DSPiy Forum

Quelle capa de liasion choisir ? Je suis tombé récemment sur cette réponse d'un Application Engineer d'Analog Devices
https://ez.analog.com/thread/3465
Il résume bien ce que j'ai pu lire et apprendre au cours des dernières années, en faisant le tri de ce qui se raconte de farfelu sur les forums. Ca méritait un petit article in french et quelques compléments.

Role
Le but de ces condensateurs est de bloquer le courant continu.
Souvent pour protéger l'élément en aval du condensateur d'un courant continu présent en amont (exemple : protéger un ampli d'une composante dc présente en sortie de la source)
ou
protéger l'élément en amont d'une composante continue présente en aval (exemple : un bias présent en entrée d'ampli)
ou les deux
ou deux bias dc de valeur différente en amont et en aval.

Critères de choix
Pour un condensateur en général, plusieurs critères sont à regarder : stabilité valeur, tenue en température, ESR, etc.
Pour un condensateur de liaison audio, la qualité primordiale est la linéarité sur la bande audio, cad impact minimal sur la THD. Ne pas apporter de bruit non plus. Le reste est secondaire vu les conditions d'utilisation.

On choisira son condensateur le plus performant possible selon les critère habituels :
- disponibilité
- prix
- encombrement
- contrainte de montage cms ou traversant

Valeur
Pour bloquer le continu, n'importe quelle valeur de capacité convient.
Mais, par sa seule présence, le condensateur créé un filtre passe-haut avec l'impédance d'entrée de l'élément en aval. La fréquence de coupure -3dB de ce filtre est 1/(2 Pi Rin Cin)
Donc selon Rin, la valeur de Cin aura son importance.

En audio, la valeur typique d'un condensateur de liaison peut aller de 100nF à 10µF
- pour un étage d'entrée haute-impédance de 1 Mohm ou plus, Cin=100n suffit (Fc<2Hz)
- pour un ampli dont Rin=3.6k seulement et qui doit reproduire les infra, on visera plutot 10µF (Fc=4.4Hz)
- le cas typique c'est une impédance d'entrée autour de 20 à 40k, et la valeur archi classique de Cin est 2.2µF (Fc autour de 2 à 4Hz)

Tension
Vu l'usage, ce sont des tensions plutot faibles. Un condensateur 16V ou 25V suffit. Rarement un critère discriminant.

diélectrique
La performance d'un condensateur est essentiellement dictée par son diéelectrique. On va regarder 4 grands classiques :
- film
- electrochimique
- céramique
- tantale

l'heure du choix

tentative d'arbre de décision.

Un critère infuent est la présence ou pas d'une tension de polarisation (bias).
Sinon, low ESR c'est toujours mieux, même si en soi ce n'est pas un critère décisif.

Si traversant convient et que la taille importe peu, pas la peine de tergiverser: condensateur film type films métallisé avec dielectrique au polypropylene (PP) ou Polyethylene (=polyester = PET qui sont plus petits) ou au polystyrène ou encore teflon(PTFE). C'est excellent dans tous les cas, bias ou pas. On ne fait pas mieux. Je ne rentre pas dans les détails de comparaison entre ces types de film qui sont du domaine de la subtilité.
contrainte : taille importante, cout , disponible jusqu'à 4.7µF pas au-delà.

Si traversant et présence d'une polarisation, un electrochimique de qualité sera excellent. Très linéaire. La H2 chute quand bien polarisé. Exemple de très bon electrochimique: Elna silmilc ou équivalents. On trouve des electrochimiques dans la plupart des appareils pro.
S'il n'y a pas de polarisation, un electrochimique non polarisé ou bipolaire s'impose. Exemple d'un très bon: nichicon muse
D'ailleurs, meme polarisé un bipolaire (ou double polarisé en série) c'est mieux que electrochimique simple mais c'est un peu plus cher alors les industriels font l'impasse.
avantage : disponible en grande valeur, moins cher que les films (encore que, les gamme audiograde souffrent de la surcote audiophile), empreinte plus faible que les films dans ces valeurs.


Si le condensateur doit etre CMS, ça se complique car le choix est restreint dans ces valeurs.

- condensateurs film : toujours ce qui se fait de mieux, malheureusement pas disponible en valeur de plus de 1µF, très gros , ne se soude pas sans risque a la machine, du coup peu utilisé en grande production et ils sont très chers (4E). Panasonic EPCU 16V:1210 serait un tres bon choix si 1µF suffit. WIMA fait aussi des PET (polyester) en cms.

