Kondensatoren - Folie gegen Elko, von Mythen und Fakten

Schlumpfpeter

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Morgen!

Ich kann leider selber nur mit beschränkten Informationen oder Erfahrungen zu dem Thema dienen, hoffe aber hier auf den Erfahrungsschatz der Selbstbaufraktion zurück greifen zu können. Das grundlegende Thema sind die audiophilen Eigenschaften von Kondesatoren, um es mal esoterisch auszudrücken.

Grundlegend können wir zwei relevante Kondensatorentypen unterscheiden, zu denen verschiedenste Meinungen im Netz kursieren. Folienkondensatoren und Elektrolythkondensatoren (Elkos).

Folienkondensatoren, die meist verwendeten sind MKT (Polyesterfolie) und MKP (Polypropylenfolie), sollen laut der allgemeinen Netzmeinung im Hochtonbereich den Elkos überlegen sein, sind aber dafür, gerade mit größerer Kapazität, auch ungleich teurer gegenüber ihren Elektrolytkollegen. Ein Vorteil der Folien ist ausserdem das sie nicht oder nur gaaaaanz laaaaaaangsaaaaam altern.

Elektrolytkondensatoren hingegen altern, haben je nach Hersteller, teilweise recht hohe Toleranzbereiche in der Fertigung und werden als störend im Hochtonbereich beschrieben.


Nun zu den Fragen die sich mir stellen:

1. Elko Hochton

Stimmt das geschilderte Problem im Hochtonbereich bei den Elkos, wenn ja, wie stark wirkt es sich aus und vor allem wann?
Krasses Beispiel wäre ein Breitbänder mit nem Hochpass vorne weg der mit nem Elko verwirklicht wird, das gesamte Signal würde also diesen Elko durchlaufen, mein Gefühl sagt mir das der Elko hier potentiell am meisten Schaden anrichten könnte.

Wenn ich mir jedoch einen Tieftöner vorstelle der per Hochpass und Tiefbass vom nicht darstellbaren Bass, den Mitten und den Höhen abgetrennt wird, kann ich mir vorstellen das der Elko hier kaum bis gar nicht ins Gewicht fällt, schließlich gibt es hier keinen Hochtonanteil.

Korrekt oder nicht?


2. Parallele Folie

Ich habe nun schon mehrfach davon gelesen das, wenn z.B. ein großer Kondensator Verwendung finden soll, der sehr kostenaufwendig wäre, man einfach mehrere kleinere Elkos parallel schaltet plus einen Folienkondensator (alle zusammen ergeben addiert die verlangte Kapazität), der Follienkondensator soll dann den Hochtonbereich quasi retten.

Ist das Esoterik oder gibt es da einen fundierten Hintergrund?

3. Glimmerkondensatoren
Wir wissen ja alle das die Hififraktion sich gerne Sachen andrehen lässt die... sagen wir mal... Klangschalencharakter haben.
Wie sieht es bei den Glimmerkondensatoren aus? Sinnvoll? Esospinnerkram?


4. MKT vs. MKP
Wie verhalten sich die beiden Folienbautypen? Gibt es merkliche Unterschiede in irgendeiner Form (Klang, Lebensdauer, Toleranz, oder oder....)?


Das sind erstmal ne menge Fragen. Ich habe versucht mich da selbst einzulesen, aber habe so viele unterschiedliche und teils wiedersprüchliche Meinungen, gerade aus der Hififraktion gelesen, das ich mir kein Meinung bilden konnte. Hier treiben sich allerdings genug Leute rum denen ich einen Erfahrungsschatz fern vom Hifivoodoo attestieren würde, insofern würde ich mich freuen wenn ich ein paar Meinungen zusammen bekommen könnte. Ich denke dies wird auch viele andere Bastler brennend interessieren.

Vielen Dank und viele Grüße,

Schlumpfpeter
 
Die Antworten auf deine Fragen sind nicht so ganz einfach in einem kurzen Satz beschreibbar, das Thema kann relativ umfangreich werden.

In deinem Anwendungfall geht es ja um Frequenzweichen in passiven Boxen, sprich um Filter über die einiges an Leistung geführt wird.

Kondensatoren erzeugen rein theoretisch alle Verzerrungen wenn ein Wechselspannungsanteil über sie geführt wird. Wie stark, in welchem Frequenzbereich und obs überhaupt relevant ist kommt wie soft drauf an....

Elektrolytkondensatoren sind in weit größeren Kapazitätswerten (bei ähnlichen Baugrößen) erhältlich als sämtliche anderen Kondensatortypen. Werden große Kapazitätswerte benötigt kommt man einfach nicht drum herum einen Elko zu verwenden.



Krasses Beispiel wäre ein Breitbänder mit nem Hochpass vorne weg der mit nem Elko verwirklicht wird, das gesamte Signal würde also diesen Elko durchlaufen, mein Gefühl sagt mir das der Elko hier potentiell am meisten Schaden anrichten könnte.

