（本文譯自 Max Pierson 刊在 TEWM
的 How
to Pick Audio Capacitors）
好了，你決定把你的古董銘機換上電容補品，好好調理一番。然而當你走進材料行，在你面前是滿坑滿谷的選擇， 即使已經篩選特定容值和電壓，仍然有成打的候選人等著你，標示著難懂的名詞像 Tan
Delta， Q
Value，ESR，等等，等等，等等。這裡是一些如何挑選最佳電容器所需要知道的事情，不必將命運賭在超級絢麗的音響電容上。
首先，快速回顧一下電容器是如何工作的：你可以把電容器想成一桶電子。電容器有兩層導電材料，中間夾著一層不導電物質。這個不導電物質被稱作電介質（dielectric）。材料之所以導電，是因為它有一大群適當的電子結構，使得任何時間，都有鬆動的電子雲在金屬原子間遊蕩徘徊。當你加一個正電壓在未導通的極板上時，它會拉走極板上的電子，缺少電子的正極板，讓負極板上感應生成許多電子，而帶有負的淨電荷。
電容器示意圖如下，右邊專注在電子，左邊專注在缺少電子的原子（電洞）。
精明的讀者可能已經發現，事實上電子是朝向正電壓的方向前進。大部分電路圖上的電流方向，實際是與帶電粒子方向相反的。這都要怪 Ben Franklin
的不正確慣例，反而在一些歐洲的圖例上，特別是老一點的，電流方向的顯示是正確的。
有一點可能必須要提到的是，使用大電容器時的電氣安全問題。電容器儲存電子，如果你置身這些電子和大地之間，可能會遭受電擊，因而受傷。什麼情況下特別容易造成？就是整個擴大機的金屬機殼接地，就像你的車子接上電線一樣。所以在拔掉擴大機插頭之後，開始探索之前，應該要做的是：
用三用電錶DC
電壓檔，檢查所有大濾波電容器的正端接腳。如果讀數小於
12V，它可能不會電你，不過你還是可能因為使用金屬工具，將其他元件和電容器短路而炸了它。如果你的電容器還有一點電存在，用一個 1k
歐姆，5W
的電阻跨在它們的接腳上，讓它們放電直到電壓讀數為零。
電容器的數值：有四個主要的電容器規格。
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電壓（Voltage）：這是電容器在電介質崩潰前，能承受的最大電壓。電介質崩潰的發生，在於當兩極板間的電場變強，大到足以使電介質產生極性而變成導體的時候。發生崩潰時，電容器會發燙，然後冒煙，然後著火，有些或者爆炸。所以當你訂購電容器時，應該選相當甚或大一點的額定電壓。不過選用過大額定電壓並沒有好處，且意味著電容器的體積較大，在擴大機裡也比較難放置。
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電容值（Capacitance）：電容值的單位是
Farad，1
庫倫 -
伏特（Coloumb - Volt）。1 庫倫電子實在是一個很誇張的數字，所以一般都以 microfarad – mF
或 μF
表示。1 microfarad
是 1 / 1,000,000
Farad。另外也有使用 Picofarad 表示的，代表 1 / 1,000,000
microfarad。你可以在這些單位之間乘以或除以百萬來互相通用。
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誤差值（Tolerance）：這是數值可以接受的差異範圍。所以一個 -20% / +80%
誤差範圍的 47 mf
電容器，它的電容值很可能是 37.6 mf
到 84.6 mf
之間的任何一個數字。
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電介質（Dielectric）：第四個說明電容器的方式為電介質，這是散布在金屬極板間的物質。有三種常見的電介質種類。
陶製的（Ceramic）：電介質是瓷（porcelain），讓這種電容器長壽而且耐高壓，雖然電容值很低。通常它們是棕褐色碟狀的，有時候做成管狀（可以用碟狀代替）。通常這些電容器不會隨著時間降低品質，雖然它們可以使用機械 /
受熱破壞測試，以及測試連續性，不過，因為它們可以儲存電荷，連續性測試儀可能只會嗶一下或亮一下，但應該不會持續。
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| Ceramic disk capacitors |
圖中有兩個陶瓷電容，它們的讀數：
左邊的讀數
RMC =
manufacturer
.005 = .005
mF
+80 -20 = +80% ,
-20% tolerance
Z5U = the subtype of
ceramic dielectric ( you don’t have to match this if it’s a pain
)
這裡缺的是額定電壓，所以你必須到手冊裡去查閱。如果找不到，通常
250V 是安全的。
右邊的讀數
RMC =
manufacturer
JL.0012 = .0012 mF
10% = +- 10%
tolerance
X 5F = Dielectric
