Gibt es objektive Gründe gegen konventionelle Elkos im Signalpfad?

[Ferrograph]

Es gibt immer Diskussionen über konventionelle (nasse) Elektrolytkondensatoren im Audiosignalpfad.
Kennt jemand nachvollziebare objektive Gründe gegen den Einsatz oder Ersatz mit neuer Markenware im Fehlerfall?
Eine korrekte Schaltungsdimensionierung durch die Entwickler setzte ich voraus.

Ich beziehe mich wirklich nur auf den Signalpfad, Sieb- und Ladeelkos sollen aussen vor bleiben, dort ist der Fall klar.
Auch meine ich ausdrücklich nicht den Einsatz von Tantaltypen, diese Diskussion möchte ich nicht führen.

Gruß Jan

[bitbrain2101]

Elkos bis 4,7µF im Signalpfad ersetze ich durch Folienkondensatoren, wenn´s richtig gut klingen soll. Bei radialen Typen nehme ich als Ersatz Wima MKS 2 oder 02, wenn die Spannungsfestigkeit ausreicht. Der 10µF ist mir einfach zu teuer. Bei Röhrenschaltungen benutze ich Polypropylen Folienkondensatoren, die klingen sehr impulstreu. Das müssen keine Orange Drops sein, Xicon klingt auch sehr gut.

MfG, Tobias

[ManiBo]

Bei ausreichendem Potenzialunterschied geht das.

[bitbrain2101]

Hallo Mani,

worauf beziehst du deine Aussage ?

MfG, Tobias

[AKRETA]

Nein, es gibt keine objektiven Gründe, die vom Hersteller vorgesehenen Kondensatoren gegen andere Typen zu ersetzen. Die elektrischen Eigenschaften eines normalen Elkos reichen für Niederfrequenz aus. Es mag Schaltungen geben, die kritisch auf zu hohe Toleranzen reagieren, aber das plant der Hersteller mit ein.

[mincom]

Elkos bis 4,7µF im Signalpfad ersetze ich durch Folienkondensatoren, wenn´s richtig gut klingen soll. Bei radialen Typen nehme ich als Ersatz Wima MKS 2 oder 02, wenn die Spannungsfestigkeit ausreicht. Der 10µF ist mir einfach zu teuer. Bei Röhrenschaltungen benutze ich Polypropylen Folienkondensatoren, die klingen sehr impulstreu. Das müssen keine Orange Drops sein, Xicon klingt auch sehr gut.

MfG, Tobias

Kann ich voll und ganz bestätigen; Folienkondensatoren sind jedem Elko überlegen.

Bei neuzeitichen ESR-Elkos ist zu beachten, dass diese höhere Leckströme haben können. Als Koppelkondensator zwischen den Stufen ist dies zu beachten. Einen WK würde ich im Ersatzfall nur noch mit Folienkondensatoren ankoppeln, um ihn ideal gleichstromfrei zu halten. Das Platinenlayout setzt da platzmäßig oftmals leider Grenzen, weshalb sich eine Folie wegen ihrer größeren mechanischen Abmaße nicht immer ohne weiteres auf dem Print unterbringen läßt.

Martin

[Micha94]

Elkos in Signalschaltungen formieren sich leider nie vollständig aufgrund fehlender Spannung in ausreichender Höhe.
Deshalb sind gerade kleine Elkos in Transistorschaltungen immer wieder kaputt und führen zu einschleichenden Problemen.

[mincom]

Absolut richtig!

Martin

[jensenmann]

Elkos bis 4,7µF im Signalpfad ersetze ich durch Folienkondensatoren, wenn´s richtig gut klingen soll. Bei radialen Typen nehme ich als Ersatz Wima MKS 2 oder 02, wenn die Spannungsfestigkeit ausreicht. Der 10µF ist mir einfach zu teuer. Bei Röhrenschaltungen benutze ich Polypropylen Folienkondensatoren, die klingen sehr impulstreu. Das müssen keine Orange Drops sein, Xicon klingt auch sehr gut.

MfG, Tobias

Das mache ich auch so.
Micha94 kann ich auch nur bestätigen.

