Audio Perfection Forum
"Поющие" конденсаторы - Версия для печати

+- Audio Perfection Forum (https://www.audio-perfection.com/forum)
+-- Форум Вопросы конструирования, CAD, Технологии изготовления, Применение компонентов, Ремонт и модификации промышленной аппарат (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=20)
+--- Форум Особенности использования пассивных компонентов (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=38)
+--- Темы: "Поющие" конденсаторы (/showthread.php?tid=408)

Страницы: 1 2

"Поющие" конденсаторы - begemot - 06-29-2016

Напомнили тут в чате...
Сопсна эта проблема сначала возникла под псевдонимом "поющие" индуктивности. Поскольку последнее встречается чаще.
А поют они обычно достаточно похоже, хотя механизмы совершенно разные.
Пару лет назад один из заказчиков пожаловался на то что он купил систему с SSD, а она шумит при загрузке как будто там
работает обычный "механический" диск драйв.
Начали разбираться. Идентифицировать что конкретно поёт с наскока не получилось. Т.е. на одной борде была явно дефектная индуктивность, плохо склеенный феррит.
Но когда протестировали ещё десяток плат, вюаснилось что они все "поют". Немного потише, но поют.
Попробовали локализовать, поменяли индуктивности в подозреваемом регуляторе,
попробовали даже самодельные индуктивности без сердечника,
залили их эпоксидкой, потом залили всю подозреваемую область борды эпоксидкой-ничего не менялось.

Сделал мелкий микрофон, в Диджикее есть 2мм капсюли. Поскольку направленность микрофона обеспечивает очень маленькую разницу фронт/тыл, основной фактор обеспечивающий определение "поющих" компонентов - расстояние до них. Соответственно, маленький микрофон который перемещается близко от платы (ну например на расстоянии 5мм)
должен позволять достаточно хорошо идентифицировать излучающий компонент.
Но самое интересное-оказалось что излучает в основном сама плата. Т.е. пока двигаешься параллельно плате - амплитуда почти не меняется.
Подходишь к краю платы-амплитуда падает.
В результате разных экспериментов выяснилось что источником "пения" являются керамические конденсаторы.
Но "поют" они не сами по себе. Да, их кузов деформируется при изменении напряжения. Причём эта деформация тем больше, чем больше поляризующее напряжение. По моим наблюдениям, при одной и той-же амплитуде переменного напряжения пение громче при большем постоянном напряжении.
Что соответствует данным приведённым в http://www.kemet.com/Lists/TechnicalArticles/Attachments/62/2007%20CARTS%20-%20Reduced%20Microphonics%20and%20Sound%20Emissions.pdf
Хотя я только сегодня нашёл эту статейку.
В моём случае на них подавалась постоянка 12В, а амплитуда переменки была несколько сотен милливольт.
Поёт на самом деле сама плата. Чем-то это напоминает камертон. Т.е. сродни тому что деформация конденсатора вызывает что-то типа удара. Нет, он не бьётся о плату, он просто вызывает её локальную деформацию. А дальше по и в плате начинают возникать волны типа Ламбовских и Релеевских.
https://en.wikipedia.org/wiki/Lamb_waves
https://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_wave
А частоты в принципе зависят от упругости материала и удельной массы.
Так получалось, что в нашем случае подчёркивались частоты в диапазоне от 2Кгц до 16Кгц
Мы даже сделали простую модельку в ANSYS Multiphysics http://www.ansys.com/Products/Multiphysics , ввели параметры FR4 и получили достаточно близкие к реальности частоты.

Отсюда вытекают 2 основных метода борьбы для тех случаев когда не получается уменьшить амплитуду переменки:

1. Конденсаторы на "стойках" Типа Муратовских KRM http://psearch.en.murata.com/capacitor/lineup/krm/
Мурата правда обещает подавление и в GJ8 http://psearch.en.murata.com/capacitor/lineup/gj8/ серии, но в моих экспериментах GJ8 не давали ощютимого выигрыша.
Недостаток KRM- паять вручную надо аккуратно, могут отпяваться выводы. Для машинной пайки в товарных количествах Мурата предлагает помошь в перенастройке оборудования.
Ну и они достаточно дорогие.

Вот кстати хорошая презентация на эту тему: http://www.murata.com/en-us/products/capacitor/mlcc/solution/naki

2. Распайка конденсаторов зеркально, с обоих сторон платы, такой сандвич. Деформация вызываемая одним конденсатором компенсируется другим.

В наших экспериментах оба метода показали себя примерно равноценно и давали выигрышь примерно на уровне 8-10дБ.
Это не означает что они совершенно равноценны, просто мы опускались ниже уровня заметности в обоих случаях

RE: "Поющие" конденсаторы - naroznyv - 06-29-2016

begemot Написал:Мурата правда обещает подавление и в GJ8 http://psearch.en.murata.com/capacitor/lineup/gj8/ серии, но в моих экспериментах GJ8 не давали ощютимого выигрыша.
насколько я понял у них главная "фишка" в "Voltage and Temperature Derating Recommended Product", то бишь низкая просадка ёмкости от постоянки. А акустические плюшки уже бонусом идут.
Ну и лишнее подтверждение, что у керамики X5R в корпусе 1206 на данный момент ~10uF "реальной" ёмкости.

RE: "Поющие" конденсаторы - bobby_ii - 06-30-2016

Абалдеть ... Детектив прямо ... .
Мне интересно, ежели сей эффект столь могуч, не может ли он привести к разрушению монтажа или конденсатора?