Erstmal eins vorweg, die Vorstellung dass ein Signal "komplett" durch ein in Serie geschaltetes Bauteil läuft und bei einem parallel geschalteten "nur zum Teil" ist überhaupt nicht zweckdienlich um sich damit den Einfluss des Bauteils auf die Verzerrungen oder den Sound vorzustellen.

Eine Clippingstufe mit zwei antiparallelen Dioden gegen Masse erzeugt z.B. ganz massive Verzerrungen....


Douglas Self hat in seinen Büchern "Small Signal Audio Design" und "Audio Power Amplifier Design) die Verzerrungen von Kondensatoren recht schön untersucht.

Elkos erzeugen in niedrigen Frequenzbereichen mehr Verzerrungen. Gerade bei der Anwendung als Hochpassfilter wäre das ja eher verkraftbar.

Das Parallelschalten von kleinen Kapazitätswerten zu größeren Elkos beruht daher dass zu hohen Freuenzen hin der Blindwiderstand von Elektrolytkondensatoren wieder zunimmt (weil die unvermeidlichen Induktiven Anteile dann irgendann zum tragen kommen) und man das auf diese Art und Weise ganz gut kompensieren kann.
 
Ich möchte noch eine kleine Randbemerkung machen zu "Tieftönern" die keinen Tiefton bekommen.

Es kommt auf die Bauform und Auslegung an.

Es ist durchaus so, das TTs von der Kühlungsseite so ausgelegt werden, das die Membranhübe und die damit verbundene Pumpwirkung als Luftkühlung der Schwingspulen "genutzt" werden oder zumindest billigend in Kauf genommen :-)

Mir ist klar das wir jetzt nicht von PA und großen Leistungen sprechen.
Aber erwähnt wollte ich es haben :-)
 
Also, ich würde mich mal da schlau machen, die am meisten Ahnung haben: bei den Herstellern.

Wobei Sampa ja schon einiges zu deinem Vorhaben beigetragen hat und damit auch schon Grenzen aufgezeigt hat.

z.B hier bzw. solltest Du auch bei anderen Herstellern suchen. Ne gute Quelle wäre auch eine entsprechende Elektronikmesse für Bauelemente. Die Hersteller dort haben oft zusätzliches Material zu ihren Datenbüchern in Form von Beschreibungen wie z.B. physikalische Grundsätze und Einsatz in bestimmten Anwendungsfällen ihrer Bauelemente.

Evtl. gibt´s auch bei den Boxenherstellern interessantes Material dazu.

hier mal etwas von Wima:

http://www.wima.com/DE/technicalinformation.htm
 
Au Weia...

Hatte überlegt ob ich oder ob ich nicht...

Deine Fragen lassen sich leider nicht einfach beantworten ohne das Du zur Vorbereitung einen Abschluß in Rakententechnik, Elemantarphysik und Elektronik gamacht hast... :-)


Also erstmal grundsätzlich:

1. Für größere benötigte Kapazitäten (Mikrofarad - Bereich) in kleinem Gehäuse:
- meist gepolte Elektrolytkondensatoren
- auch bipolare (kein PLUS / MINUS) Varianten möglich
- geht mit Keramik / reinen Folie Kondenstoren auf kleinem Raum nicht

2. Für kleinere Kapazitäten (Picofarad bis Nanofarad - Bereich):
- Folie oder Keramikkondensatoren (grundsätzlich ungepolt; je nach Einsatz aber doch Einbaurichtung vorgeschrieben --> Hochfrequenztechnik)

3. Kondensatoren allein machen das, wovon du sprichst (Frequenzweiche) nicht alleine!!!
Dazu gehört mindestens ein Kondensator Plus 1 Widerstand (im einfachsten Fall)
- damit baut man dann eine Hochpass / Tiefpass Filter

http://www.elektronikinfo.de/strom/kondensatoranwendung.htm

Die beiden Schaltungen ( Hochpass / Tiefpass) werden nun mit "ziemlich komplizierten" Formeln berechnet um zu erreichen, dass Sie "nur" bestimmte Frequenzen mit einer bestimmten "Steilheit" (Q / Güte) beeinflussen.

Braucht man nun hier in einer solchen Schaltung hohe Kapazitäten (Microfaradbereich) kommen zwangsläufig Elekrolytkondensatoren zur Anwendung (Kosten/Nutzen/Platz).

