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電容器與聲音的關(guān)系

發(fā)布時間:2010-12-02

中心議題:
  • 電容器和聲音的關(guān)系
  • 各種分頻線路所使用的電容器
眾所知,電容器(C)于聲音線路上是和電感器(L)組成LC網(wǎng)路(NETWORK)用于分頻線路-功率放大器(POWERAMPLIFIER)的輸出綜合信號通過此LC網(wǎng)路時,會依所設(shè)計(jì)的分頻點(diǎn)及音路,將各高低頻率分開輸往各不同的揚(yáng)聲器(如TWEETER、MID-RANGE、WOFFER、SUB-WOOFER..等)

LC網(wǎng)路依各廠工程師的設(shè)計(jì),有從最簡單的二音路(2WAY)高/低音,普遍的三音路(3WAY)高/中/低音,高級的四音路(4WAY)高/中/低/超低音或超高/高/中/低音,到頂級的五音路(5WAY)超高/高/中/低/超低音,甚至更多音路都有•

LC網(wǎng)路的線路也依各廠工程師的設(shè)計(jì),每一音路有從最基礎(chǔ)的1只電容1只電感,2只電容2只電感,到數(shù)只電容數(shù)只電感都有•

因信號通過電容器其相位倒退90度(假如此電容是無損失的話-實(shí)際上來說這是不可能的),而信號通過電感器時其相位前進(jìn)90度,所以為使信號相位還原于原相位,通常完整的分頻線路的每一音路皆須使用相同數(shù)目的電容器及電感器•(當(dāng)然也有人執(zhí)意用不同的數(shù)目來作為信號相位差)

因?yàn)樗械穆曇魪墓β史糯笃鞯綋P(yáng)聲器間都要通過LC網(wǎng)路(除非是陽春型),所以此兩種元件對于聲音的重要性實(shí)不容忽視,說其重要性和單體喇叭或音箱相同也不為過•

電容器和聲音的關(guān)系:

精確的分頻點(diǎn)與電容器

如前所言電容器和電感器組成LC網(wǎng)路為分頻線路,其公式是
F(分頻頻率)=2π√(LxC)
所以要分類點(diǎn)的分頻頻率精確,電容器的電容值也相對的要精確,因此用于分頻線路上的電容器其誤差值都較準(zhǔn)確,如±20%±10%±5%甚至于±2%±1%都有•


信號(SIGNAL)與電容器極性(POLARITY):

因?yàn)楣β史糯笃魉敵龅氖切盘栯妷?也可稱為交流電),所以用于分頻線路上的電容器必須是"無極性"(NON-POLARIZED)•


信號(SIGNAL)與電容器耐壓(WV):

為了承載功率放大器所輸出的信號電壓,而用于分頻線路上的電容器其耐壓值必須要高于功率放大器所設(shè)計(jì)的輸出信號電壓PP(PEAK-PEAK)值,一般都高出30%-40%當(dāng)作安全值(也不須要求過高的耐壓值以免增加無謂的成本)•絕大部份功率放大器所輸出的信號電壓都不超過30VAC,所以用耐壓值50V就可,當(dāng)然耐壓值100V更加保險•

**承載功率(POWER)的大小和電容器的耐壓值沒有影響,而是和電容器的可承載漣波電流(RIPPLECURRENT)即損失角值
(DISSPATIONFACTOR)有關(guān)•


信號功率(POWER)與電容器的損失角:

上言電容器的承載功率大小和損失角值有關(guān)連的,損失角值越低則承載功率越大,損失角值越高則承載功率越小•

何謂損失角(DISSPATIONFACTOR-又簡稱DF)?信號通過電容器之相位角度與-90度之夾角稱為損失角(DISSPATIONFACTOR-又簡稱DF)•標(biāo)準(zhǔn)電容器其相位角為負(fù)90度(損失角為零,ESR阻抗值也是為零),且DF值越低,ESR阻抗值也越低•

如信號通標(biāo)準(zhǔn)電容器其相位角為負(fù)90度,所以電容器相位角越接近-90度則其損失角值越低,也因此承載功率也越大,若假設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)電容器,因其相位為-90度,也就是說損失角值為零,ESR阻抗值也是零,如此便可承載無限大的功率•

音質(zhì)(TONE)與電容器的損失角:

損失角值的高低和電容器的等級串聯(lián)內(nèi)阻值(ESR)成正比,損失角值越低則內(nèi)阻值越低,損失角值越高則內(nèi)阻值越高,是故音質(zhì)好壞和損失角質(zhì)高低成反比,損失角值越低則內(nèi)阻值越低,因此音質(zhì)越好,損失角值越高則內(nèi)阻值越高,因此音質(zhì)越差•


頻率響應(yīng)(FREQUENCYRESPONSE)與電容器的損失角:

同一只電容在不同的頻率下工作,它的損失值及容量值是不相同的,通常而言工作頻率越高損失角值會越大(容量值則會越小),變化率的大小和此電容量的損失角值的高低成正比,損失角值越低變化率越小,損失角值越高變化率越大,所以說頻率響應(yīng)與電容量的損失角值是息息相關(guān)的,損失角值越低的電容器,因其在各種頻率工作時其損失角值及容量值的變化率較小,如此頻率響應(yīng)會越平(可通過越寬的頻率),損失角值高的則相反•

**大部份的分頻用電容器可指定其測試頻率在120HZ或1KHZ下要求所能容許的最高損失角值(例如10%5%4%3%1%…..),但是為了要使頻率響應(yīng)更平以求盡善盡美(一般都是要使高頻即高音的曲線不要被拉下),也可要求電容器指定其測試頻率在于較高的頻率下(例如于3KHZ6KHZ10KHZ甚至20KHZ,最好是和所設(shè)定的分頻點(diǎn)相同的頻率)設(shè)定最高能容許的損失角值及額定電容值-關(guān)于此點(diǎn)音響專業(yè)的電容器業(yè)者可以配合做到此項(xiàng)要求•

聲音傳送速度(SPEEDYOFTRANSMISION)與電容器的損失角:

如前述損失角值的高低和電容器的等級串聯(lián)內(nèi)阻值(ESR)成正比,是故除了音質(zhì)的好壞和損失角值有關(guān)連,聲音傳送速度也和損失角值息息相關(guān),損失角值越低則內(nèi)阻值越低也因此傳送速度也較快好,損失角值越高的則反之•

由上述應(yīng)以了解電容器的好壞和音響喇叭(不論是家用或是車用)有很重要的關(guān)連,電容器就好似音響的動脈,好的音響分頻線路就要有好的電容器-也就是說電容器的誤差值要精確,耐壓值要足夠,損失角要低•

簡述各種分頻線路所使用的電容器:
電容器種類及
其最高DF值@1KHZ
一般容量范圍及
公差值
特點(diǎn)
PP塑膠膜
0.04%━0.10%
0.01μF~47μF
±1%~±10%
損失角最低速度最快頻率最高
聲音最清成本最高
適用于:超高頻高頻高功率頂級品
PE塑膠膜
0.4%━1.00%
0.1μF~100μF
±1%~±10%
損失角低速度快頻率高
聲音亮成本高
適用于:高頻中高功率高級品

低損失NP電解
2%3%4%
5%6%10%
1μF~300μF
±2%~±10%
損失角低速度可頻率中高
聲音柔成本適中
適用于:中高頻中高功率高級品

一般NP電解
10%12%15%
1μF~1000μF
±10%~±20%
損失角高速度慢頻率中低
聲音糊成本最低
適用于:低功率普級品
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