Elkos haben einen Klirrmechanismus eingebaut, der dann einsetzt, wenn eine Signalspannung daran anliegt. Im Idealfall lassen sie ja Audio einfach durch, weil sie niederohmig sind. Wenn sie aber zu klein dimensioniert sind bilden sie zusammen mit der Beschaltung drum herum Hochpassfilter. Dadurch fällt Signalspannung bei tiefen Frequenzen daran ab und sie fangen an zu klirren. Die Lösung dafür:
1) Bei kleinen Werten Folie nehmen, die machen das nicht.
2) bei größeren Werten die Kapazität erhöhen, damit die Grenzfrequenz des HPF nach unten geht und somit die daran abfallende Signalspannung niedriger wird. Das führt außerdem auch zu weniger Phasenverschiebung im Bassbereich, erweitert den Frequenzbereich der Schaltung nach unten (bei Tonband vielleicht irrelevant weil da das Band noch mit ins Spiel kommt) und ist klanglich durchaus den Aufwand wert.
3) Parallel zu den Elkos Bypasskondesatoren einlöten. Die schließen die erzeugte Klirrspannung am Elko kurz. Üblich sind 10-100nF Folie, vorzugsweise Polypropylen.

Das Thema hat Bücher gefüllt. Leider denken viele das ist Esoterik, weil das in der Uni niemand erzählt. Aber die Quellen dafür sind seriös und die Wirkung wissenschaftlich belegt. Douglas Self hat darüber einiges veröffentlicht (Mischpultentwickler bei Soundcraft), Cyril Bateman hat mehrere Artikel darüber veröffentlicht: https://www.collinsaudio.com/Prosound_Wo...-Sound.pdf Ebenso gibt es von Jerald Graeme (Burr Brown) das Buch "Optimizing Opamp Performance", in dem Bypasskondesatoren besprochen werden (ebenso in den Application Notes von Analog Devices, die Nummer habe ich vergessen).

[ManiBo]

Elkos in Signalschaltungen formieren sich leider nie vollständig aufgrund fehlender Spannung in ausreichender Höhe.
Deshalb sind gerade kleine Elkos in Transistorschaltungen immer wieder kaputt und führen zu einschleichenden Problemen.

Deshalb hatte ich ja geschrieben bei ausreichendem Potenzialunterschied geht das.

[Uhermania]

Ist vielleicht passend fürs Thema:

https://www.digikey.de/de/articles/what-...XvUIOCGn0y

Zwar ein bisschen wackelige Übersetzung ins Deutsche, aber dennoch informativ.

Dass eigentlich alle Kondensator(-arten) nichtideale Eigenschaften haben, war und ist mir klar, aber es wird auch vieles an Effekten hineininterpretiert. Dass z. B. der Klirreffekt von Elektrolytkondensatoren im Vergleich zu Folienkondensatoren hörbar sein soll in der Anwendung als Koppelkondensator, bezweifle ich. Messbar ist sicher vieles, aber hörbar sind die wenigsten Effekte.

Aus meiner Zeit als Hardware-Entwickler kann ich ein Beispiel nennen, wo ein Keramikkondensator einen störenden Mikrofonieeffekt hatte und ein Messgerät ansprechen ließ. Und deshalb musste dort ein Tantalelko rein, Folienkondensator schied wegen der Baugröße aus.

Gruß

Dieter

[AKRETA]

Kann man alles bedenken, nur sprechen wir über den Austausch von Elkos gegen Elkos in Geräten, die 30 bis 40 Jahre auf dem Buckel haben. Die Verstärker der Bandmaschinen haben einen über alles Klirrfaktor von ca. 0,1% mit den ganz normalen Wald und Wiesen-Elkos. Sobald das Signal vom Band kommt steigt dieser Wert im Bereich der Vollaussteuerung deutlich an. Die wesentlichen Verzerrungen kommen vom Band und nicht vom Verstärker.

[Ferrograph]

Herr Schmid aus München (pievox.de) hat hier das Elko Thema aus Formierungs- und Leckstromsicht mit eigenen Messungen und interessanten Schlußfolgerungen hinterlegt.
Zum Thema Kondensatorklang hat er hier seine persönliche Meinung dokumentiert.

