¿Cómo evitar un condensador electrolítico en una ruta de señal (audio)?

La entrada es tierra virtual (básicamente es la entrada inversora de un búfer opamp, por lo que la constante de tiempo está definida por R1 o R6 según el canal.

Posiblemente usaría una parte no polar allí, pero realmente el truco con las tapas electrolíticas como bloques de CC es hacerlas grandes, una tapa que forma un polo muy por debajo de la banda de audio tiene, por definición, una caída de voltaje de señal pequeña y, por lo tanto, contribuye a una distorsión insignificante. . Obviamente, una tapa que forma un polo en una red de filtro (algo así como un cruce pasivo) tiene problemas, pero para un bloque de CC de señal pequeña, un elco no polar generalmente está bien.

Se habla MUCHA basura sobre los condensadores, y ES posible usar los incorrectos en las aplicaciones incorrectas, pero un elco no polar funcionará bien en la práctica.

C. Bateman hizo el trabajo clásico sobre este tema en el pasado en una serie de artículos en E&WW, que vale la pena rastrear.

Es un terreno virtual. La hoja de datos dice:

Como se mencionó en la sección de teoría, el pin de entrada del VCA es una tierra virtual con retroalimentación negativa proporcionada internamente. Una resistencia de entrada (R1, 20k$\Omega$) es necesario para convertir el voltaje de entrada de CA en una corriente dentro del rango lineal del 4301.

Una pequeña cantidad de voltaje inverso está bien en un capacitor electrolítico húmedo polarizado regular ; no "explotará" con unos pocos cientos de mV de voltaje inverso. Hay una película anódica en el electrodo opuesto, pero no es tan gruesa.

Puede reemplazarlo con un capacitor de película de capacitancia equivalente si realmente lo desea; será muy voluminoso y costará mucho dinero. Por ejemplo Kemet R60DR54705050K (foto de Digikey):

O podría usar un capacitor cerámico multicapa con un dieléctrico razonable (por ejemplo, X7R o X5R, no puede obtener NP0 en ese tamaño de manera realista), por ejemplo. TDK C5750X5R1C476M230KA, que sería relativamente pequeño y algo más barato, pero podría haber preocupaciones sobre la introducción de una parte microfónica en la ruta de la señal.

Alternativamente, podría (digamos) usar un voltaje de entrada 10 veces más alto y aumentar R1 a 200K, y reducir C1 a 4.7uF, que es un tamaño relativamente razonable para una tapa de película.

Pero sugeriría simplemente usar la tapa electrolítica polarizada de 47uF económica y perfectamente adecuada que recomienda el fabricante.

Probablemente desee algo que se comporte de manera razonablemente lineal, mientras que el condensador no tendrá ningún efecto en las señales audibles cuando la frecuencia de corte se elija correctamente, si hay frecuencias subaudibles presentes cerca del corte, los armónicos podrían ser audibles. Eso tendería a apuntar en contra de las tapas de cerámica, que tienen un gran coeficiente de voltaje. Las tapas de película y electrolíticas están bien.

Estoy de acuerdo con la respuesta anterior de que personalmente nunca uso electrolíticos de ningún tipo; Siento (quizás ya no sea cierto) que evolucionan con el tiempo ya que son de base líquida. Además, la naturaleza polarizada implica que su comportamiento es inherentemente asimétrico para caídas de voltaje negativas versus positivas, lo que para mí implica una pequeña cantidad de distorsión y generación de armónicos de orden par (aunque quizás de amplitud muy baja si la capacitancia es alta suficiente). También me pregunto si la ESR es igualmente asimétrica para caídas de voltaje positivas versus negativas. Así que probablemente usaría tantas tapas de cerámica como fuera necesario (en paralelo y en serie) para obtener el valor de voltaje y capacitancia que necesitaba.

Además, un truco: si SÍ quieres usar tapas polarizadas como electrolíticas o tantalio, puedes usar dos tapas de 100uF en serie (o cuatro tapas de 47uF, dos pares paralelos en serie), pero orienta los dispositivos en serie en direcciones opuestas, de modo que sus terminales + se tocan entre sí. Luego, aplique una resistencia de 1 megaohmio a esta terminal central, dando al otro extremo de la resistencia una polarización de CC positiva igual a la mitad de la clasificación de voltaje de los capacitores. De esa manera, los está utilizando justo en el centro de su rango de voltaje y brindando la máxima excursión en cualquier dirección de voltaje. Y también, cualquier característica IV asimétrica se cancelaría en gran medida y quedaría con un comportamiento simétrico, con menos probabilidades de generar armónicos de orden par.

Dos capacitores en serie de 94uF darán una capacitancia neta de 47uF. También agregaría 100k desde la entrada a tierra, para evitar que las fugas a través de la tapa dejen que su punto de CC aumente en los casos en que haya otro bloque de CC en la señal entrante.