Ganz doll vereinfacht gesagt (Ich weiss das das nur z.T stimmt): Tiefe Frequenzen brauchen in den genannten Schaltungen hohe Kapazitäten; hohe Frequenzen kleine Kapazitäten. Das liegt in der Natur der Dinge (Wechselspannungswiderstand ist Frequenzabhängig)

Zur Parallel/Reihenschaltung von Kondensatoren (zur Vereinfachung - gleich großer Werte):

1 Mikrofarad plus 1 Mikrofarad in Reihe = 0,5 Mikrofarad
1 Mikrofarad plus 1 Mikrofarad Parallel = 2 Mikrofarad

Wie gesagt: Das Thema "Wechselspannungsverhalten von elektronischen Bauelementen" ist hoch komplex. Da wimmelt es nur so von langen Formeln.

Ich hab das früher mal pauken müssen (Iiiiiiiieeeeeeeeeeeegitigit) und welch Zufall dann in der Kondensatoren- Forschung gearbeitet (allerdings Hochspannungstechnik)

hier noch ein Link zu Elektrolytkondenstoren:

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrolytkondensator

Gruß
 
Eins wurde bislang noch nicht erwähnt: Kondensatoren sind keine idealen Bauteile. Gerade Elkos haben einen nicht zu vernachlässigenden Widerstand in Reihe zur Kapazität. Zu allem Überfluss ist dieser Widerstand nichtlinear und hängt von der Frequenz ab. Bei Höherfrequenter, starker Belastung (also laden + entladen) kann z.B. ein Elko in Schaltnetzteilen überhitzen. Diese parasitären Komponenten (Verlustwiderstand, Reihenwiderstand und Induktivität) bei einem realen Kondensator beeinflussen schlussendlich auch das Verhalten in Frequenzweichen. Ich habe noch nie selber eine Weiche zusammengebastelt, würde aber ganz naiv erst mal Elkos meiden.

Cheers, ewo
 
Eins wurde bislang noch nicht erwähnt: Kondensatoren sind keine idealen Bauteile. Gerade Elkos haben einen nicht zu vernachlässigenden Widerstand in Reihe zur Kapazität. Zu allem Überfluss ist dieser Widerstand nichtlinear und hängt von der Frequenz ab. Bei Höherfrequenter, starker Belastung (also laden + entladen) kann z.B. ein Elko in Schaltnetzteilen überhitzen. Diese parasitären Komponenten (Verlustwiderstand, Reihenwiderstand und Induktivität) bei einem realen Kondensator beeinflussen schlussendlich auch das Verhalten in Frequenzweichen. Ich habe noch nie selber eine Weiche zusammengebastelt, würde aber ganz naiv erst mal Elkos meiden.

Cheers, ewo

!!! Genau darum geht es ja bei Hoch/Tiefpassfiltern !!!
Dies Schaltungen sind === FREQUENZABHÄNGIGE WIDERSTÄNDE ===

Alle Kondenstoren und Spulen/Trafos haben einen Frequenzabhängigen Widerstand.
Genau das macht man sich in den Schaltungen zu Nutze. Das ist kein Nachteil, sondern das soll genau so sein.

Was du wahrscheinlich meinst sind sogenannte Leckströme (deutlich ausgeprägter bei Elektrolytkondensatoren).

Aber wie schon weiter oben gesagt... Die Diskusion hier darüber ist relativ nutzlos, solange man nicht die elementaren Zusammenhänge des Wechselspannungsverhaltens dieser Bauelemente in einfachen RC - Schaltungen kennt (R= Widerstand; C= Kondensator).

Ich lese immer wieder mal solche halbwissende Vermutungen über Kondensatoren oder z.B. auch über Kabelgüte...
(Kabel verhalten sich durch lange Führung mehrer Adern - dicht beienander - auch wie eine Kombination aus Spule/Kondensator/Gleichspannungswiderstand)

Und noch einmal: BEI GROßEN BENÖTIGTEN KAPAZITÄTEN (ab ein paar Mikrofarad) KOMMEN AUS BEREITS GENANNTEN GRÜNDEN NUR ELEKTROLYTKONDENSATOREN IN FRAGE!

Gruß
 
Da war ich wohl etwas ungenau oder du hast's überlesen. Ich meinte natürlich den parasitären seriellen Widerstand, und nicht den Scheinwiderstand des idealen Kondensator. Dieser parasitäre, serielle Widerstand ist bei Elektrolyten nicht linear in Bezug auf die Frequenz, wirkt sich aber wie ein Ohmscher Widerstand (keine Phasenänderung)
Das vereinfachte Ersatzschaltbild eines Kondensators sieht wie folgt aus: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/schalt/02051411.gif

Mehr Info gibt es unter: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0205141.htm

Der parasitäre serielle Widerstand ist auch der Grund für Low ESR Kondensatoren. Allerdings ist auch bei diesen Kondensatoren abhängig von der Frequenz, wirkt sich aber insgesamt weniger stark aus.

Der Begriff frequenzabhängiger Widerstand ist allerdings eher unrichtig. Hierbei wird nicht berücksichtigt dass ein Kondensator integrierend beziehungsweise phasenverschiebend wirkt.
 

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