Gruß Jan

[AKRETA]

Danke, für diesen Link.

[passenger]

Guter Thread, mal wieder was zu lernen 

[lukas]

Elkos haben einen Klirrmechanismus eingebaut, der dann einsetzt, wenn eine Signalspannung daran anliegt. Im Idealfall lassen sie ja Audio einfach durch, weil sie niederohmig sind. Wenn sie aber zu klein dimensioniert sind bilden sie zusammen mit der Beschaltung drum herum Hochpassfilter. Dadurch fällt Signalspannung bei tiefen Frequenzen daran ab und sie fangen an zu klirren. Die Lösung dafür:
1) Bei kleinen Werten Folie nehmen, die machen das nicht.
2) bei größeren Werten die Kapazität erhöhen, damit die Grenzfrequenz des HPF nach unten geht und somit die daran abfallende Signalspannung niedriger wird. Das führt außerdem auch zu weniger Phasenverschiebung im Bassbereich, erweitert den Frequenzbereich der Schaltung nach unten (bei Tonband vielleicht irrelevant weil da das Band noch mit ins Spiel kommt) und ist klanglich durchaus den Aufwand wert.
3) Parallel zu den Elkos Bypasskondesatoren einlöten. Die schließen die erzeugte Klirrspannung am Elko kurz. Üblich sind 10-100nF Folie, vorzugsweise Polypropylen.

Das versteh ich nicht. Welchen "Klirrmechanismus" haben Elkos eingebaut? Woher stammt dieser Klirr und ist dieser messtechnisch nachweisbar?

Wenn Kondensatoren zu klein dimensioniert sind, sodass der HPF die tiefen Töne beschneidet, dann liegt dass ja wohl am Design der Schaltung und nicht daran, ob es sich um einen Elko handelt, das würde dann jeder FoKo auch machen.

zu 1) Was machen FoKos nicht, was Elkos machen - einen HPF?
zu 2) Das ist ja eben wohl unabhängig von der Bauart des Kondensators.
zu 3) Wie funktioniert das. Meinem Verständnis nach - sollte Klirrspannung tatsächlich im Elko entstehen - müsste der kleine Kondensator doch nach Masse geschaltet werden, damit die hochfrequente Klirrspannung abgeleitet werden kann. Ein Bypass hat da überhaupt keinen Einfluss, der läßt diesen Klirr doch dann nur noch besser passieren. Und gibt es hier auch irgendwelche belastbaren Messungen dazu?

[mincom]

Elkos haben einen Klirrmechanismus eingebaut, der dann einsetzt, wenn eine Signalspannung daran anliegt. Im Idealfall lassen sie ja Audio einfach durch, weil sie niederohmig sind. Wenn sie aber zu klein dimensioniert sind bilden sie zusammen mit der Beschaltung drum herum Hochpassfilter. Dadurch fällt Signalspannung bei tiefen Frequenzen daran ab und sie fangen an zu klirren. Die Lösung dafür:
1) Bei kleinen Werten Folie nehmen, die machen das nicht.
2) bei größeren Werten die Kapazität erhöhen, damit die Grenzfrequenz des HPF nach unten geht und somit die daran abfallende Signalspannung niedriger wird. Das führt außerdem auch zu weniger Phasenverschiebung im Bassbereich, erweitert den Frequenzbereich der Schaltung nach unten (bei Tonband vielleicht irrelevant weil da das Band noch mit ins Spiel kommt) und ist klanglich durchaus den Aufwand wert.
3) Parallel zu den Elkos Bypasskondesatoren einlöten. Die schließen die erzeugte Klirrspannung am Elko kurz. Üblich sind 10-100nF Folie, vorzugsweise Polypropylen.

Das versteh ich nicht. Welchen "Klirrmechanismus" haben Elkos eingebaut? Woher stammt dieser Klirr und ist dieser messtechnisch nachweisbar?

