Der Große Kondensatorvergleich 2015

• Einleitung

Passive Frequenzweichen benötigen neben Spulen und Widerständen auch Kondensatoren,
doch der Markt bietet uns hier ein enormes Angebot.
Welche Kondensatoren sollten wir also in welchem Fall benutzen?
Heißt teurer gleich besser?
Wo liegen die Unterschiede?

• Die getesteten Kondensatoren

Bisher ist in diesem Vergleich die komplette Reihe von Intertechnik
mit dem Wert von 2,2µF

• Testumgebung & Equipment

Ermittelt wurden die Werte zuerst per kalibriertem LIMP,
danach per kalibriertem Peaktech 2170.
Akustische Messungen wurden mit kalibriertem ARTA mit Standard-Messbox
und kalibriertem Earthworks M30 vorgenommen an einer Saffire 6 bei 96kHz.

Per Messgerät wurden folgende Werte ermittelt:
C - Kapazität in µF 
Rp - Parallelwiderstand
Rs - Serienwiderstand
ESR - Serienersatzwiderstand
D- Verlustfaktor
Q- Güte
Ls - Serieninduktivität
RDC - Gleichstromwiderstand

Per ARTA:
Mit jeweils identischer Spannung und Anregungssignal wurden
Phase, Gruppenlaufzeit und Pegel ermittelt.
Danach Lade- & Entladezeit.
Alle Werte wurden aus 3 Messungen gemittelt.

Per LIMP:
Da meine derzeitige Messbox für 20k Ohm Eingänge ausgelegt ist,
wurden die Messungen hier zu ungenau mit 1% Toleranz <100 Ohm,
somit wurde auf das Messgerät zurückgegriffen, welche eine Genauigkeit
von ±0,3% +2 @ 20nF an den Tag legt.

Allgemein:
RDC konnte nicht ermittelt werden, da der Wert bei allen Kondensatoren oberhalb 20M Ohm lag.
Die Lade- & Entladezeit konnte ebenfalls nicht genau genug ermittelt werden,
somit taten sich Unterschiede nur bei Elkos vs. Rest auf.
Die Elkos benötigen knapp doppelt so lange für die Entladung, gemessen an 1% Spannung,
bei 5% minimal langsamer, bei noch 38% Spannung liegen sie fast gleich auf.
Evtl. kann ich diesen Vergleich mit genaueren Messinstrumenten (Digitales Oszi) nochmals widerholen.

Verzerrungen habe ich ebenfalls versucht zu messen, die Unterschiede fallen hier aber 
sowas von mega gering aus, dass ich das erst gar nicht mit-notiert habe,
zumal unsere Lautsprecher schon auf Standgas um Faktor 100 mehr verzerren.

ESR und Rs liegen von den Werten her gleich auf, wobei ich den ESr nur in der Sekundäranzeige
und somit ungenauer ermitteln konnte.
Nach Recherche scheinen aber Rs und ESR das Gleiche zu sein, 
somit wurde in der Vergleichsliste Rs anstatt ESR herangezogen.

Werte außerhalb des Messbereich wurden gerundet.
So konnte kein Q oberhalb 2k gemessen werden, alle Werte wurden also auf 2k gesetzt.
Bei dem Verlustfaktor ähnlich, Werte unter 0,001 wurden somit zu 0,0005.
Einige Werte in der Tabelle liegen außerhalb des Messbereichs und können somit auch etwas geringer oder höher ausfallen.

• Der Test

Die Tabellenwerte dienen dem reinen Vergleich der Kondensatoren untereinander.
Viele Werte liegen wirklich sehr dicht aneinander oder konnten kaum ermittelt werden,
solch winzige Differenzen sind in unserem Anwendungsbereich (passive Frequenzweichen für Lautsprecherboxen)
aber völlig zu vernachlässigen und liegen weit außerhalb des Einfluss- bzw. auch Hörbereichs.

