Papier in Öl (PIO) -Kondensatoren: Was ist das Besondere?

18

Viele Audiokreise verwenden PIO-Kondensatoren. Was sind die elektrischen Eigenschaften von PIO-Kappen, die sie zu etwas Besonderem machen (dh die Kosten rechtfertigen)? Welche Teile einer Verstärkerschaltung profitieren am meisten von der Verwendung von PIO-Kappen?

capacitor audio amplifier

— learnvst
quelle

12

Sie bilden eine besondere magische Reaktion mit den sauerstofffreien Kabeln, der speziellen Holzkiste, in der sich der Verstärker befindet, und verschiedenen anderen Aberglauben, die nur Audiophile sehen können. Diese Dinge sind nicht für gewöhnliche Muggel gedacht, die mit Physik und Mathematik Elektronik machen müssen.

— Olin Lathrop

Hatten wir nicht vor ein paar Jahren eine Frage wie diese? Wenn ich mich recht entsinne, hatte sie großartige Antworten.

— AndrejaKo

20

Das Untertauchen von Öl wurde üblicherweise für Hochspannungsanwendungen wie die Energietechnik, für Kondensatoren sowie für Leistungsschalter / Relais bis in die späten 70er Jahre verwendet und wird auch heute noch verwendet, wenn auch nur selten, anscheinend. Die Vorteile, die von der vorherigen Generation von Ingenieuren angeführt wurden umfassen:

Unterdrückung von Lichtbögen auf eine höhere Spannung als Luft
Verbesserte Kühlung lokaler Wärmestellen durch Flüssigkeitszirkulation
Verbesserte Isolation zwischen den Kontaktelektroden mit einer höheren Dielektrizitätskonstante als Luft
Beseitigung von Blasen innerhalb des Papiers oder Films oder zwischen Elektroden, wodurch sporadische Lichtbogenbildung und Schwankungen der Eigenschaften vermieden werden
Bei bestimmten Hoch- oder Niederdruckanwendungen wurden Öle bevorzugt, da sie im Vergleich zu Luft weniger (fast gar nicht) komprimierbar sind. Komprimierung oder Verdünnung würden den Abstand und damit die Kapazität zwischen den Elektroden unvorhersehbar verändern.

Klassische Audioverstärker basieren auf Vakuumröhren und werden häufig mit hohen Spannungen betrieben, was die Verwendung solcher hochspannungsfreundlichen Komponenten rechtfertigt. Moderne Verstärker auf Halbleiterbasis arbeiten jedoch bei (typischerweise) viel niedrigeren Spannungen und sollten daher keine starke technische Rechtfertigung dafür haben, weiterhin ölgefüllte Kondensatoren zu verwenden. Es gibt jedoch keine Erklärung für die spirituellen Überzeugungen von Audiophilen.

Fußnote: Öl wurde später in Leistungsschaltern größtenteils durch nicht brennbares SF6-Gas ersetzt, wodurch das Sicherheitsrisiko durch Öl beseitigt wurde. Vakuumbasierte Leistungsschalter werden jetzt auch in Hochspannungseinsätzen verwendet. Diese beiden Optionen scheinen jedoch bei Kondensatoren nicht weit verbreitet zu sein.

— Anindo Ghosh
quelle

Ich mag den Punkt, den Sie über den Unterschied in der Stromversorgungsspannung bei röhrenbasierten und halbleiterbasierten Verstärkern machen.

— jippie

Interessanter Punkt. Die Leute, die Öl-Tauchschaltgeräte verwenden, würden Vakuumröhrenkreise jedoch als "Niederspannung" betrachten. Die EG "Niederspannungsrichtlinie" gilt bis 1500V DC. Öl in Öl / Papier-Kondensatoren erhöht die Permittivität und verringert die Größe des Kondensators. Es zirkuliert in keiner Weise und spielt keine Rolle bei der Kühlung oder Lichtbogenunterdrückung. Seine Viskosität wird jedoch die akustischen Schwingungen in gewissem Maße steuern. Ein moderner Filmkondensator, der hart angesteuert wird, kann schwache Geräusche abgeben, wie ein ineffizienter elektrostatischer Lautsprecher. Wenn sich die Platten bewegen, muss sich vermutlich auch die Kapazität ändern.