Wenn Kondensatoren zu klein dimensioniert sind, sodass der HPF die tiefen Töne beschneidet, dann liegt dass ja wohl am Design der Schaltung und nicht daran, ob es sich um einen Elko handelt, das würde dann jeder FoKo auch machen.

zu 1) Was machen FoKos nicht, was Elkos machen - einen HPF?
zu 2) Das ist ja eben wohl unabhängig von der Bauart des Kondensators.
zu 3) Wie funktioniert das. Meinem Verständnis nach - sollte Klirrspannung tatsächlich im Elko entstehen - müsste der kleine Kondensator doch nach Masse geschaltet werden, damit die hochfrequente Klirrspannung abgeleitet werden kann. Ein Bypass hat da überhaupt keinen Einfluss, der läßt diesen Klirr doch dann nur noch besser passieren. Und gibt es hier auch irgendwelche belastbaren Messungen dazu?

Ich versuche das jetzt mal stark vereinfacht zu erläutern:
Zu 1):
Ein Koppelkondensator arbeitet immer auf irgendeine "Lastimpedanz" der nachfolgenden Stufe. Die ist bei Röhren gegeben durch den Gitterableitwiderstand, dazu parallel die frequenzabhängige Eingangskapazität der Röhre. Letztere ist hochohmig, die Eingangskapazität bei NF vernachlässigbar; es braucht bei NF keine Koppelkondensatoren hoher Kapazität. Man kann dort niederkapazitive Koppelkondensatoren mit hoher Spannungsfestigkeit verwenden, eine Domäne guter Foliekondensatoren. Daher hat man in der Röhrentechnik diesbezüglich weniger Schererreien. Beim Transistor muß dagegen ein bestimmter Steuerstrom fließen. In beiden Fällen arbeitet der Koppelkondensator aber immer auf ohmische oder kapazitive Lasten. Der Koppelkondenstor ist bei Wechselspannungskopplung auf einen Transistor durch Ströme belastet. Positive und negative Halbwellen wechseln sich ab. Der Elko ist gepolt, seine Kapazität in Richtung neg. Halbwelle aber anders als bei der pos. Halbwelle. Diese Asymmetrie in der Fortleitung von pos. bzw. neg. Halbwelle bedeutet Klirr. Weil ein Sinus im positiven Bereich der Halbwelle anders übertragen wird als in dessen negativem Teil.

Anders bei der Folie: die ist in beiden Richtungen gleich.

Folge: die entstehenden Klirrkomponenten sind bei beiden Kondensatortypen unterschiedlich. Beim Elko könnte man grob vereinfacht von einem Gleichrichtereffekt sprechen.

Manche Kondensatoren verhalten sich anders, z.B. wenn an ihnen gleichzeitig neben der Wechselspannungskomponente auch eine hinreichend hohe Gleichspannungskomponente anliegt.

Zu 2) Der Klirranteil ist abhängig vom Dielektrikum!

zu 3) Ganz im Gegenteil: Wenn ein Elko in Gegenrichtung belastet wird, soll der parallelgeschaltete Folienkondensator dies zumindest teilweise abfangen. Vollständig verhindern kann er es nicht, das ist nur eine Behelfslösung. Wirksam wird sie erst bei hohen Frequenzen, wo die Folie dem Elko überlegen ist; beide Effekte überlagern sich.

Beispiel:
Der Elko wäre nur dann ideal, wenn er in beiden Richtungen gleiche Kapazität hätte. Er hat diese leider nur in einer Richtung, nämlich in diejenige Richtung, in welche er gepolt ist. In der anderen macht er einen Kurzschluß. Daher kann man in Lautsprecher-Frequenzweichen auch nur bipolare Elkos verwenden, das sind zwei Elkos in Reihe geschaltet back to back. Alles andere als ideal. Deshalb findet man in hochwertigen Weichen nur Folien. Diese sind dann sehr groß in den Abmaßen und nicht platzsparend aufzubauen.

Fazit: der Folienkondensator ist einem Elko vorzuziehen. Auf Platinenlayouts, die auf Elkos ausgerichtet sind, sind die aufgrund größerer Abmaße meist aber nicht unterzubringen. Ferner sind Folien teurer, was die Industrie verständlicher Weise meidet.

