Проволочный конденсатор

Оригинальный конденсатор малой емкости для ламповой аудиоаппаратуры, звучание которого совмещает ясность хорошего конденсатора и основательность хорошего трансформатора. В статье дано описание особенностей конструкции конденсатора, расмотрены некоторые общие аудиозакономерности, даны рекомендации по использованию Проволочного конденсатора.
Backtomusic team

Существует мнение, что трансформаторные усилительные и корректирующие каскады предпочтительнее конденсаторных, поскольку чаще всего звучание усилителей с трансформаторными каскадами оказывется более основательным и «сочным». Тем не менее, трансформаторный каскад не лишен недостатков, чаще всего основательность индуктивных каскадов сопровождается меньшей ясностью звучания. Этот недостаток особенно заметен при прослушивании акустической музыки и вызывает дискомфорт.

Высокая ясность звучания тракта необходима далеко не во всех ситуациях. При прослушивании музыки в фоновом режиме, для танцевальной или просто плохо записанной музыки ясное воспроизведение не желательно, поскольку оно начнет подчеркивать и выводить на передний план музыкальный мусор. Во всех этих случаях трансформаторные каскады оказываются предпочтителнее.

Новизна конструкции заключается в том, что рабочая емкость конденсатора представляет собой паразитную межвитковую емкость катушки индуктивности, а обкладками конденсатора являются провода катушки.

Ситуация меняется на противоположную, когда дело касается музыки классической или любой другой «сложносочиненной», акустической музыки, особенно, если запись сделана на хорошем, аналоговом оборудовании. В этой ситуации каждая дополнительная крупица ясности ценится на вес золота. Меня достаточно долго занимала проблема, как практически совместить ясность хорошего конденсатора с основательностью хорошего трансформатора и, на мой взгляд, мне удалось решить эту проблему с помощью Проволочного конденсатора, способного, как выяснилось, звучать одновременно, и ясно, и основательно. Новизна конструкции заключается в том, что рабочая емкость конденсатора представляет собой паразитную межвитковую емкость катушки индуктивности, а обкладками конденсатора являются провода катушки. Новорожденная радиодеталь, по своей сути, является гибридом конденсатора и трансформатора, что позволяет, при определенных условиях «вытащить» из нее желанные ясность и основательность.

Экспериментальные проволочные конденсаторы, представленные на фото №1, намотаны медным, изолированным проводом на выточенных из старого, твердого, сухого дерева каркасах. В процессе разработки были опробованы два варианта намотки, различно влияющие на звучание конденсаторов.

Прецизионный проволочный конденсатор.

В случае, когда от конденсатора требуется максимальная ясность и точность звучания (например для использования в тестовом тракте), а габариты не имеют значения, каркас вытачивается в виде цилиндра высотой 10-15 см и диаметром 3-4 см, поверхность цилиндра полируется. Вверху и внизу цилиндра, в определенных местах сверлятся по два отверстия диаметром 0.9 мм, в которые затем вставляются медные, луженые выводы диаметром 1 мм. Входные выводы располагаются на одном торце каркаса и ориентируются снаружи внутрь дерева, выходные выводы располагаются на противоположном торце, и ориентируются изнутри каркаса наружу (направленность выводов необходимо определить заранее). Далее необходима катушка провода диаметром около 0.1 мм, свободный конец которой является началом провода. Этот конец соединяется с одним из входных выводов каркаса, и затем виток к витку, по часовой стрелке мотается первая обкладка конденсатора, конец которой по завершении припаивается к одной из выходных клемм. Вторая обкладка мотается аналогично первой, поверх предыдущей и соединяется с оставшимися клеммами (на фото 1 у прецизионного проволочного конденсатора на заднем плане слева и справа видны две входные клеммы). Входом прецизионного конденсатора является входная клемма внутренней обмотки, выход берется с выходной клеммы внешней обмотки. Емкость конденсатора получается порядка 7 нФ, индуктивность каждой обмотки — примерно 9 мГ.

Компактный проволочный конденсатор

Когда от конденсатора требуется компактность, подойдет каркас длиной 3-4 см с бортами высотой 3 — 10 мм. Обкладки мотаются сразу в два провода внавал (предварительно необходимо убедиться, что у обеих сматываемых катушек свободный конец является началом провода). Компактная модель имеет несколько худшую ясность, чаще всего не принципиальную, при этом 750 витков сдвоенного провода диаметром 0.1 мм на каркасе диаметром 2-3 см. дают емкость 10 нФ, 1100 витков — 15 нФ. Провода наматываются и соединяется с клеммами по тем же правилам, что и предыдущий вариант. В компактном конденсаторе после его сборки необходимо опытным путем выбрать пару выводов с наилучшим звучанием.