— Brian Drummond

11

Als professioneller Ingenieur und Amateurmusiker war ich von dieser Frage fasziniert. Alles, was ich zu diesem Thema finden konnte, kann hier zusammengefasst werden ...

Viele elektronische Experten werden Ihnen sagen, dass es keine wissenschaftliche Erklärung dafür gibt, warum Papier in Ölkondensatoren Ihnen einen besseren Klang verleiht, wenn es in einer Gitarrenschaltung verwendet wird. In der Gitarren-Community ist es jedoch allgemein bekannt, dass in Öl eingelegtes Papier wärmer, glatter und glänzender ist als Kondensatoren aus Keramikscheiben, Mylar oder Polypropylen. Die ursprünglichen Bumble Bees und Black Beauties waren Papier in Öl und wurden von vielen als der "Heilige Gral" von Tone angesehen, was die Kondensatoren angeht.

Und von hier ...

Papier in Ölkappen (oder PIO-Kappen) sind nur eine Vielzahl von Kondensatoren. Andere sind aus Mylar, Keramik usw. hergestellt. In den Les Pauls der 50er Jahre wurden PIO-Kappen verwendet, und viele schätzen ihre klanglichen Qualitäten gegenüber moderneren Kondensatoren.

Die Auswirkung eines Kondensators auf den Frequenzgang und das Einschwingverhalten hängt von anderen Impedanzen in der Schaltung ab, in die sie eingebaut sind, sodass ein Kondensator als solcher keinen "Klang" haben kann.

Aber wir bewegen uns hier auf höchst subjektivem (und von manchen als religiös bezeichnetem) Territorium, und da ich kein Gitarrist bin, bin ich nicht qualifiziert, weitere Kommentare abzugeben ...

— MikeJ-UK
quelle

11

Es ist der gleiche Grund, warum Leute einen HiFi-Verstärker auf einer 80-Pfund-Granitplatte bauen, Operationsverstärker in ihren Designs vermeiden oder nur Lautsprecherkabel mit einer Stärke von 100 Gauge in Reingold verwenden: Sie sind keine richtigen Ingenieure und dafür anfällig ein Stück Wahrheit nehmen, es zu viel nehmen und alles andere ignorieren.

Wenn du liest:

Sei wärmer, glatter und habe mehr "Glanz"

oder

von vielen für den "Heiligen Gral" gehalten

das heißt wirklich:

Manche Leute denken, sie sind ordentlich, ohne besonderen Grund.

— Phil Frost
quelle

8

Nebenbei bemerkt ... Viele Audiophile neigen dazu, zusätzliche Freude zu haben, wenn sie wissen, dass sie in Geräte investiert haben, die Ton wiedergeben. Das Hauptproblem mit "Wärme" ist, dass sie alte Verzerrungseffekte erzeugen, die durch das Gedächtnis verdorben sind. Sehr genau wiedergegebene Musik wird oft als kalt, rau oder mechanisch verworfen, während ein Verwischen der Peaks (wie bei Röhrenverstärkern) und andere leichte Effekte der harmonischen Verzerrung den gewünschten Klang erzeugen. Es geht nicht um Treue, es geht um nostalgische Treue. Deshalb sind die älteren, teuren, weil nicht mehr relevanten Teile gefragt.

— Edwin Buck

2

@Edwin: Ich würde gerne Doppelblindstudien zu solchen Phänomenen sehen. Die Person, die argumentiert, dass Oldtimer oder teure (was auch immer) einen anderen Klang haben als neuere / billigere, kann das Material der Audioquelle und die Hörumgebung auswählen. Sie würden zehn Schaltflächen erhalten, von denen fünf zufällig ausgewählt würden, um eine "neue" Komponente zu verwenden, und von denen fünf eine alte verwenden würden. Wenn ihre bevorzugten Komponenten einen anderen Klang haben, sollten sie in der Lage sein, festzustellen, welche fünf Tasten sich von den anderen fünf unterscheiden. Welche Komponente klingt "besser" ...

— Supercat

2

... ist ein rein subjektives Urteil; Wenn jemand der Meinung ist, dass eine Aufnahme durch eine kuriose harmonische Verzerrung ästhetisch ansprechender wird, kann ich dem möglicherweise nicht widersprechen, vorausgesetzt, es gibt zumindest eine Kombination aus Quellmaterial und Hörumgebung, in der er den Unterschied tatsächlich erkennen kann . Wenn sie jedoch nicht zwischen ihrer bevorzugten und einer konventionelleren Komponente unterscheiden können, wäre jede ausdrückliche Präferenz unbegründet.

— Supercat

7

Wenn Sie einen historisch wichtigen Verstärker wie einen Leak TL12-Hi-Fidelity-Verstärker aus den 1940er Jahren oder einen Vox AC-30-Gitarrenverstärker restaurieren oder neu erstellen, ist es wichtig, die richtigen Teile oder die modernsten Alternativen zu verwenden.

Zu einer Zeit waren die besten und zuverlässigsten Hochspannungskondensatoren Paper-in-Oil. Also haben die ursprünglichen Designer sie benutzt, weil es keine gute Alternative gab. (Ich finde, sie neigen dazu, nach 40 Jahren oder so undicht zu werden)

— Brian Drummond
quelle

Vielleicht besteht der Unterschied zu den modernen Kondensatortypen darin, dass sich Papier-in-Öl-Kondensatoren im Feld als langlebig erwiesen haben? Wann hatten wir die Elektrolytkappen in ihrem aktuellen Format, wahrscheinlich um die 70er Jahre? Es ist wie ein Vergleich von Kunstwerken in Ölmedium (lange Geschichte, bekannte Alterungseigenschaften) mit den neueren Acrylfarben.

— Shimofuri

2

Ich habe einige Elektrolyseprodukte aus den 1930er Jahren, aber sie neigen dazu, eine niedrigere Spannung zu haben, und - selbst im Neuzustand - es wurde erwartet, dass sie nicht richtig funktionieren würden, bis sie sich beim Einschalten des Stromkreises reformiert hatten. "Das Handbuch des modernen Radios" sagt "bei einigen älteren Typen ist der Leckstrom sehr hoch und es kann zehn Minuten dauern, bis der Kondensator geheilt ist" (aus der Ausgabe von 1934!)

— Brian Drummond

4

Dieser Typ hat tatsächlich Messungen durchgeführt und Lissajous aufgestellt, damit wir zumindest einige Daten sehen können. Ich sehe ein paar gerade Linien, aber er sagt, das Papier / Öl sei "am saubersten", aber ich sehe ein paar gerade Linien (mit einigen bemerkenswerten Ausnahmen).

— Scott Seidman
quelle

1

Ich denke, diese Kurven zeigen, dass Polyester, Polystyrol, Polycarbonat, Polypropylen, Glimmer und Papieröl bei Niederspannungsanwendungen mit geringer Vorspannung gleichwertig sind. Gitarrentonkapseln haben mit Sicherheit eine niedrige Spannung (Bruchteile eines Volt) und keine Vorspannung.

— David Johnston

2

Möglicherweise tritt ein ungewöhnliches akustisches Verhalten auf, da die Folien des Kondensators eine gewisse Kraft von der Spannung über sie erfahren, was sich auf Papier, Mylar usw. unterschiedlich auswirkt.

Vor langer Zeit hatte ich einige ölgefüllte Glaskörperkondensatoren von einem Hochspannungsgerät eines alten Oszilloskops. Sie wurden für 40 kV oder dergleichen ausgelegt. Aber als ich 60 Hz Wechselstrom über sie legte (wahrscheinlich direkt von der Stromleitung. Es ist lange her), explodierten sie. Stelle dir das vor. Ich stelle mir vor, sie könnten die 60-Hz-Vibration nicht ertragen.

— Bobbi Bennett
quelle

Wenn ein Kondensator eine hohe Kapazität und einen hohen ESR aufweist, wird beim Anlegen einer Wechselstromversorgung viel Energie in den Kondensator geleitet. Diese Energie muss irgendwohin ...

— Peter Green