Martin

[Karl 59]

Herr Schmid aus München (pievox.de) hat hier das Elko Thema aus Formierungs- und Leckstromsicht mit eigenen Messungen und interessanten Schlußfolgerungen hinterlegt.

Gruß Jan

Servus Jan,

das ist schon nachvollziehbar, und einleuchtend. Wenn allerdings die Maschine dann nicht ständig eingeschaltet ist, stellt sich ja im Laufe der Zeit ein anderer Zustand wieder ein. Ist ja wie Lagerung.
Sollen dann jedes mal vor dem Einschalten die Kondensatoren ausgebaut, formiert, und wieder eingebaut werden?
Das Problem bei den Elkos besteht ja hauptsächlich dann, wenn sie nicht unter Spannung sind.

Ich ersetze die Tantals übrigens auch generell durch Al-Elkos, und hatte bisher kein Problem damit. (nicht nur ich, siehe hier: telcom c4E - Reparatur)

Gruß,
Karl

[Karl 59]

Elkos haben einen Klirrmechanismus eingebaut, der dann einsetzt, wenn eine Signalspannung daran anliegt. Im Idealfall lassen sie ja Audio einfach durch, weil sie niederohmig sind. Wenn sie aber zu klein dimensioniert sind bilden sie zusammen mit der Beschaltung drum herum Hochpassfilter. Dadurch fällt Signalspannung bei tiefen Frequenzen daran ab und sie fangen an zu klirren. Die Lösung dafür:
1) Bei kleinen Werten Folie nehmen, die machen das nicht.
2) bei größeren Werten die Kapazität erhöhen, damit die Grenzfrequenz des HPF nach unten geht und somit die daran abfallende Signalspannung niedriger wird. Das führt außerdem auch zu weniger Phasenverschiebung im Bassbereich, erweitert den Frequenzbereich der Schaltung nach unten (bei Tonband vielleicht irrelevant weil da das Band noch mit ins Spiel kommt) und ist klanglich durchaus den Aufwand wert.
3) Parallel zu den Elkos Bypasskondesatoren einlöten. Die schließen die erzeugte Klirrspannung am Elko kurz. Üblich sind 10-100nF Folie, vorzugsweise Polypropylen.

Das versteh ich nicht. Welchen "Klirrmechanismus" haben Elkos eingebaut? Woher stammt dieser Klirr und ist dieser messtechnisch nachweisbar?

Wenn Kondensatoren zu klein dimensioniert sind, sodass der HPF die tiefen Töne beschneidet, dann liegt dass ja wohl am Design der Schaltung und nicht daran, ob es sich um einen Elko handelt, das würde dann jeder FoKo auch machen.

zu 1) Was machen FoKos nicht, was Elkos machen - einen HPF?
zu 2) Das ist ja eben wohl unabhängig von der Bauart des Kondensators.
zu 3) Wie funktioniert das. Meinem Verständnis nach - sollte Klirrspannung tatsächlich im Elko entstehen - müsste der kleine Kondensator doch nach Masse geschaltet werden, damit die hochfrequente Klirrspannung abgeleitet werden kann. Ein Bypass hat da überhaupt keinen Einfluss, der läßt diesen Klirr doch dann nur noch besser passieren. Und gibt es hier auch irgendwelche belastbaren Messungen dazu?

Ich versuche das jetzt mal stark vereinfacht zu erläutern:
Zu 1):
Ein Koppelkondensator arbeitet immer auf irgendeine "Lastimpedanz" der nachfolgenden Stufe. Die ist bei Röhren gegeben durch den Gitterableitwiderstand, dazu parallel die frequenzabhängige Eingangskapazität der Röhre. Letztere ist hochohmig, die Eingangskapazität bei NF vernachlässigbar; es braucht bei NF keine Koppelkondensatoren hoher Kapazität. Man kann dort niederkapazitive Koppelkondensatoren mit hoher Spannungsfestigkeit verwenden, eine Domäne guter Foliekondensatoren. Daher hat man in der Röhrentechnik diesbezüglich weniger Schererreien. Beim Transistor muß dagegen ein bestimmter Steuerstrom fließen. In beiden Fällen arbeitet der Koppelkondensator aber immer auf ohmische oder kapazitive Lasten. Der Koppelkondenstor ist bei Wechselspannungskopplung auf einen Transistor durch Ströme belastet. Positive und negative Halbwellen wechseln sich ab. Der Elko ist gepolt, seine Kapazität in Richtung neg. Halbwelle aber anders als bei der pos. Halbwelle. Diese Asymmetrie in der Fortleitung von pos. bzw. neg. Halbwelle bedeutet Klirr. Weil ein Sinus im positiven Bereich der Halbwelle anders übertragen wird als in dessen negativem Teil.