RE: "Поющие" конденсаторы - БендеровецЪ - 06-30-2016

y5v иногда так и делал.

RE: "Поющие" конденсаторы - begemot - 06-30-2016

Эффект конечно могуч, но амплитуда колебаний очень маленькая. Мы не сталкивались с никакими "разрушительными" последствиями.
И слышно это совсем чють, половина народа говорила что вообще этого не слышно.
Максимальный уровень SPL измеренный на расстоянии 20см от платы в 1/3 октавных полосах был порядка 22-24дБА.
Это при размахе переменки на конденсаторах порядка 350-400мВ.
Т.е. в большинстве случаев использования керамики это будет практически незаметно поскольку амплитуда напряжения будет значительно меньше.

RE: "Поющие" конденсаторы - begemot - 06-30-2016

БендеровецЪ Написал:y5v
Не видел, правда мы их давно не используем

RE: "Поющие" конденсаторы - s3t - 06-30-2016

но можете представить себе, что происходит с джиттером от такой "почти неслышимой" вибрации? Воооот.

RE: "Поющие" конденсаторы - БендеровецЪ - 06-30-2016

Джиттер вибрирует?

RE: "Поющие" конденсаторы - БендеровецЪ - 06-30-2016

Y5V и мы не используем, но видел.

RE: "Поющие" конденсаторы - Parakol - 06-30-2016

по идее обратные, например 0508 0612 итд. в этом плане должны быть немного лучше, не? Меньше плату должно "гнуть"

RE: "Поющие" конденсаторы - БендеровецЪ - 06-30-2016

Помоему получится +/- тоже самое т.к. Опирается на более короткий участок платы.

RE: "Поющие" конденсаторы - bobby_ii - 06-30-2016

begemot Написал:Эффект конечно могуч, но амплитуда колебаний очень маленькая. Мы не сталкивались с никакими "разрушительными" последствиями.
Зато частота воздействий - от десятков тысяч раз в секунду.
Если хватает сил плату гнуть, пусть на "сотки", но рычагом в пару мм (от центра платы до центра конденсатора) - силу можно попробовать посчитать. "на вскидку" не пренебрежимо мало. Причем, на площади контакта в несколько ммкв. С другой стороны, керамика везде и вроде, особо не отваливается и не разлетается со страшной силой.
Может конечно на указанной ССДшке эти конденсаторы "стройными рядами" стояли?
Второй немаловажный момент: стрикция - это РАБОТА, т.е. в этих конденсаторах происходит потеря энергии на изменение размера. Скорее всего, линейностью там не пахнет.
Третий - интересно, есть ли в керамических конденсаторах механический (акустический) резонанс? Если он не демпфирован, то вылезет и электрически.
Пардоньте-с ежели опять-с ....

RE: "Поющие" конденсаторы - БендеровецЪ - 06-30-2016

Возвращайся лучше в чат. Там от тебя больше пользы.

RE: "Поющие" конденсаторы - begemot - 06-30-2016

bobby_ii Написал:Может конечно на указанной ССДшке
Конденсаторы которые "пели" стояли не на SSD, они стояли на входной шине регулятора кирпича на материнке.
Тут кстати ещё один момент. Если локально зашунтировать шину электролитами, то ситуация улучшается.
При этом сама амплитуда может меняться незначительно но меняется скорость нарастания

RE: "Поющие" конденсаторы - begemot - 06-30-2016

bobby_ii Написал:Скорее всего, линейностью там не пахнет
И причём тут линейность/нелинейность

RE: "Поющие" конденсаторы - bobby_ii - 06-30-2016

Мысли об использовании в аудио.

RE: "Поющие" конденсаторы - EDWARD - 06-30-2016

А Wima FKP2 в сходных условиях "поёт"?

RE: "Поющие" конденсаторы - s3t - 06-30-2016

БендеровецЪ Написал:Джиттер вибрирует?
Ген - фигнюшка механическая. Если его дергать, то он буит модулироваться вибрацией. Понятное дело, что все сильно зависит от вектора вибрации относительно вибраций самого кристальчика, его холдера и вообще, но фактуально оно да взаимосвязанно, притом очень чотко (вибрация 100гц равна 100гц сайдбэндам). И да, оно прет именно на ЗЧ диапазоне, где оно имеет важность.
Я как-то пытался просчитать (или не я? Не помню) степень влияния вибраций от звуковых волн и получилось нечто ничтожное. Но, внезапно, есть другой источник вибраций, на самой плате, что как-бы предвещает.

RE: "Поющие" конденсаторы - wired - 06-30-2016

Т.е. кагбе керамика поруч с геном будет его модулировать, єто понятно, неясно Кто будет модулировать керамику?

RE: "Поющие" конденсаторы - s3t - 06-30-2016

А рядом не рядом ничего не значит. На той-же плате - этого достаточно.
Привет мегамощные ЦФ, плиско-фпгашки и прочее чинхронно-долбящее питание, впрочим как и снабберы/фильтрация выпрямителей. Их не следует ставить на одну плату с геном, раз уж морочиться :)
Ну и естественно вибрирующие моточные изделия тож.
Цитата:Oscillators have reached the level of performance where a person walking across the room can degrade the close-in phase noise and a relatively quiet fans can generate sidebands well above the noise floor of the better oscillators.
Т.е. сегодняшние суперские гены настолько суперские, что вокруг них даж ходить опасно чтоб не портить нч фш.


Только не рассказывайте это поклоннику термальных модуляций, он в следующей поделке еще и вибратор прикрутит.