på baskanalernas utgångar.
Salig Naqref konstruerade nästan helt med j-fet.

av **Morello** » 2019-09-09 18:54

Mja, det är väl inte riktigt sant, men 5532 är en svårslagen bipolär operationsförstärkare för audioapplikationer, men strömmen på ingångarna tarvar lite mer försiktighet vid implementationen - läs kopplingskondensatorer.

Douglas Self har gjort en bra genomgång av diverse operationsförstärkare i boken "small signal audio".

Jag håller för övrigt med om att OPA(2)134 är utomordentligt fin operationsförstärkare för servon - jag har använt den i såväl O&G Engineering RS2000 som Sybarite Audio No1200 samt No1622. Vill även minnas att jag använde den som servo i Holographic Audio AMP27. I ett servo är en bipolär OP direkt olämplig.

av **AndersP** » 2019-09-09 19:16

Jag är ute på mycket djupt vatten när jag deltar i en diskussion som denna. Bristande kunskaper, men jag är här för att lära.
Vad i min sista post var det som inte stämde riktigt?
Jag uppfattade en tydlig glidning i din kommentar.

av **Morello** » 2019-09-09 19:40

Jag uppfattade detta som litet överdrivet:

"Han anser inte att dom (OPAx134) duger till audio när 5532 finns för en tia styck."

Om du är hungrig på mer så kan jag verkligen rekommendera Boken "small signal audio".
Den är oerhört välskriven och djuplodande.

av **AndersP** » 2019-09-10 13:09

Den boken har jag varit på väg att köpa under många år. Kanske dags att göra slag i saken.

av **AndersHa** » 2019-09-10 21:08

Morello skrev:Mja, det är väl inte riktigt sant, men 5532 är en svårslagen bipolär operationsförstärkare för audioapplikationer, men strömmen på ingångarna tarvar lite mer försiktighet vid implementationen - läs kopplingskondensatorer.

Douglas Self har gjort en bra genomgång av diverse operationsförstärkare i boken "small signal audio".

Jag håller för övrigt med om att OPA(2)134 är utomordentligt fin operationsförstärkare för servon - jag har använt den i såväl O&G Engineering RS2000 som Sybarite Audio No1200 samt No1622. Vill även minnas att jag använde den som servo i Holographic Audio AMP27. I ett servo är en bipolär OP direkt olämplig.

Håller med om 5532 är ett riktigt bra val. Använder OPA1602 som jag tycker kanske är ännu mer svårslagen :-)

Har dock inte jämfört ingångsströmmarna. Har hittills använt servo istället för kopplingskondensatorer där opampar är en del av konstruktionen.

Kopplat till trådens ämne är det lite intressant vad som avgjorde valet till DC-servo isf kopplingskondensator i AMP27?

av **Morello** » 2019-09-10 21:19

Jag skriver hellre om egna produkter snarare än sådan jag gjort som konsult.
Har man inte servo får man tillgripa en stor kondensator i återkopplingsnätet. Ett servo gör jobbet bättre då slingförstärkningen vid DC kan göras mycket stor och därmed blir DC-nivån på utgången oerhört liten.

av **AndersHa** » 2019-09-10 22:01

Morello skrev:Jag skriver hellre om egna produkter snarare än sådan jag gjort som konsult.
Har man inte servo får man tillgripa en stor kondensator i återkopplingsnätet. Ett servo gör jobbet bättre då slingförstärkningen vid DC kan göras mycket stor och därmed blir DC-nivån på utgången oerhört liten.

Det förstår man :-)

Jag har själv valt servo framför kondensator för att inte få ytterligare komponenter i signalvägen. Det har för mig varit mer en designprincip än något som jag kunnat motivera rent ljud eller mätmässigt.