In den letzten Spalten können wir anhand der Phase und Pegel ablesen,
welche Kondensatoren wir bedenkenlos gegen ein anderes Modell tauschen können,
ohne, dass wir Frequenzverlauf oder Phase großartig verbiegen.

Die Serieninduktivität stört uns in unserem Einsatzbereich (<30kHz) recht wenig,
wurde aber dennoch mit in die Tabelle aufgenommen.

Alle Einzelwerte in einer Tabelle zum Download

• Hörvergleich

 Es wurde ein Studiomonitor mit einen Fountek Bändchenhochtöner aufgestellt,
die Kondensatoren wurden jeweils als 6dB/Okt. Hochpass davor geschaltet
und nur der reine Hochtöner wurde angehört.

Unterschiede konnte man hier so gut wie garkeine ausmachen!
Diverse Ausreißer wie den ERA konnte man hören, da er den Pegel doch etwas absenkt
und somit den Hochtöner leiser macht.
Den Öl-Papier konnte man im Direktvergleich ganz wenig heraushören,
was aber wohl daran liegt, dass er im unteren Frequenzbereich etwas lauter,
im oberen etwas leiser ist.

Wenn man bei allen anderen wirklich was heraushören will oder kann,
dann vielleicht nur im ganz oberen Frequenzbereich und nur zwischen Elko versus Folie.

Genannte Unterschiede hört man wirklich nur im absolut Direktvergleich bei extrem genauen Hinhören!
Die üblichen Klangeindrücke aus dem Internet "Habe gegen XY getauscht und es klingt VIEL brillanter"
usw. kann ich hiermit auf keinen Fall bestätigen!

Der Hörvergleich war natürlich recht simpel und absolut nicht umfangreich,
evtl. wird dieser bei Zeiten noch mal ausführlich wiederholt.
In diesem Artikel waren die Messungen erst mal primär.

Gehört wurde unkomprimiertes Material mit vielen Percussions, vor allem kurze im hohen Bereich,
eben passend zum Test am Hochtöner.
Hörabstand war sehr nah mit einem Ohr am Höchtöner (20-30cm) um dem Raum recht gut auszublenden.

Hätte ich den Hörtest nun mit einer 2-Wege Kombination gemacht, wären Unterscheide wohl deutlicher geworden,
aber das würde dann auch an der Weichenfunktion liegen, denn Pegel, Impedanz als auch Phase weichen 
bei den Kondensatoren untereinander ab und beeinflussen somit unsere Summation.
Um so höher die XO, um so mehr.

Für mich kam bisher folgendes raus:
Direkte Unterschiede konnte ich im Klang nicht aus machen, jedoch beweist mir mein Test,
dass ich in einer bestehenden Frequenzweiche nicht einfach Cap X mit Cap Y tauschen kann, 
ohne Klangliche Unterschiede festzustellen, welche aber nicht am Cap selbst auszumachen sind.

• Wo kommen also Klangunterschiede her beim Kondensatortausch?

 Zum Großteil von den Toleranzen, der eine Cap hat im Schnitt mal 5% weniger Kapazität,
der andere mal 5% mehr, als auch Induktivität & Impedanz,
was sich natürlich auf den Frequenzverlauf wie auch die Phase auswirkt.
Beides kann man übrigens anhand des Gesamtverlaufs einer Box
schlecht ermitteln, hierzu benötigt man Einzelmessungen um dem Ganzen auf die Spur zu kommen!

Ebenfalls können wir in den letzten 3 Spalten sehen, dass sich gewisse Kondensatoren etwas anders
verhalten, sowohl in Phase als auch im Frequenzverlauf.