Конденсаторы имеют выраженную пространственную направленность, их необходимо устанавливать вертикально на торец, при этом вход конденсатора должен находиться вверху так, чтобы аудио сигнал проходит свой путь сверху вниз по часовой стрелке.

Обе конструкции проволочных конденсаторов обладают ярко выраженной направленностью. При монтаже каждый конденсатор должен соединяться с соседними компонентами в соответствии со схемой Электрических Контуров. Конденсаторы так же имеют выраженную пространственную направленность, их необходимо устанавливать вертикально на торец, при этом вход конденсатора должен находиться вверху так, чтобы аудио сигнал проходит свой путь сверху вниз по часовой стрелке. Конденсаторы крепятся к шасси через центральное отверстие латунным болтом, направленность крепежных болтов должна быть так же сверху вниз.

В случае, если необходим конденсатор с хорошей основательностью звучания, его необходимо мотать более толстым проводом на соответствующем большом каркасе.

Музыкальные свойства проволочного конденсатора подтвердили несколько, как известных, так и не очень известных аудио-закономерностей. Свойства звучания компонентов, по возможности, оценивались «при прочих равных».

  • Основная причина, по которой трансформатор чаще всего звучит приятнее конденсатора, заключается в том, что изначальная окраска материалов, из которых изготавливаются трансформаторы, более гармонична на слух. Трансформатор сделан из железа и меди, а конденсатор - из алюминия и бумаги. По моему опыту, лучше всего здесь звучит медь, затем идет железо, затем алюминий и хуже всех - бумага. Таким образом, стандартные конденсаторы, даже с медными обкладками практически всегда проигрывают трансформаторам.
  • Окраска старых материалов приятнее, гармоничнее современных. Это необходимо учитывать при оценке звучания различных по конструкции компонентов разных годов выпуска.
  • Основательность звучания (безотносительно к музыкальности) можно улучшить заменой отдельных компонентов на более массивные.
  • Ясность звучания лучше у конструктивно более простого компонента. Это так же верно для каскада компонентов и всего аудиотракта в целом. По этой причине среднестатистический конденсаторный каскад звучит яснее трансформаторного.
  • В аудиотрактах лак выполняет функцию диэлектрика лучше масляной бумаги и тем более лучше любых современных синтетических диэлектриков.
  • С точки зрения музыкальности звучания, наилучшие результаты получаются, когда обкладки конденсатора намотаны старым проводом. Я использовал для этих целей межкаскадные трансформаторы «Ferranti» производства 1920х годов (фото №2) с которых, благодаря удачной конструкции, можно смотать провод, не повредив его высохшую от времени изоляцию.

Проволочные конденсаторы можно использовать не только в качестве проходных или корректирующих. Группа конденсаторов с объединенными входами - это наилучший по звуку вариант регулировки громкости в усилителе для проигрывания грампластинок пьезо-картриджем. Здесь конденсаторы различной емкости последовательно подключаются параллельно клеммам картриджа с помощью переключателя, чем и обеспечивают изменение амплитуды выходного сигнала головки. Преимущества такой регулировки громкости заключаются в том, что из схемы исключается переменный резистор или многовыводной трансформатор, каждые из которых, с моей точки зрения, в той или иной степени выполняют свою функцию неудовлетворительно.

На практике для регулятора был использован переключатель от детекторного приемника 1920х годов, как наиболее музыкально звучащий из всех имеющихся в наличии (фото №3). Из другого похожего приемника был взят бакелитовый секционированный каркас от ВЧ катушки, на котором и были намотаны девять обмоток с емкостью от 400 пФ до 6 нФ c последовательным изменением емкости по экспоненте. Контакты переключателя, каркас и весь крепеж конструкции были правильно сориентированы, для чего неподходящие детали были заменены направленными в нужную сторону, так же ради плавности регулировки в оригинальный переключатель были добавлены два контакта. Для исключения наводок переменного тока во время регулировки, родная, бакелитовая ручка была заменена экранирующей латунной шайбой, вырезанной из отжившей свое древней посудины. Каркас прикреплен к переключателю с помощью трех болтов и зубчатого колеса, изъятых из остатков фонографа для проигрывания валиков (фото №4). Болты с необходимой направленностью были выточены из стальной оси фонографа. Окончательный вариант регулятора громкости изображен на фото 5, а внешний вид деревянной панели проигрывателя с установленным заподлицо переключателем - на фото 6.