- electrochimique polarisé cms : même commentaires que traversant

- tantale : autant ça ne viendrait à l'idée de personne d'utiliser du tantale en condensateur de liaison traversant, autant en cms il se glisse dans le classement. Moins cher, moins gros que les electrochimiques alu et existe dans ces valeurs. Le condensateur tantale est une variante d'électrochimique et se comporte lui aussi mieux si polarisé. Il est cependant nettement moins linéaire qu'un elecrochimique aluminium et bien sur moins qu'un film. (C Bateman référencé plus bas a mesuré les tantale goutte en petit signal a plus de 10x la distorsion d'un electrochimique bas de gamme et ca ne s'améliore qu'un peu une fois polarisés. Il les a exclus de ses tests. Il n'a pas fait de tests de CMS)

- céramique. NPO-COG c'est pas mal mais pas disponible dans les valeurs qu'on désire (je ne connais pas de COG en 1µF). Donc ce sont des X7R qui sont utilisés. X7R c'est pas cher, petit, répandu, et nettement moins performant. Avant derniers du classement avec des distos pas négligeables. Le tantale étant le moins recommandé.

Effet dans les basses fréquences:
La distorsion est souvent mesurée à 1kHz. Il s'avère que pour la plupart des condensateurs (céramique, electrochimique, tantale) la distorsion est plus forte dans les basses fréquences, ie 100Hz et en dessous. Les distorsions sont rarement publiées et encore moins dans ces fréquences qui pourtant nous intéressent beaucoup.


Au delà des propos d'audiophiles, des mesures de distorsion sont disponibles sur le web en cherchant bien. Je cite une série d'articles de Cyril Bateman qui fait référence. Il a fait des mesures plutot exhaustives et très sérieuses intitulée Capacitor Sound, publiées en 2002/2003 dans Electronic World, maintenant disponibles sur son site. (66 pages quand même au total !)
https://linearaudio.nl/cyril-batemans-c ... -articlesd)

Il n'y a pas de tableau de synthèse, faut tout lire !
extrait : mesures à 1kHz
1 µF film polypropylene : mesure à 3Vrms sans polarisation distorsion non mesurable (< -130 dB). idem avec bias.
10 nF X7R : mesure à 3Vrms sans bias H2 -80dB , H3 -60dB , H4 -105dB , H5 -85dB , H6 -110dB , H7 -100dB.
10 nF COG : mesure à 3Vrms avec bias H2 -122dB , H3 -128 dB le reste non mesurable (pareil pour 100nF. Encore mieux sans bias)
1 µF/63V electro aluminium , sans bias, mesuré à 1Vrms : H2 -86dB, H3 - 104dB le reste non mesurable
1 µF/63V electro aluminium , avec bias de 6V, mesuré à 1Vrms : H2 -107dB, H3 : -104dB, le reste non mesurable. Disto variable selon le bias.

Il faut avoir une certaine ouverture d'esprit.
La technologie évolue dans certains domaines, et l'on peut se contenter de se limiter aux technologies de base.
Pour les valeurs, attention, il faut prendre en considération les tolérances de base et dérives en température.

Bref, créer des règles n'est pas si simple et pas toujours nécessaire non plus.

Y'a la hiérarchie des coefficients K ici http://optimisetonampli.chez-alice.fr/passif.htm
Ou sinon on prend des cannettes PIO comme certains
Remarque j'ai bien des Siemens Orange des années 80 chez moi... Aussi ce serait intéressant de trouver des références en CMS, on en voit pas souvent!

T'as oublié de préciser, pour les rookies, qu'un filtre crée forcément un déphasage sur le HP.

Intéressant,
une petite synthèse technique ne fait jamais de mal. Sur ce que tu dis à propos de l'AOP en montage non inverseur : même si les AOPs ont une impédance quasi infinie, on trouve quand même des R gnd en entrée : à quoi servent-elles sinon déterminer l'impédance d'entrée ? Ca voudrait dire qu'on peut monter juste une capa de liaison en entrée ?

androuski a écrit :Intéressant,
une petite synthèse technique ne fait jamais de mal. Sur ce que tu dis à propos de l'AOP en montage non inverseur : même si les AOPs ont une impédance quasi infinie, on trouve quand même des R gnd en entrée : à quoi servent-elles sinon déterminer l'impédance d'entrée ? Ca voudrait dire qu'on peut monter juste une capa de liaison en entrée ?

Oui, mais il n'est pas bon d'avoir un ampli avec une impédance d'entrée très grande, il va ramasser tous les parasites qui trainent.
Alors, on fixe le potentiel, après la capa, comme sur les amplis à lampes par exemple : 1Mohms entre la grille et la masse (et 1k en série près de la grille pour filtrer la HF : grid stopper)

Des valeurs de 22 ou 47k pour les aop et semi conducteurs est plus appropriée.

le post#2 est rempli.

androuski a écrit : Sur ce que tu dis à propos de l'AOP en montage non inverseur :

t'as raison c'est pas clair cette phrase. Selon les amplis l'étage d'entrée peut etre différent, je n'aurai pas du prendre cet exemple; je modifie.
Sur le fond, rien ne change : on choisit la valeur de Cin en fonction de Rin et de la Fc qu'on veut.