Cap X klingt also nicht besser als Cap Y, sondern einfach nur anders,
da er unsere Weichenfunktion anders beeinflusst.
In fast allen Fällen wird man also keine Unterschiede hören, wenn man ähnliche
Caps (z.B. Audyn mit Audyn), mit gleichen Werten miteinader tauscht.
Ausnahmen bilden dann nur z.B. auffällige Caps, wie einige Elkos,
oder Sonderfälle.
Ein Sonderfall wäre eine recht hohe XO samt großem C1, hier kann man je nach Hochtöner
schnelle als auch "langsame" Caps evtl. unterscheiden, bzw. der Glimmercap sinnvoll werden.

Wichtig:
Wenn Frequenzweichen aufgebaut oder nachgebaut werden,
sollte hierfür immer identische Bauteile genutzt werden!
Wobei wir an den Spalten Pegel/Phase schon ganz gut erkennen können,
welche Bauteile wir untereinander tauschen könnten.

Die Praxis zeigt, dass wir idR. viele MKTs und MKPs untereinander problemfrei
tauschen können, jedoch keine (oder selten) Elkos.

Wie viel solch ein Tausch im Endeffekt aus macht, kann man vorher schlecht einschätzen,
um so geringer die Toleranz, um so besser.

• Kurz-Fazit

Wie wir sehen können wir grob in 3 Kategorien unterscheiden:

Elkos
Sehr günstig, gerade bei großen Werten sinnvoll.
Haben dafür große Verlustfaktoren und Toleranzen und verlieren ihre Kapazität über die Zeit!

Polyesterfolie
Bilden ein gutes Mittelmaß aus allem, bei günstigem Preis.

Polypropylenfolie
Haben durchweg sehr gute Werte, unterscheiden sich zum Großteil aber untereinander nur in Nuancen.
Gerade die günstige Q4-Serie sticht hierbei mit sehr guten Werten heraus!

 Der Copper und Gold-Cap waren zum Testzeitpunkt noch nicht verfügbar, wird aber nachgereicht!

• Meinung

Wir können anhand der Werte feststellen, dass es durchaus Unterschiede
im unteren Preissegment gibt, mit steigendem Preis tut sich allerdings nicht mehr sonderlich viel.
Die größten Unterscheide sind dann eher Design, Größe, Spannungsfestigkeit und natürlich der Preis.

Inwiefern sich ein "besonderer" Kondensator, wie z.B. Öl oder Zinnfolie für eine
spezielle Anwendung eignet, kann ich leider mit diesem Vergleich nicht beurteilen.
Ich vermute aber, dass es sich am Ende nicht wirklich klanglich auswirken wird.

In der Lade- und Entladezeit werden sicherlich noch die ein oder anderen Differenzen feststellbar sein,
allerdings sind diese so gering, dass Unterschiede nur schwer, oder nur in ganz speziellen Fällen
feststellbar sein werden.

Sehr positiv sind mir die günstigen Q4 Kondensatoren aufgefallen, welche ich
selbst seit Jahren bei hochwertigen Lautsprechern verbaue.

Im Budgetbereich tun's auch mal Elkos, gerade wenn wir Sub/Sat Weichen bauen
und hohe Kapazitäten in im 3-Stelligen Bereich benötigen.

Bei HighEnd-Kisten, tun's ebenfalls problemlos Q4 Kondensatoren,
lagern wir unsere Weiche aus und soll Design-technisch super ausschauen,
würde ich zum Reference greifen, der wirklich super designet wurde ;-)

Ob der Highspeed-Cap (AHS) Sinn macht oder nicht, konnte ich bisher nicht beurteilen.
Für mich schaut das nach 3 Kondensatoren in einem Gehäuse aus, welche einfach parallel geschaltet werden,
bzw. sogar eigentlich nur 2 Stück für den angegebenen Wert.
Laut Pi*Daumen-Messung tut sich da kein Unterschied zwischen AHS und anderem Kondensator,
welcher einfach einen ganz kleinen als Bypass bekommt (z.B. Q4 + 0,01 Q4 parallel)
und somit sogar günstiger ausfällt als der AHS.

Weitere Artikel zum Thema: Kondensatoren für passive Frequenzweichen