Антон Степичев, 02 марта 2010 г.

Комментарии - форум АМЛ+

АМЛ+: - RE: схемотехника vs создание и подбор компонентов на слух.

Попробую внести, может быть спорную, но тем не менее ясность в обсуждаемые вопросы.

  1. Ни одна нарисованная на бумаге схема не может звучать. Звучать может только реализованная схема. Схемы, нарисованные на бумаге, могут обладать только объективными параметрами, которые при желании можно, причем достаточно точно, расчитать. В этом смысле, чем больше сопротивление анодной нагрузки триода (при заданном токе анода), тем меньше триодный каскад выдаст нелинейных искажений, а трансформатор в аноде в том же смысле хуже чем резистор, поскольку трансформатор в отличие от резистора существенно ограничивает полосу частот и вносит заметные нелинейные искажения на низких частотах.
  2. Итак, звучит не электрическая схема как таковая, а замкнутые в контуры (по Антону) электроэлементы. Причем чем меньше таких контуров в электрической схеме (принцип кратчайшего пути сигнала) и чем лучше по звуковым качествам имеющиеся в распоряжении электроэлементы, тем лучше данная схема подходит для реализации усилителя. Кстати, в этом смысле однотактный усилитель всегда должен звучать лучше двухтактного, выполненного на тех же электроэлементах.. Если у вас в распоряжении очень хорошие по звуковым качествам резисторы и конденсаторы и наоборот посредственные межкаскадные трансформаторы, то усилитель следует делать на резисторах. Это главное правило выбора схемы усилителя. Причем оно распространяется на все используемые в усилителе электроэлементы и проводники.
  3. Качество звучания усилителя ни как не связано с его объективными параметрами. Объективные параметры аппарата проявляются только заметностью тех или иных линейных или нелинейных искажений и шума.
С уважением, Анатолий Лихницкий.

Вопросы и комментарии:

  • Антон здравствуйте! Хочу попробовать сделать Ваш конденсатор. Подскажите пожалуйста! Годится ли для него литцендрат? Есть много тонкого 0,07 МГТФ. Или оптимально моножила 0.1?

    • Моножила оптимальна, а литцендрат вообще не подходит. Моножилу можно взять из первичной обмотки какого-нибудь старого трансформатора, в принципе можно использовать любой диаметр, но тоньше 0.1мм может порваться при намотке, а толще 0.2мм — размер конденсатора будет большим.
      Важно заранее определить направление провода и мотать по правилам, если начала проводов окажутся снаружи конденсатора, то звучать будет ни то ни се.

  • Антон, очень я удивился! Пробовать долго сомневался, но взял, что под рукой, деревянную катушку от ниток и МГТФ 0.07, по направленности, все как учили, намотал в 2 провода, 5 метров. Получилось меньше 300пф. Включил прямо на колпачек лампы одного канала. Очень чисто и особенно заметно «рельефно», густо что ли. Послушал, дай думаю подключу для сравнения обычный путь, так через обычный конденсатор, уже слушать нельзя, плоский звук!!! ( слушал один канал). Теперь слушать «по старому» уже не смогу. Надо садиться за изготовление конденсаторов. С драйвера на 300В (в сетке 470к) наверное уже сложно, но это второй этап.

  • Антон, здравствуйте! Подскажите пожалуйста! Только сейчас дошло, что я установил конденсатор началом обмотки ВНИЗ, а не как Вы рекомендуете ВВЕРХ… Нужно переустанавливать?

    • Последовательность расположения вводов становится действительно важной, когда наведен порядок с ВН шасси, катушки и крепления катушки к шасси. Последовательность сборки конденсатора такая:
      1) Определяется продольная направленность катушки, на которую будет мотаться конденсатор
      2) Из моножилы 1мм делаются выводы и с натягом вставляются в просверленные в катушке отверстия, сонаправлено с катушкой.
      3) Наматывается обмотка конденсатора по правилу Буравчика
      4) Конденсатор устанавливается на шасси сонаправлено с ним
      5) Продольная составляющая винта крепления конденсатора к шасси так-же должна быть сонаправлена с катушкой и шасси.

      Пока нет достаточного опыта, сложно разобраться, по каким именно причинам меняется звук в конденсаторе при его переворачивании или-же, по каким причинам звук не раскрывается в достаточной степени ни в одном из положений — переменных слишком много. Разобраться с этим по быстрому не получится, попробуйте пока оба варианта и оставьте тот, который больше нравится.

