Los condensadores para audio mitos y realidades.

Los condensadores para audio mitos y realidades.

Los condensadores se suministran en todas formas, tamaños y calidades.
Hasta no hace mucho tiempo, gran cantidad de condensadores nunca se valoraban «seriamente» en cuanto a su comportamiento en circuitos de audio.
Hoy en día existe una verdadera «Condensomanía» en el mundo de los equipos de audio de la parte alta de la gama, con una apreciación por el público muy variable de un día para otro.
Fue en Estados Unidos en donde se efectuaron investigaciones fundamentales en el campo de los condensadores.
En 1980 Walter Jung y Richard Marsh escribieron en la revista «Audio», que era una autoridad en la materia, en el primer articulo de fondo, bien documentado, dedicado a las diferencias que presentan diversas variedades de condensadores en su utilización para aplicaciones de audio.
Basándonos en dichos artículos, hemos realizado investigaciones y pruebas, cuyas conclusiones constituyen el fundamento de la elección de los condensadores empleados.
Aunque no podamos, por limitaciones de espacio, entrar en detalles, enumeramos las características propias de los diferentes capacitores utilizables para aplicaciones de audio de muy alta calidad.
De los muchos tipos de condensador existentes en el mercado, los más importantes para las aplicaciones de audio, por orden de mérito son:

— Teflón (PTFE)
— Poli-estireno
— Polipropileno metalizado
— Polipropileno
— Poli-carbonato metalizado
— Poli-carbonato
— Polietileno metalizado
— Polietileno
— Mica
— Vidrio.

En principio, los mejores condensadores son los de teflón, pero sus grandes dimensiones y un precio elevado constituyen el reverso de esta excelente calidad.
Pero no puede dejar de conocer la existencia de otra clase de condensadores, los electrolíticos, que se subdividen en

— Bipolares
— De electrolito sólido (aluminio)
— Secos (aluminio)
— Húmedos (aluminio)
— De tántalo.

De nuevo, el orden adoptado es el de la calidad, con la salvedad, sin embargo, de que aunque los condensadores bipolares se consideran como los mejores, su calidad depende mucho de su procedencia.
La investigación que realizamos consistió en medir la distorsión cuando los diversos tipos de condensador se conectaron en el recorrido de la señal de audio con la misma carga Terminal.
Los resultados fueron muy sorprendentes y nuestros aparatos de medida, aunque pueden medir una distorsión del 0,005%, fueron incapaces de detectar la menor distorsión en el conjunto del campo de audio (hasta una frecuencia de 50 Khz.).
Solamente algunos condensadores de tántalo de procedencias diversas plantean algunos problemas con una distorsión elevada.
Esto les hace inutilizables en equipos de audio.
También hay que desconfiar de los condensadores cerámicos, que aunque son perfectamente adecuados para aplicaciones de altas frecuencias, no lo son en absoluto para la parte de la gama de audio.
Jung y Curl desarrollaron un método dinámico bastante sencillo que permite medir simultáneamente varios factores y entre ellos, el factor de disipación y la absorción dieléctrica bajo condiciones dinámicas, que son dos de los parámetros más importantes.
Se utiliza para ello dos redes RC excitadas por una señal en onda cuadrada, generada por una fuente de corriente de pequeña impedancia.
Las señales de salida se aplican a un osciloscopio sensible, en donde se resta de la otra. La señal obtenida es función de las diferencias presentadas por las dos redes.
Si uno de los circuitos utiliza un condensador de alta calidad, tal como de PTFE o de poli-estireno, el rendimiento del otro puede evaluarse con referencia al mismo.
Un potenciómetro ajustable de 100 Ohms sirve para compensar la resistencia, con el supuesto de que este condensador tenga siempre la resistencia en serie más baja.
La frecuencia de la señal de entrada debe ser lo bastante baja para obtener una diferencia de fácil lectura en el osciloscopio y suele ser de unos 50 Hz.
En nuestra investigación, el condensador de referencia era del tipo polipropileno metalizado, porque los modelos de PTFE y poliestireno están disponibles solamente en valores bastantes bajos de capacidad y esto imposibilitaría la prueba de condensadores de alto valor.
Los porcentajes indicados a continuación ponen de manifiesto la desviación producida por el condensador correspondiente con respecto al valor absoluto del impulso de entrada.
Las diferencias principales entre los diversos tipos de condensador son un rendimiento no lineal durante la parte positiva del impulso y un seguimiento incorrecto del salto de tensión.

