Аудиобубен лейтенанта Шмидта: великая тайна бумажной конденсаторной алхимии
Одним из многочисленных заблуждений, касающихся аудиокомпонентов, является подход к выбору конденсаторов. Так известно, что некоторой частью сообщества аудиофилов высоко котируются определенные виды этих элементов для накопления заряда. Тут необходимо отметить, что использование тех или иных конденсаторов в усилителях и кроссоверах акустических систем действительно может существенно отразиться на верности воспроизведения, но…
Ярые приверженцы «альтернативной конденсаторной теории» стараются доказать, что те или иные виды бумажных конденсаторов (а в ряде случаев, самодельные бумажные конденсаторы) — это априори лучшее, что можно использовать в схеме усилителя или фильтра. Аргументация безапелляционна и проста — «у них более мягкий звук».
Также в среде слабо знакомых со схемотехникой, но при этом знакомых с «запахом канифольной дымки» по инерции появилась мода на замену всех конденсаторов в усилителях и фильтрах АС для получения «божественного звука».
Про абсурдность самого по себе «слушания конденсаторов», равно как выслушивания вешалок-кабелей и теплых ламповых фрактальных додекаэдров я умолчу, дабы не оскорблять чувства верующих. В этом посте сжигаем бумажный миф о конденсаторах, разбираемся с линейностью этих, бесспорно, важных элементов и немного коснемся того когда нужно., а когда не стоит менять конденсаторы.
Ценность промасленной бумаги и волшебство конденсаторных замен
Итак, приступим. Корни мифа, изложенного ниже, к сожалению найти не удалось, но полагаю, что к его созданию приложил усилия достопочтенный господин Лихницкий (прошу учитывать, что многие считают подобные заявления уважаемого инженера очень тонким пранком и троллингом), некогда высоко оценив качество бумажно-масляных конденсаторов немецкой фирмы Telefunken образца 30-х годов (еще АМЛ очень котировал их триоды, как самые «теплые» и «одухотворенные»).
Утверждается, что в силу технических (физических), а в ряде источников метафизических особенностей, различные типы бумажных конденсаторов обладают огромной ценностью при формировании «качественного, так как более линейны по сравнению с другими типами. Пересказ всех мифов о причинах «более высокой» линейности займет не одну статью, и я позволю себе этим не утруждаться.
В метафизических объяснениях влияния этих конденсаторов на звук приводятся аргументы в пользу благородности бумаги, как материала для использовании в создании звукового тракта. Но все описанные выше аргументы применяются сравнительно редко, даже метафизические. Основной посыл в опусах поднаторевших в «златоухом слушании» сторонников промасленной бумаги и фольги сводится к тому, что звук с такими конденсаторами становится «мягче», «натуральнее» и «честнее».
Коснусь ещё одного конденсаторного мифа. При покупке винтажной аудиотехники или с целью улучшения звука в бюджетном усилителе или АС нередко рекомендуют замену всех конденсаторов устройства. В первом случае замена может быть вполне объективно оправдана высохшими и раздутыми электролитами. Второй случай представляет менее приглядную картину. Аудиоманьяки с паяльниками особенно часто проводят «трансплантацию» конденсаторов выпрямителей, отвечающих за питание выходных каскадов УМЗЧ. При этом любители исследования «глубин низкочастотного диапазона» стараются до предела увеличить номинал емкости. Аргументация также есть:
«Хочу больше низа, усилитель не может раскрыть НЧ-потенциал моей АС. Ща поставлю нормальную емкость и НЧ станут более насыщенными».
Пепел бумажной тайны
Едва ли эта статья заставит истинных приверженцев бумажной конденсаторной теории каким-то образом отойти от своих взглядов, но по крайней мере заставит задуматься тех, кто гипотетически может поверить в этот бред.
Часть любителей «божественного» звука говорят о линейности конденсаторов. При этом в их стандартных характеристиках нет такого понятия как «линейность». Конденсаторы характеризуются емкостью, удельной емкостью, номинальным напряжением, плотностью энергии.
Выделяют также паразитные параметры:
- электрическое сопротивление изоляции диэлектрика конденсатора;
- поверхностные утечки, саморазряд;
- температурный коэффициент ёмкости;
- тангенс угла диэлектрических потерь;
- эквивалентная последовательная индуктивность;
- диэлектрическая абсорбция.
Считается, что описанные выше параметры способны влиять на линейность при использовании в акустически значимых цепях усилителя и кроссоверах. И тут возникает проблема, практически все описанные характеристики у бумажных конденсаторов хуже чем у других типов.
Итак, мифотворцами утверждается, что бумажные конденсаторы более линейный элемент и, соответственно, его имеет смысл применять вместо керамических, пленочных, электролитических и пр. Я не первый, кто задался вопросом о правильности этих выводов о линейности. Так на форуме electroclub.info один из участников сообщества (в далёком 2008-м году) провёл несколько тестов, сравнив типы конденсаторов на предмет коэффициента гармонических искажений, которые они могут вносить.