Merci Philby pour cette réponse claire - il faut dire que pour une fois j'avais l'impression de pas poser une q° trop c.n

manudrz a écrit :T'as oublié de préciser, pour les rookies, qu'un filtre crée forcément un déphasage sur le HP.

c'est parce que je tente de parler des vrais sujets
Déphasage d'un filtre du premier ordre avec Fc =4Hz sur la bande audio : voir jEQ

Le plus dur c'est de tordre le cou au mythe des capas electrochimiques pas si mauvaises quand utilisées a bon escient.

pour entrée haute-impédance j'ai en tete l'entrée HiZ d'un preamp ou ampli instrument. En général 1Mohm.

en continuant le lecture attentive de ses articles, je module un peu les commentaires sur les electrolytiques.
C Bateman trouve que les electrolytiques polarisés a leur optimum montrent une chute de H2. On a souvent dit que leur polarisation optimum était a la moitié de leur tension nominale ce que ses mesures invalident. Il a trouvé des optimums différents selon les capas testées et selon les fabricants. Difficile a prévoir.
Les Elecrollytiques non polarisés sont excellents en l'absence de bias. Un peu de bias fait remonter leur distorsion, sans toutefois atteindre celle d'un electrochimique polarisé a son optimum. Donc si electrochimique, il y a quand même bien intérêt a choisir du non polarisé.

Le film l'emporte toujours largement. Le meilleur dans ce qui est disponible est PP (polypropylene metallisé, MKP en dénomination commerciale) et le choix le plus économique de bonne qualité étant PET métallisé.

Quant aux tantale goutte, il les a carrément exclus. Dix fois plus de disto en bas signal (0,3V) que les electrochimiques bas de gamme. Ca s'améliore un peu avec un bias. Il n'a pas testé de tantale CMS. Aucune capa CMS du tout d'ailleurs.

Le PET, polyéthylène téréphtalate (en français se dit Polytéréphtalate d'éthylène d'apres wikipedia) c'est une sorte de polyester donc PET et ployester pour les capas c'est pareil. Je croyais parler de deux sortes différentes.correction : il y a bien deux sortes, Polyester PET (Polyethylene Terephtalate) et Polyester PEN (Polyethylene Naphtalate). PET et PEN sont très proches.
WIMA fabrique des PET CMS jusqu'à 6.8µF.
En 2.2µF/63V c'est du format 2824 (7.2 x 6.1 mm). Près de 4E pièce. Ca se mérite
http://www.wima.com/EN/smdpet.htm
http://www.mouser.fr/ProductDetail/WIMA ... lNAWKiM%3d

Oh c'est top ces petits WIMA PET CMS, j'avais encore jamais vu cette série !
Il y a la valeur qui m'intéresse en +

Un PDF Eurofarad qui fait un bon résumé aussi

Oulà, pépite Je ne connaissais pas Eurofarad, la haute couture du condo! Ils font semble t il des condensateur film dans toutes les bonnes matières (PP, PET, PEN, PPS, PTFE=teflon) et aussi PC (polycarbonate) ce qui est devenu super rare. Bayer, le seul qui faisait des films en polycarbonate en masse a cessé sa production en l'an 2000. Ca doit couter un bras d'en obtenir encore !

J'ai aucun mérite, c'est la pieuvre G**gle qui me l'a trouvé! Le PDF est bien fait oui, y'a de la couleur moi jsuis content Je connaissais juste de nom.
Le CSA me fait signe que je dois mentionner le nom d'au moins un concurrent https://duckduckgo.com/

J'ai acheté récemment ces Siemens pour mettre à l'entrée de mes MyRef (LM3886+LM318) dans 100KΩ. Des antiquités de 1987, je sais pas si c'est une bonne idée. Je les ai mesurés et la plupart sont à 18/19nF, légèrement en dessous. Ces modèles revenaient dans énormément de lectures.

C'est classé comme non-polarisé mais il y a quand même un sens à respecter. Comme pour tous les styroflex d'ailleurs, et beaucoup de tantales sous peine de boum-boum. Les miens ont un petit trait noir d'un côté, qui correspond au +, je crois

Lorsque ses dimensions ne le permettent pas (tantale par exemple) un point de repérage est alors placé au plus près du fil correspondant au +.

Pour de l'audio c'est tout de même mieux du TDK.

alka a écrit :Oulà, pépite Je ne connaissais pas Eurofarad, la haute couture du condo! Ils font semble t il des condensateur film dans toutes les bonnes matières (PP, PET, PEN, PPS, PTFE=teflon) et aussi PC (polycarbonate) ce qui est devenu super rare. Bayer, le seul qui faisait des films en polycarbonate en masse a cessé sa production en l'an 2000. Ca doit couter un bras d'en obtenir encore !

Il y a aussi Sic Safco, ils sont à Argenteuil. Je suis allé chez eux en novembre 2005 chercher une cg de condos electrochimiques Felsic pour des zenquitos.