Bakgrunden till tråden är att se om det finns någon som har något motiv till att kopplingskondensator i signalvägen (lågnivå) inte är en bra lösning av någon ljud eller mätmässig anledning. Jag har inte insett att det finns något sådant motiv, men jag kan ha bristande kunskaper eller inte se alla aspekter på detaljnivå.

av **AndersP** » 2019-09-11 19:51

Jag vet inte mycket mer än vad jag läser på internet, men min bild av det hela är att det råder ett proportionellt samband mellan den kunnige konstruktörens/moddarens benägenhet att införa kopplingskondensatorer och omvänt.
Ett paradexempel är en tråd på diy audio som avhandlar moddning av Oppo 105, som bygger på 4562, kanske världens bästa op för audio, utan vare sig servo eller kopplingskondingar....

av **Morello** » 2019-09-11 20:02

Varför i hela friden skulle man tillgripa servo på en OP som redan har låg offset?

av **rikkitikkitavi** » 2019-09-11 21:21

AndersP skrev:Den boken har jag varit på väg att köpa under många år. Kanske dags att göra slag i saken.

Gör det. Den är mycket intressant.

Jag tror för övrigt att Self menar att 2134 är en mycket bra OP för pengarna, men 5532 är en ännu bättre för pengarna.

Morello, frånsett kretsimpedanser och biasströmmar, finns det något annat som gör bipolära OP olämpliga för DC servon? Jag tänker på att det finns bra bipolära OP med hög open loop (sling) förstärkning, låg offset som därmed ger en (onödigt) låg offset i ett DC servo. Eller har jag missat något?
Uppstart/stabiliseringstid?

Har nog missat om Self har skrivit något om detta?

För en lång kedja av OP förstärkare , ex analogt filter hade jag inte bekymrat mig om servon om jag använt mig av 2134. En kopplingskondensator på utgången kan vara lämplig. Jag har dock funderat i banorna att även om en JFET som 2134 medger det bör man inte använda sig av onödigt stora kretsimpedanser för att ex få ner filterkondensatorernas värde pga risken för instabilitet pga föroreningar på kretskort osv. Har ingen praktisk erfarenhet av detta dock.

av **Morello** » 2019-09-11 21:30

I ett inverterande servo har man typiskt ett stort motstånd i serie med den inverterande ingången, vilket i kombination med en bipolär OP's bias-ström medför en avsevärd offset.

av **rikkitikkitavi** » 2019-09-11 23:07

Doh! (faceslap)

av **Morello** » 2019-09-12 09:03

Samma resonemang gäller såklart för ett icke-inverterande servo, men då blir det motståndet (typiskt runt 470k ohm) i serie med den icke-inverterande ingången som i kombination med bias-strömmen medför offset.

Skall man göra filter av Sallen-key -typ utan förstärkning i passbandet kan sådana elegant implementeras med olika mer eller mindre finurliga, diskreta följare, som både kostar mindre och presterar bättre än tex OPA134.

av **AndersHa** » 2019-09-12 10:26

Morello skrev:Varför i hela friden skulle man tillgripa servo på en OP som redan har låg offset?

Det är förstås inte OP's i sig som motiverar DC-servo :-)

Men det finns konstruktioner som ofta har OP förstärkare i signalvägen där DC-servo kan ha en roll som exempelvis;
- Om jag gör ett DC-kopplat försteg vill jag inte att slutsteget ska få någon DC även om insignalen har det.
- Om jag i signalvägen har exempelvis rör så kan DC-koppling vara ett anternativ till andra lösningar.

/Anders

av **Morello** » 2019-09-12 11:00

Men tillgriper du servo är apparaten per definition inte DC-kopplad. Vill man DC-koppla får man lösa offseten med tex trimpotentiometer.

av **rikkitikkitavi** » 2019-09-12 13:24

Det känns som en lite osäker metod om trimpoten får för sig att göra något dumt, tex kontaktavbrott eller liknande om utgången är biaserad till ex halva matningen och man helt plötsligt har några V DC på ingången till slutsteget.
Beror såklart på hur slutsteget är kopplat.

av **Morello** » 2019-09-12 13:43

Det finns adekvata trimpotar och sedan låser man den med lack.

av **AndersHa** » 2019-09-12 15:44

Morello skrev:Det finns adekvata trimpotar och sedan låser man den med lack.