Несмотря на некоторые неточности в методике измерений, о которых автор предупредил, его тесты демонстрируют вполне реалистичную картину. Если резюмировать: металлобумажный К42У-2 (Кг = 0.0023%, К'г = 0.0078%) оказался значительно линейнее керамических, но уступил плёночным. Учитывая, что в сравнении пленочных конденсаторов с бумажными линейность отличалась на тысячные доли % Кг, можно смело говорить о том, что разница в их линейности находится в пределах величин, которыми можно пренебречь. Кроме того, тот же автор утверждает (на основании проведенного теста), что линейность конденсатора в большей степени зависит от емкости, нежели от использованного типа. А проблема линейности у «керамики» возникает в связи с использованием небольшого объема для большой ёмкости и не является обязательной для всех керамических конденсаторов.
Можно сделать грубый и не бесспорный вывод, что металлобумажные конденсаторы (в идеальных равных условиях), вероятно, более линейный элемент, нежели керамические, но при этом не превосходят по линейности пленочные и другие типы.
Иными словами нет прямой зависимости между искажениями которые способен внести конденсатор и его типом. Более того, в большинстве современных конденсаторов искажения настолько малы, что их величинами можно смело пренебрегать, особенно если речь идёт о создании бюджетной аппаратуры.
Кроме того, бумажные конденсаторы обладают рядом недостатков, благодаря которым были практически вытеснены с рынка другими типами. Эти недостатки способны отражаться, как на звуке (особенно в случаях с разделительными — межкаскадными элементами), так и в принципе на стабильность работы усилителя или фильтра. Так например, для бумажных конденсаторов свойственна высокая гигроскопичность, что в свою очередь приводит к повышению диэлектрических потерь, снижению сопротивления изоляции, пагубно отражается на термостабильности *(по ряду источников линейность зависит в т.ч. от термостабильности).
Описанных недостатков и наличие альтернатив в виде различных типов пленочных конденсаторов вполне достаточно для того, чтобы забыть о всех типах «бумаги» навсегда. Иными словами, так любимые некоторыми металлобумажные, бумаго-масляные и прочие архаичные конденсаторы действительно обладают достаточно низкой нелинейностью, пока не впитают некоторого количества влаги.
Об изменении характера звучания спорить бессмысленно, так как спор будет происходить с людьми из категории «вы ничего не понимаете — я это слышу». На заявление о «мягкости» в звучании бумажных конденсаторов на одном из радиолюбительских форумов был дан один превосходный ироничный ответ:
«Конечно! Ведь бумага очень мягкий диэлектрик))»
Полагаю это лучший ответ.
Менять не всё или не менять вообще
Необходимость в замене конденсаторов при покупке аудио винтажа действительно имеет смысл, особенно это касается электролитов. Однако менять все, по меньшей мере финансово нерационально (бесспорно следует учитывать возврат аппарата, возможно и все, но не факт). Более того, делать это надо точно понимая, что и где менять. Если такого понимания нет — следует обращаться к специалистам, которые могут определить высохшие и вздутые электролиты, наличие пробоя и т.п. Если аппарат работает без сбоев и нет нареканий на звук ничего не нужно.
Относительно изменения характера звучания путем внедрения «инноваций» в схемотехнику серийного устройства следует сказать отдельно. Например, при повышении емкости конденсаторов питания выходного каскада в погоне за «глубоким низом», как правило, забывают о растущем токе заряда. Такая беспечность приводит к скоропостижной смерти диодных мостов и предохранителей (если таковые есть) в результате пробоя. Любые изменения в серийной схемотехнике — риск, и реально её улучшить может человек, который скорее спаяет собственный усилитель.
Фильтры АС также часто страдают от трансплантационных надругательств, что в случае несоответствия параметров конденсатора конструкции фильтра приводит к плачевным результатам. Умные люди рекомендуют, если менять, то весь фильтр (с катушкой, резисторами и т.п.), рассчитывая новый под параметры АС.
Итог
Из всего изложенного выше можно сделать несколько простых и полезных выводов. Распространение мифа о бумажных конденсаторах выгодно лишь немногочисленным компаниям, которые используют их в аудиокомпонентах или сами производят бумажные конденсаторы. Фактически это эксплуатация невежества потенциальной целевой аудитории и навязывание заведомо устаревшей и фактически не нужной технологии.
Замена конденсаторов в старой аппаратуре может стать полезной профилактической мерой, но только в том случае, если выполняется человеком, который понимает, что менять, а что нет. Игры с ёмкостью и типами конденсаторов в фильтрах и усилителях серийного производства с высокой вероятностью приведут вместо «божественного звука» к внушительным вложениям в ремонт.