  • Спасибо! Уже 5й раз перематываю (мотаю одновременно с 2х одинаковых катушек) Перемотка связана с «приходом мыслей» по улучшению технологии намотки и типа контактов… Звук очень нравится. Все делаю по Вашему руководству. Удивился «зудению» в одном канале, переложил накальные провода драйвера, лучше, но «зудит» оказалась, наводка от стоящего ниже в стойке(сантиметров 10) фильтра, точнее от блока питания индикатора, алюминиевая или пермаллоевая (странно но одинаково) пластина сверху фильтра убирают зуд начисто. Емкость выбрал 15Н. Мотаю на очень старых катушках от ниток. Как ни странно направление на катушке (маятник) четко отслеживается, по нему и мотаю…

  • В догонку. 5й вариант намотки, пожалуй самый удачный. Сильно поубавил на варианты, 2 катушки по 1.5 км. провода, но того стоит. Слышал, что один из самых сложных тестов, это правильное воспроизведение аплодисментов. С Вашим конденсатором это не какие то шлепки, а реальные аплодисменты. Короче, здорово. Еще раз спасибо Вам, за Ваш труд и за то, что Вы делитесь своими наработками.

    • Юрий, спасибо за независимую проверку темы, это важно. Если какие вопросы — обращайтесь.

  • Сделал я себе резистор для RC фильтра методом, описанным в статье. Мотал проводом ПЭВ 0.23мм на деревянном цилиндре диаметром 40мм, с учётом направленности. Результат — два резистора по 4.2 Ом, заметное улучшение ясности и немножко индуктивности в фильтр.

    • Резисторы, да, по тем-же правилам мотаются. Если правильно сделать резистор подстройки фона для выходной прямонакальной лампы, то при замене заводского резистора на самодельный, эффект будет не меньше, чем при замене конденсатора драйвера. На фото начинки ЭР этот резистор установлен слева от AL1 — деревянный столбик, на который намотана нихромовая проволока. Движок сделан из рояльной струны в виде кольца с отогнутыми выводами, одевающегося на столбик с натягом. Круговая направленность струны должна совпадать с круговой направленностью проволоки резистора.

  • Еще раз убедился во влиянии «тонких материй» на проволочный конденсатор. При макетировании, все понравилось, объем, натуральность, густота звука… Собрал окончательно, слышу, что то не то, нет первоначального объема, ясности… Думал не долго, ясно, что что то я сделал не так. Я уже писал, что конд. торцом ловит (примерно с 15см) со стоящего полкой ниже фильтра, «зуд» с платы индикатора (вольтметр/измеритель искажений сети). Расположение пермалоевой пластины сверху индикатора, «зуд» убирала. Не долго думая, разместил пластину (с две пачки сигарет) из пермаллоя на нижней крышке (1см. ДВП) усилителя, на против катушек. Зуд пропал начисто, но и звук съелся… Пластина пермаллоя была примерно в 1см. от торцов катушек, может через нее и «замыкались» (коротились?) магнитные поля конденсаторов? Пластину убрал, разместил такую же по размеру медную фольгу. Зуда нет, а звук вернулся… Шасси не магнитное (нержавейка). Век живи, век учись.

    • Возможно было бы достаточно просто перевернуть пермаллоевую пластину, чтобы восстановить звучание макета. Вероятно с пермаллоем вы просто не попали в направление, а с медью попали достаточно точно. Я это говорю, тк когда-то именно из-за желания понять, почему происходят подобные вещи обнаружил, что направленность трехмерна и чтобы звук не деградировал с добавлением в тракт каждого нового элемента, направленность этого нового элемента должна быть согласна с направленностями соседних предметов. Этот трехмерный паззл точно составить невозможно, но даже частичное его составление достаточно, чтобы почувствовать некие новые эмоции в музыке.
      Попробуйте поставить в тракт забракованную пермаллоевыую пластину, переверните ее другой стороной, послушайте, потом развернув ее на 180 и снова послушайте. Или медную так-же покрутите, возможно (и скорее всего), что ее положение не оптимально и она еще способна дать несколько более живой звук вашей системе.

  • Антон, подскажите пожалуйста! Направленность экранирующей пластины должна быть на встречу катушке (снизу вверх) или продолжением направления катушки (сверху вниз)?

    • Юрий, общее правило — при соприкасании двух и более поверхностей, векторы этих поверхностей дожны быть максимально сонаправлены. Другими словами — любые встречные включения отрицательно сказываются на ясности звучания конструкции.