• Todos los condensadores de polipropileno metalizado (MKP) de polipropileno y poli-estireno (Styroflex) presentaron una desviación no superior al 0,01%.

• Los condensadores de politereftalato metalizado (MKT), de gran aceptación, así como los de poli-carbonato metalizado (MKC) y los de poli-carbonato proporcionan desviaciones medias de 0,03%.

• Los condensadores electrolíticos de aluminio y de tántalo produjeron desviaciones en todos los casos no inferiores al 1%; en algunos casos, bastante por encima de este valor.

Las combinaciones en paralelo de condensadores tienen un comportamiento dinámico que nunca es superior al peor de los dos considerados a nivel individual.

Si sus propios experimentos le permiten descubrir otros tipos de condensadores, no hay problema para emplearlos.



Agregado del burro que traduce:
Este es un trabajo muy serio pero del año 1980, desde ese año hasta hoy la tecnología de medición ha mejorado sustancialmente y si bien no contradice a lo escrito si se ha detectado que la inluencia de los capacitores en los circuitos de audio es mas importante de lo que aqui dice, cuando hablamos de un previo con una THD total de 0,0001 la influencia de los capacitores se hace importantísima, por otro lado este valor de distorsión esta muy por debajo del nivel que un humano es capaz de captar.

Hola

Entonces es mejor usar condensadores de poliester o polipropileno cuando se van a conectar en serie con la señal de audio?

y para capacitancias bajas pf (cuando solo estan disponibles capacitores ceramicos)?

de que depende la capacitancia (como se determina) que debe tener cuando se desea usar un capacitor como filtro (para quitar componentes de continua) a la entrada de un amplificador o a la salida de un preamplificador?

Gracias de antemano
muy buen aporte

sisi, mucha chachara y poca accion muchachos..
jejeje buen post fogonazo.

no hay q poner tanta atensión en eso, hay q comprar, soldar y poner en marcha.

CAPACIDAD:
Se define capacidad C de un condensador como la relación entre la magnitud de la carga Q de uno cualquiera de los conductores y la diferencia de potencial Vab entre ellos.
La capacitancia es la propiedad de un circuito eléctrico, o elemento del circuito, para retardar un cambio en el voltaje que pasa a través de él.
El retardo es causado por la absorción o liberación de energía y está asociado con un cambio de la carga eléctrica.
En la mayoría de los casos, los conductores suelen tener cargas de igual magnitud y signo opuestos, de modo que la carga neta del condensador es nula. Entonces el campo eléctrico en la región comprendida entre los conductores es proporcional a la magnitud de esta carga y por tanto la diferencia de potencial Vab entre los conductores es también proporcional a la magnitud de carga Q.

Ley de Faraday: C = Q / Vab

C = Capacidad.
Q = Magnitud de carga de uno de los conductores.
Vab = Diferencia de potencial entre conductores.

De esta definición se deduce que la medida de capacidad es el coulomb por volt (1C/V). Una capacidad de un coulomb por volt se denomina farad (1F) en honor de Michael Faraday. Como el farad es una unidad de bcapacidad grande se utilizan unidades de tamaño más adecuado, como el microfarad (1uF= 10^-6 F) o el
picofarad (1pF=10^-12F).
Cuando se dice que un condensador tiene una carga Q, significa que la carga del conductor de mayor potencial es Q y la de menor potencial es -Q.

El Condensador.
Dos Conductores cualesquiera separados por un aislador se dice que forman un condensador. El parámetro de
circuito de la capacidad se representa con la letra C y se mide en Faradios.
Un Condensador se representa por el símbolo:
Las unidades de medida utilizadas en los condensadores es la descrita en el penúltimo párrafo del apartado
anterior.
De la ecuación de capacidad anterior surgen dos observaciones importantes.
Primero, el voltaje no puede cambiar de forma instantánea en las terminales del condensador. Dicha ecuación
indica que este cambio produciría una corriente infinita, lo que físicamente es imposible.
Segundo, si el voltaje en las terminales es constante, la corriente en el condensador es cero. Esto se debe a que
no se puede establecer una corriente de conducción en el material dieléctrico del condensador. La corriente de
desplazamiento solo se puede producir con un voltaje que varíe con el tiempo. Por lo tanto un condensador se
comporta como un circuito abierto si el voltaje es constante
Los condensadores tienen muchas aplicaciones en circuitos eléctricos. Se utilizan para sintonizar los circuitos
de radio, para suavizar la corriente rectificada suministrada por una fuente, para eliminar la chispa que se
produce cuando se abre repentinamente un circuito con inductancia. El sistema de encendido de los motores
de un coche tiene un condensador para eliminar chispazos al abrirse y cerrarse los platinos.

Correcto, siempre que consigas los valores "Grandes" que el esquema requiera.

Un valor de pF solo se emplea para evitar oscilaciones o como parte de algún filtro, no queda en serie con la señal, así que su efecto no es tan importante (Casi despreciable)

Excepción: Algunos esquemas de corrección de banda pasante en los que se colocan valores de ese tipo en las redes de realimentación, las tendencias actuales de diseño son de evitar altas realimentaciones.

El calculo se hace como si fuera (Y lo es) un filtro pasa-altos.
Un capacitor en serie con la señal que alimenta a una resistencia conectada a GND.
El valor del capacitor se calcula en función a la resistencia de carga (Impedancia de la etapa siguiente) y la mínima frecuencia que se desea que "Pase" con una atenuación aceptable.

Por ejemplo, para una misma atenuación admisible sera de menor valor el capacitor de paso necesario si la etapa siguiente tiene una mayor impedancia.
Si miras cualquier esquema valvular veras que los capacitores de acople son de valores bajos, debido a que las impedancias son muy altas.

Hola

Muchas Gracias Fogonazo

de nuevo molestando con mas dudas

como puedo calcular el condensador para la entrada de un amplificador?

que sucede si simplemente redusco el valor del condensador o de plano lo quito (puentear con un cable o cortocircuitarlo)?

Una vez mas te agradesco de antemano.

Existen circuitos que eliminan totalmente los capacitores de paso, pero te garantizo que son un "Importante dolor de genitales" hacerlos.

Por otro lado, recuerda que los niveles de distorsión de los que estamos hablando es como de 1000 veces menos de los que el humano promedio es capaz de percibir.

Para el calculo necesitas saber:
Impedancia de entrada del amplificador.
Frecuencia mínima que quieres reproducir (Y que la etapa es capaz de reproducir)

A veces, también se busca limitar intensiónalmente las muy bajas frecuencias para no dañar el reproductor (Parlante)

Hola

y como se determina la impedancia de entrada de un amplificador?

por ejemplo el Sinclair z30 que publicó tecnicdeso

Gracias nuevamente

Si hablas de este:



La impedancia de entrada ronda los 35KOhms

hola nuevamente

(ya parece chat esto, no?)

la resistencia de 1K a la entrada que funcion tiene?

si cambio el C1 por uno de 1uF que sucede?
la impedancia de entrada del amplificador bajaría?

esto que efecto tiene si uso un previo con una impedancia de salida de unos 47k?

en que casos la diferencia de impedancias de entrada y salida de las etapas tiene efectos negativos?

Gracias por tu paciencia.

C1 y R2 forman un filtro..!

Busca en google: filtro pasa bajo y filtro pasa alto; encontraras formulas, ejemplos, aplicaciones,etc..!

"Editado"..!

R1 funciona como limitadora.
El filtro pasa-altos se forma con C1 y R2 + la impedancia que presenta el transistor de entrada Q1.
Si reduces C1 a la mitad (Actualmente 2uF) se incrementa el valor de la frecuencia minima de paso, pierdes algo de bajos.

En teoria seria malo "Cargar" una impedancia de unos 35Kohms sobre un previo de 47Kohms de impedancia de salida, se perderia señal.
Pero no creo que tu previo tenga esa impedancia de salida

Estoy dispuesto a sufrir un poco 8-)
Hablando en serio, me interesaria saber sobre como reemplazan el capacitor de entrada.
Tenes algun esquema?

Si fogonazo lo dice es una realidad cruda amigo..! Por lo general cuando hace este tipo de comentarios se necesita de un pelo especial de experiencia para los circuitos..!

La conocida fórmula para calcular la frecuencia de corte (sin la impedancia del transistor) dice:

fo = 1 / 2 . pi . R . C ,

en este caso

fo = 1 / 2 . 3,14 . 39k . 1u

fo = 4,02Hz@-3db

Con C=2u fo= 2Hz

El valor estándar más cercano es 2,2uF fo=1,85Hz

Por suerte siempre aparece alguien a quien le gustan las formulas. Gracias Machimbre.

Por otro lado, no es raro ver en las especificaciones de un equipo que la respuesta es "tal" entre "tal" y "tal" otra frecuencia dentro de +0 y +0,1db, esto da como resultado que los capacitores de paso siempre son mas grandes de lo que da el calculo habitual para -3db de atenuación.

Por ejemplo una especificación de calidad y actual seria algo como "respuesta a la frecuencia entre 5Hz y 45kHz a +0db -0,1db"

Una pregunta..Ayer estaba armando una potencia de 20W paraun amigo..para la misma trate de seguir al pie de la letra el diagrama y los valores de los capacitores y componentes..Pero ala hora de ponerla en marcha al momento en que comienza a amplificar se escucha un poco de distorcion que al maximo no es exagerada pero tampoco deseable..Quepuede producir esto?..El THD del TDA2005..Capacitores inapropiados?fuera de valor?o que?
Ahh alguien me explica un poco o me recomienda alguna pagia donde lo hagan..sobre filtrado de sonido?
Desde ya muchas pero muchas gracias!;-)

Un saludo!

¿ La distorsión aparece cuando resién lo enciendes y se va o se queda ?

Si se va luego de unos segundos es un capacitor que se va cargando o descargando, habra que buscar cual.
Si se queda hay algo mal.

Si pusieran consultas espesíficas en otro post me harian feliz, ya que este post es informaciónrmativo sobre capacitores y no me gustaria que se convirtiera en "Como reparar heladeras u otros electromesticos". Gracias

Que hay del trazado del circuito impreso? Si las masas estan dispuestas 'asi nomas, como resultaba comodo' tranquilamente te puede entrar a oscilar al empezar a chupar corriente.

Algo más sobre Condensadores:
Dentro del grupo de componentes “Pasivos” los condensadores son los dispositivos que presentan el mayor grado de complejidad en lo concerniente a su comportamiento físico y difieren en forma considerable de lo se consideraría un condensador “Ideal” o “Puro”.
En la figura podemos observar, según el tipo de condensador considerado, el esquema “Real” y de comportamiento “Efectivo” de un condensador.
Haciendo en principio una distinción entre el grupo de “Polarizados”, por ejemplo los electrolíticos y los NO polarizados (Por ejemplo, de película, de dieléctrico cerámico, de mica, Etc.).
En la figura C representa la capacidad efectiva del condensador, que dependerá, sin embargo, de la frecuencia, temperatura y de la tensión de funcionamiento.
En serie con esta capacidad encontramos la resistencia Rk, representando el factor de pérdidas del dieléctrico, el cual depende de la temperatura y de la frecuencia de trabajo, y en paralelo con C, encontramos la resistencia de pérdidas Rl que también depende de la temperatura.
En todos los condensadores hay una resistencia en serie Rs y una inductancia en serie Ls, residuo de la forma de construcción mecánica del condensador.
También aparece una capacidad parásita inherente Cc, la cual puede ser despreciada, excepto cuando la frecuencia de trabajo alcanza valores elevados (MHz)

Condensadores electrolíticos:
En este tipo agregamos al esquema “Efectivo” una línea de conducción unidireccional representada por el diodo D, en serie con una resistencia NO lineal Rd, como se muestra en la figura, este diodo entra en funcionamiento si se invierte la polaridad del capacitor, pero su efecto también se hace importante con tensiones de polarización por debajo del cero cuando éstas se han mantenido durante cierto tiempo, debido al progresivo deterioro de la capa dieléctrica formada electrolíticamente.
La acción del voltaje de polarización (Biass) tiene también un complejo efecto electroquímico / iónico que si se permite que permanezcan durante un tiempo prolongado provocarán un cambio permanente en las características generales del condensador.
Por lo que se refiere a los condensadores electrolíticos normales, los condensadores de tántalio, son más compactos para un determinado valor de la capacidad, con una menor inductancia en serie, un mayor voltaje de ruptura inverso (2-3 V frente a los 0,5-1 V para los de aluminio) y la capa dieléctrica es mucho más resistente al deterioro en condiciones de voltaje de polarización cero.
Por otro lado, la resistencia equivalente en serie (ESR) es significativamente mayor e incluso es menos lineal que la equivalente de los de condensadores de aluminio.
Los condensadores de tántalo solamente están disponibles para unas tensiones de trabajo relativamente pequeñas.
Condensadores de película dieléctrica sin polaridad.
A pesar de que eliminan algunas de las características indeseables de los condensadores electrolíticos, pueden sufrir en un grado mucho mayor la histéresis del dieléctrico y otros efectos asociados a la carga almacenada de los conocidos como del tipo “Electret”. representados en la figura (1d) por el generador Ee y el condensador en serie Ce.
Este efecto se basa en crear en la capa dieléctrica una polarización semi-permanente, normalmente calentando el material por encima de su temperatura de transición de primer orden, posteriormente se enfría mientras se somete a un campo eléctrico.
Este hecho ha sido conocido y explotado en los diafragmas de los micrófonos “Electret” durante años. El fenómeno citado también puede aparecer durante el funcionamiento normal con algunos de los materiales utilizados.
En general, la propensión del material que produce este efecto depende de su estructura molecular y de su cristalinidad, dureza física y rigidez eléctrica.
Los dieléctricos de película usados más comúnmente como el poliestireno, policarbonato o polisulfato, cuyas películas delgadas están fabricadas mediante una banda fundida de una solución, son flexibles y amorfos y, por lo tanto, son menos propensos a retener distorsiones electromecánicas a nivel molecular que aquellos basados en propilenos o poliésteres que son fabricados mediante el estiramiento biaxial de una gruesa lámina de extrusionado.
Sin embargo, la asimetría molecular (polar) de los materiales de solución - fusión es típicamente mayor, con la excepción del poliestireno, que la del polipropileno, lo que produce una clara dificultad a la hora de elegir preferencia.
Una cualidad deseable en estos componentes es que suelen ser compactos y ofrecen una elevada relación volumen / capacidad.
Desafortunadamente, como tanto la constante dieléctrica como el factor de pérdidas por el dieléctrico dependen de la asimetría de los grupos polares dentro de la molécula, se entiende que las dos cualidades deseables de bajas pérdidas y los altos valores de capacidad no se pueden obtener en los componentes de pequeño tamaño.
Los condensadores de película / hoja empaquetados, en los que la combinación de conductor dieléctrico se empaqueta como un conjunto de cartas en una baraja, ofrecen una inductancia en serie L3 menor que los que están construidos por el bobinado en espiral.
En todos estos tipos, los componentes de película / hoja ofrecen tanto una menor resistencia en serie (Rs) como una menor resistencia de pérdidas (Ri), que los del tipo de película metalizada, pero son físicamente más voluminosos.
Condensadores de dieléctrico cerámico.
Ciertos materiales piezoeléctricos cerámicos, como el dióxido de titanio, titanato de bario y el titanato circonato de bario, ofrecen una constante dieléctrica del orden de 80-50.000, lo cual permite la construcción de componentes muy pequeños con una baja ESR.
Sin embargo, la dependencia en frecuencia y temperatura de los valores de la capacidad y de las pérdidas por el dieléctrico de estos condensadores puede ser muy alta, lo cual limita su uso en las aplicaciones de RF donde la consideración decisiva es una baja ESR.
Otros tipos.
Tanto los condensadores de mica como los de dieléctrico de aire están libres de la mayoría de estos problemas mencionados anteriormente, pero solamente los hay disponibles en valores muy pequeños de capacidad.
Los condensadores con dieléctrico de papel encerado (Que serían el peor de los casos), afortunadamente se muy poco frecuentemente.

Figura 1(a) Es una capacidad «pura», la cual en la realidad se parece más al circuito (b) El diodo que aparece en (c) representa una línea de conducción unidireccional en un condensador electrolítico, mientras que en (d) se muestra un generador y una resistencia para indicar la carga almacenada y la histéresis dieléctrica que presentan los dieléctricos de película.

Imágenes Adjuntas

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