Anders bei der Folie: die ist in beiden Richtungen gleich.

Folge: die entstehenden Klirrkomponenten sind bei beiden Kondensatortypen unterschiedlich. Beim Elko könnte man grob vereinfacht von einem Gleichrichtereffekt sprechen.

Manche Kondensatoren verhalten sich anders, z.B. wenn an ihnen gleichzeitig neben der Wechselspannungskomponente auch eine hinreichend hohe Gleichspannungskomponente anliegt.

Zu 2) Der Klirranteil ist abhängig vom Dielektrikum!

zu 3) Ganz im Gegenteil: Wenn ein Elko in Gegenrichtung belastet wird, soll der parallelgeschaltete Folienkondensator dies zumindest teilweise abfangen. Vollständig verhindern kann er es nicht, das ist nur eine Behelfslösung. Wirksam wird sie erst bei hohen Frequenzen, wo die Folie dem Elko überlegen ist; beide Effekte überlagern sich.

Beispiel:
Der Elko wäre nur dann ideal, wenn er in beiden Richtungen gleiche Kapazität hätte. Er hat diese leider nur in einer Richtung, namlich in die Richtung, in welche er gepolt ist. In der anderen macht er einen Kurzschluß. Daher kann man in Lautsprecher-Frequenzweichen auch nur bipolare Elkos verwenden, das sind zwei Elkos in Reihe geschaltet back to back. Alles andere als ideal. Deshalb findet man in hochwertigen Weichen nur Folien.

Martin

Hallo Martin,

ich vermute mal, dass es sich bei der Fragen von Jan um Halbleiter-Geräte handelt, nicht um Röhren-Geräte.
Da würde ich dann auch Folien-Kondensatoren bevorzugen.

Deinen Ausführungen kann ich aber trotzdem nicht ganz folgen, der Elko wird ja immer nur in einer Richtung benutzt, nicht in 2 Richtungen, die Gleichspannung überwiegt ja (zumindest sollte das sein), und wird mit der Wechselspannung überlagert. Auch wenn das Ergebnis vielleicht nicht absolut linear ist, beim nachfolgenden Transistor ist das mit Sicherheit auch nicht so; auch der hat eine nicht lineare Kennlinie.

Gruß,
Karl

[mincom]

Hallo Karl,
natürlich ist das so. Wenn sich dann aber die Klirrprodukte aus der nichtlinearen Kennline des Koppelkondensators mit denjenigen des nachfolgenden Transistors mischen, hat das bei der Klirranalyse durchaus Relevanz. Klar kann man dann sagen: spielt keine Rolle, diese Klirrkomponenten saufen in denjenigen der Bandverzerrungen sowieso ab und sind ergo nicht mehr wahrnehmbar. Also wozu das Ganze?
Ich meine, die Diskussion geht hier sowohl um kleine Verbesserungsmöglichkeiten, als auch darum, grobe Fehler bei den Reparaturen auszuschließen. Für eine letzte Sicherheit im wiss. Sinne bedarf es eingehender Meßreihen. Bei unserer technisch obsoleten Thematik ist der letztgenannte Ansatz zugegebener Maßen Goldrand-Denken!

Martin

[Karl 59]

Hallo Martin,

da schließe ich mich Deiner Meinung an.

Gruß,
Karl

[bitbrain2101]

Ich glaube, die ganze Herangehensweise an die Thematik ist falsch. In dem Moment, in dem Klirr auftritt, entstehen harmonische Frequenzen, die man mit einem Spectrumanalysator sichtbar machen kann. Ich habe sowas noch nie versucht, aber ich denke, dass verschiedene Bauelemente, also Elko oder Foko, ein unterschiedliches Klirrspektrum haben. Bei einem Transistor und einer Röhre sieht das auch sehr unterschiedlich aus. Die spektralen Unterschiede sind das, was wir als Klang bezeichnen. Dazu gehört dann auch das Tonband selbst, man sollte also für die gesamte Verarbeitungskette darauf achten, dass dem Original möglichst wenig "Klang" hinzugefügt wird.

MfG, Tobias

[JUM]

...
Der Elko ist gepolt, seine Kapazität in Richtung neg. Halbwelle aber anders als bei der pos. Halbwelle. Diese Asymmetrie in der Fortleitung von pos. bzw. neg. Halbwelle bedeutet Klirr. Weil ein Sinus im positiven Bereich der Halbwelle anders übertragen wird als in dessen negativem Teil.
...

Aber sind nicht (gepolte) Koppel-Elkos immer mit einem DC-Offset 'behaftet' bzw. designt?
Also fließt doch gar kein Strom in negativer Richtung?

Beispiel: Die einfache Eingangsstufe eines Magnetophon M501.
Die Minusseite der Elkos C102 liegt galvanisch auf Masse/0V (rechter Tonkopf-Anschluss, gezeichnete Schalterstellung ist Wiedergabe).
Die Plusseite des Elkos liegt auf +0.65V.
Die zu übertragende Wechselspannung liegt im Millivolt-Bereich.
Also bleiben doch alle Spannungswerte am Elko positiv, auch bei der negativen Halbwelle der Wechselspannung.

VG Jürgen

[Ferrograph]

...Wenn allerdings die Maschine dann nicht ständig eingeschaltet ist, stellt sich ja im Laufe der Zeit ein anderer Zustand wieder ein. Ist ja wie Lagerung.
Sollen dann jedes mal vor dem Einschalten die Kondensatoren ausgebaut, formiert, und wieder eingebaut werden?
Das Problem bei den Elkos besteht ja hauptsächlich dann, wenn sie nicht unter Spannung sind....

Hallo Karl,
im Allgemeinen geht man von regelmäßiger Benutzung dieser Elektronik aus.
Bei jahre- oder jahrzehntelanger Nichtbenutzung werden sicherlich wegen nachlassender Formierung für geraume Zeit erhöhte Leckströme auch durch die Koppel-Elkos im Signalweg fließen. 
Die Frage ist nur, ob das einen hörbaren Einfluss auf die Signalwiedergabe hat.

Gruß Jan

[DropOut]

...
Der Elko ist gepolt, seine Kapazität in Richtung neg. Halbwelle aber anders als bei der pos. Halbwelle. Diese Asymmetrie in der Fortleitung von pos. bzw. neg. Halbwelle bedeutet Klirr. Weil ein Sinus im positiven Bereich der Halbwelle anders übertragen wird als in dessen negativem Teil.

Folge: die entstehenden Klirrkomponenten sind bei beiden Kondensatortypen unterschiedlich. Beim Elko könnte man grob vereinfacht von einem Gleichrichtereffekt sprechen.

Manche Kondensatoren verhalten sich anders, z.B. wenn an ihnen gleichzeitig neben der Wechselspannungskomponente auch eine hinreichend hohe Gleichspannungskomponente anliegt.

Zu 2) Der Klirranteil ist abhängig vom Dielektrikum!

Beispiel:
Der Elko wäre nur dann ideal, wenn er in beiden Richtungen gleiche Kapazität hätte. Er hat diese leider nur in einer Richtung, nämlich in diejenige Richtung, in welche er gepolt ist. In der anderen macht er einen Kurzschluß. Daher kann man in Lautsprecher-Frequenzweichen auch nur bipolare Elkos verwenden, das sind zwei Elkos in Reihe geschaltet back to back.
...