  • В догонку… 1. Из чертежа направленности в акустической системе, понял, что направленность нижней стенки, ВНИЗ. Очевидно такая же направленность должна быть у экранирующей пластины, расположенной на ней, ВНИЗ.
    2. У меня направленность дна усилителя (1см. ДВП) «не правильная», вверх. Переделать?

    • Из чертежа направленности в акустической системе, понял, что направленность нижней стенки, ВНИЗ. Очевидно такая же направленность должна быть у экранирующей пластины, расположенной на ней, ВНИЗ.

      Да. При этом надо учитывать и продольные составляющие Векторов деталей, они тоже должны быть максимально сонаправлены.

      У меня направленность дна усилителя (1см. ДВП) «не правильная», вверх. Переделать?

      Не могу точно ответить на этот вопрос. Схема корпуса ЭР составлена относительно громкоговорителя, она верна для любой АС. Но, возможно, схема корпуса без громкоговорителя будет иной, и разница скорее всего будет именно в поперечной направленности дна корпуса. То-есть это будет схема АДАС, с поперечной направленностью дна снизу-вверх.
      В этом случае корпус будет отлично стыковаться со столешницей, которая, по моему опыту, всегда должна быть направлена снизу-вверх и в сторону слушателя. Так-же на такой корпус можно без проблем устанавливать сверху другой корпус, собранный по аналогичной схеме. Но чтобы убедиться в правильности того или иного варианта, надо аккуратно собрать пару-тройку корпусов, проблема в том, что я в последнее время работаю только с моноблоками, этот вопрос соответственно повис в воздухе.

      В общем, переделывать дно в слепую не стоит. Если есть возможность достаточно просто попробовать так и эдак, — тогда да, имеет смысл проверить этот момент.
      Соответствие Направленности днища (или боковых стенок, если корпус стоит на них) можно узнать по косвенным признакам, но это не просто. При прослушивании музыки повертите усилитель на 180 градусов в плоскости, переверните его, поставьте на бок, возьмите в руки. Если он звучит лучше всего как-то задом наперед или вообще у вас на руках, а при установке на столешницу ясность звучания в той или иной степени снижается во всех вариантах (уменьшается воздушность, выразительность), то у вас проблемы либо со столешницей, либо с корпусом. Следущий шаг попробовать установить корпус на референсную деревянную доску с направлением снизу-вверх от источника к слушателю. Если при этом звук так-же будет затыкаться, то проблема с направленностью корпуса, если нет, — проблема со столешницей. Дальше уже продолжать по обстоятельствам.

      Так-же надо заранее проверить крышку усилителя, если звук сильно деградирует после того, как вы закрываете усилитель крышкой, то поперечная проекция Вектора крышки направлена внутрь. Такую крышку надо переделывать так, чтобы ее Вектор был направлен на слушателя и изнутри-наружу.

      Еще раз в двух словах — направленность у боковых стенок, крышки и передней панели любого корпуса должна быть изнутри-наружу и на слушателя. У корпуса усилителя неизвестна поперечная составляющая Вектора днища и непонятна Направленность задней крышки, кроме ее вертикальной составляющей, которая вероятно должна быть «снизу-вверх».

  • Антон, здравствуйте !
    В ходе экспериментов я выделил 3 способа фиксации краев провода :

    1.на запрессованый провод 1мм, как в статье

    2.на деревянный колышек вместо провода, вывод без разрыва.

    3.в косое отверстие, соединяющее бок цилиндра с торцом, для надёжной фиксации в это отверстие делается пара витков.

    Первые два эквивалентны, что насчёт третьего ?

    • Третий способ лучший, я в трансформаторах только так и делаю http://www.backtomusic.ru/wp-content/uploads/2018/08/acme_transformer-01.jpg.
      Там есть одна хитрость — провод надо вдевать в отверстие сонаправлено со щечкой, возвращать витки снаружи. Если неправильно навить несколько витков ( пять это минимум для провода 0.1мм) , звук потеряет часть своего обаяния, что будет обидно из-за такой ерунды. Соответственно, если выводы намотаны правильно, то и припаивать к конденсатору соединительные провода нужно сонаправленно с выводами, тогда из конденсатора можно вытянуть его максимум.

      Общее правило: провод, продетый в отверстие детали с обратной направленностью теряет часть ясности звучания и хуже интонирует. Это особенно заметно при продевании провода в отверстие в шасси, так-же касается изоляции проводов, ферритовых колец, етс.

Добавить комментарий:

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *