《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電容器與聲音的關(guān)系
摘要: 如眾所知,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)計的分頻點及音路,將各高低頻率分開輸往各不同的揚聲器.
Abstract:
Key words :

如眾所知,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 (POWER AMPLIFIER) 的輸出綜合信號通過此LC網(wǎng)路時, 會依所設(shè)計的分頻點及音路,將各高低頻率分開輸往各不同的揚聲器 (如 TWEETER、MID-RANGE、WOFFER、SUB-WOOFER..等)  
LC網(wǎng)路依各廠工程師的設(shè)計,有從最簡單的二音路 (2 WAY) 高/低音,普遍的三音路 (3 WAY) 高/中/低音,高級的四音路 (4 WAY) 高/中/低/超低音或超高/高/中/低音,到頂級的五音路 (5 WAY) 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,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)  
    因為所有的聲音從功率放大器到揚聲器間都要通過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√( L x C )  
所以要分類點的分頻頻率精確,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): 
因為功率放大器所輸出的是信號電壓 (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 (RIPPLE CURRENT) 即損失角值 (DISSPATION FACTOR) 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 (DISSPATION FACTOR-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 (DISSPATION FACTOR-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) (FREQUENCY RESPONSE) 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 3KHZ 6KHZ 10KHZ 甚至20KHZ,最好是和所設(shè)定的分頻點相同的頻率) 設(shè)定最高能容許的損失角值及額定電容值-關(guān)于此點音響專業(yè)的電容器業(yè)者可以配合做到此項要求·  

   
聲音傳送速度 (SPEEDY OF TRANSMISION) 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  
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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