Martin

Lieber Martin,
da bringst du wohl einiges durcheinander. Ein Elko darf ja gar nicht und wird deshalb auch nicht falsch rum gepolt betrieben werden. Das würde ihn ja killen. Von deinen Beispielen passt das nur für die Lautsprecherweiche, die ja reine AC bekommt. Deshalb müssen da - ganz richtig - zwei gegenseitig gepolte Elkos in Reihe.
Bei Koppel - Cs ist der Elko immer mit einer Gleichspannung größer als der Spitzenwert der überlagerten Wechselspannung vorgespannt. Die Gesamtspannung über den C wird also nie negativ. Alles andere wäre ein grober Designfehler. Der C wird ja genau nur zum Abblocken dieser Gleichspannung gebraucht! Von einer unterschiedlichen Kapazität in den Halbwellen kann deshalb keine Rede sein.
Für eine nichtlineare Verzerrung (und damit Klirren) wäre ein spannungsabhängiges Dielektrikum nötig. Sowas gibt es bei Keramik - Cs. Das Dielektrikum von Al - Elkos ist Al²O³. Da ist mir keine Spannungsabhängigkeit bekannt.
Elkos haben manche Nachteile, hauptsächlich Leckstrom und Lebensdauer. Klirren können sie nicht.

Liebe Grüße
Frank

[Uhermania]

Ich versuche mal, zusammenfassend etwas Klarheit zu schaffen (in Ergänzung zu Franks Darstellungen):

1) Koppel-Elkos werden normalerweise immer polaritätsrichtig betrieben, sonst ist die Schaltungskonzeption fehlerhaft oder es besteht ein Bauteilfehler.

2) Dass Elkos zu einem Klirreffekt beitragen sollen, habe ich bislang nirgends finden können, und dabei habe ich einige seriöse Studien dazu gelesen. Dieser Effekt ist vor allem bei Keramikkondensatoren zu beobachten. Er heißt u. A. DC-Bias-Effekt und beschreibt den Zusammenhang zwischen Kapazität und Anlegespannung. Solange allerdings die Wechselspannung hinreichend klein ist, die am (keramischen) Koppelkondensator abfällt, ist die Auswirkung auch gering. Und das sollte ja der Fall sein, wenn man sich weitab der Grenzfrequenz bewegt.

3) Zu Verzerrungsarten müsste man -- falls nicht schon geschehen -- ein eigenes Thema eröffnen, deshalb werde ich dazu auch nichts schreiben.

Gruß

Dieter

[JUM]

Hab jetzt nochmal Martins Beitrag gelesen.
Ich glaube, er verweist insbesondere auf das Hochpass-Verhalten eines Koppelkondensators.
Der hat ja - zusammen mit der folgenden (Transistor-)Stufe - eine untere Grenzfrequenz.
Vielleicht meint er, dass dort, im abfallenden Teil der Frequenzgang-Kurve, die Verzerrungen auftreten.
Nachvollziehen kann ich das (noch?) nicht...
VG Jürgen

[DropOut]

Jeder Längs-C (also auch Koppel-C) bildet mit dem Abschlusswiderstand natürlich einen Hochpass mit fg(-3 dB) = 1 / 2πRC. Das ist ein reiner Frequenzgang. Sowas wird in der Theorie auch "lineare Verzerrung" genannt, das kann man in den falschen Hals kriegen. Klirr ist eine Folge nichtlinearer Verzerrungen. Das Eine hat mit dem Anderen nichts zu tun.
LG Frank

[Uhermania]

Das ist ein reiner Frequenzgang. Sowas wird in der Theorie auch "lineare Verzerrung" genannt, das kann man in den falschen Hals kriegen. Klirr ist eine Folge nichtlinearer Verzerrungen. Das Eine hat mit dem Anderen nichts zu tun.
LG Frank

Schon klar, aber hier geht es um genau die Wechselspannung, die dann am Koppel-C nahe der Grenzfrequenz und darunter auftritt. Und diese bewirkt bei Keramik-Kondensatoren eine "nichtlineare" Verzerrung, da die Kapazität von der Spannung abhängt.

Gruß
Dieter