Funkar ju bra med trimpot om man inte har beroenden av offset till temperatur, matningsspäningar, eller egenskaper hos komponenter som kan ändras över tid. Jag skulle nog överväga servo i många fall, dock inte alla. Men Morello har ju rätt i att DC-servo inte ger DC-kopplad signalväg :-)

Jag uttrycke mig lite slarvigt.

av **gonkius** » 2019-09-12 16:57

Nu handlar kanske tråden om DC-blockering och inte filtrering. Men fenomenet med den dielektriska absorptionen är nog bra att känna till om värdet på kapacitansen är viktig och hur olika isolationsmaterialet i kondensatorn ger olika egenskaper.

Wikipedia skriver lite: https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_absorption

av **RogerGustavsson** » 2019-09-12 18:23

Dielektrika spelar kanske in men det är trots allt många konstruktioner där det sitter en elektrolyt i serie med signalen som passerat blindtester med den äran. Då är brytfrekvensen en bra bit ner i frekvens. Av vilken anledning sätter t.ex. Pass, Rotel och Naim ofta en elektrolyt på ingången av sina slutsteg? Ofta i rimlig storlek för en plastfilms dito, 4.7 - 10 µF.

av **gonkius** » 2019-09-12 19:47

Det var precis det jag försökte säga... Om det bara är en DC-avkoppling som önskas så lär inte dielektrikat spela någon roll, men om kapacitansvärdet spelar roll, som i ett filter i audio-området, är det en annan sak. För att inte tala om andra applikationer där värdet är viktigt som tex i en integrator eller andra tidsbestämmande kopplingar.

av **AndersP** » 2019-09-12 20:10

Här är en bild på inkråmet i min Oppo 105. Analog audio baseras på 4562.

Bild

Apparaten är "topptestad" på hur många ställen som helst och om man ska anknyta till trådskaparens fråga: Kan man räkna och dimensionera och kanske också mäta spelar det ingen större roll vilken sorts kondensatorer som används eller var. Vet nan vilken sorts ljud man vill ha kan nan fixa det oavsett med vanliga omatchade industrikomponenter.
Nån som vill räkna elyterna?

av **RogerGustavsson** » 2019-09-13 07:30

Hur många av elektrolyterna sitter i serie med signalen i din Oppo?

av **rikkitikkitavi** » 2019-09-13 07:40

Tillräckligt

av **Laila** » 2019-09-13 11:36

Här kommer en intressant samling tester av olika kondingstyper, i repris . . . typ.

https://linearaudio.nl/cyril-batemans-c ... d-articles

av **AndersP** » 2019-09-13 17:40

RogerGustavsson skrev:Hur många av elektrolyterna sitter i serie med signalen i din Oppo?

I princip alla som inte är del av någon nätdel.
Schema finns inte att få tag på, men jag kan tänka mig att det ser ut som Douglas Selfs preamp som jag har länkat till här ovanför.

av **RogerGustavsson** » 2019-09-13 17:54

Misstänker att de flesta elektrolyterna där inte sitter direkt i signalvägen.

av **AndersHa** » 2019-09-21 23:26

Jag såg detta klipp från PS Audio...
https://youtu.be/bq5Ph2ySlD8

Kommentarer?

av **AndersHa** » 2019-09-23 14:13

Videoklippet från PS Audio och Paul McGowan ger visserligen ingen information om varför PS Audio föredrar vissa typer av kondensatorer som kopplingskondensatorer. Man kan förstås fråga sig vad som ligger bakom Pauls åsikt. Finns det tekniska skäl eller är det bara marketing och profilering?

av **RogerGustavsson** » 2019-09-23 14:51

Paul är ju producent av elektronik och då spelar en rad andra faktorer in än absolut kvalitet, det ska kunna produceras och säljas med vinst.