subtype
這裡有一個不錯的電容器標示參考 Capacitor Markings (http://www.electronics2000.co.uk/data/itemsaf/capmarks.php )
薄膜電介質（Film
Dielectric）：薄膜電容器中，它的電介質是某種塑膠，像
mylar（一種聚酯薄膜，商標名）或 polypropylene（聚丙烯）。這種介質容許高電壓，使用壽命長，不過種類繁多又貴。在這個類別當中有著一大堆令人迷惑的可能介質，根據比我還瞭解這些材料的專家建議，metallized
polypropylene（金屬化聚丙烯薄膜電容器）在音響應用上是一個物美價廉的選擇。
薄膜電容器（Film
capacitors）通常不會擊穿，更換它的目的常是為了升級多過修復。雖然過去電子學在這領域已有長足進步，不過你的擴大機已經很多年了，還是值得一試啦。
薄膜電容器常用在信號路徑上，新的薄膜電容器在電器特性上有所加強，更換它們或許可以改變你擴大機的聲音，可能更好，也可能更差。客觀的電容器電氣特性，與主觀的聲音好壞評估之間，存在很大的藝術。好消息是電子零件是便宜的，所以如果不喜歡你所拿到的，可以試試別的。
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| A film capacitor with the color band style of marking, now rarely used. |
上圖的薄膜電容器上有色帶形式的標示。這可能有點小為難，網路上有一堆不同，有時候甚至矛盾的解讀方法。不過一般說來它們類似電阻的色碼。圖中，它的色帶是：
Red：first digit = 2
Red：second digit = 2
(兩個紅色之間沒有線，事實上是兩個色帶)
Yellow：multippier = 5，也就是 1
x (10 的 5
次方)
mF
Black：maybe tolerance ?
Red：first digit = 2
Yellow：second digit = 5，so
250 V ?
所以我得到 22 mF，250 V。至少我猜是這樣。事實上我去看了電路圖並讀取它的規格。
電解質電介質（Electrolytic
Dialectric）：這類型的電容器，在其中一個極板上加了化學絕緣物。這讓它的電介質比其他種類電容器的薄很多。電容值（capacitance）直接跟極板大小成正比，而跟兩極板間的距離成反比，所以這種設計可以用低成本在小體積中做出很大的電容值。使得電解電容器（electrolytic
capacitors）用在電源濾波上很理想，因為電容器越大，漣波越小。電解電容器的種類相當多，附圖是一些常見的類型。
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| Radial(top) and axial (bottom) electrolytic capacitors. The form factor does not have any effect on electrical/audio performance. |
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| A large can-type electrolytic capacitor. |
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| A large axial electrolytic capacitor. |
電解電容器有許多值得往下探討的事情
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會擊穿。當遇到破壞時，電解質崩潰，導致電容器失去儲存電子的能力，變得比較像電阻器而不像電容器。如果你在車庫拍賣買到一台擴大機，在開機之前最好至少先換掉濾波電容器，否則你有可能把變壓器給燒掉。你可能讀到，如何以小電壓加在電解電容器上約15分鐘，讓電介質重建極性，可以「重整」電容器。我的心得是：別跟它鬼混了，換掉它們就是了。電子零件便宜，你的擴大機可不。
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通常都是有極性的。電容器的一隻接腳電壓始終低於另外一隻，否則電解質就會崩潰。電容器接反將會變熱，並發出獨特的異味，有點像在一鍋化學藥品裡炸魚的味道，這是電解質蒸發了。極性的標示有很多方式，看看上面的圖。只有一種例外的是雙極性或非極性的電解電容器，上面會清楚註明「BP」或「NP」。這些非常的罕見，在 Mac 1700
上只有兩種，用在電源保護電路。
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會漏電。即便是新的電解電容器，也會有相當數量的電流通過極板；這使得它們在音響信號路徑上的應用不盡理想。你可以將放大級的電解電容器換成薄膜電容器；像我上面說過的，這麼做可能會改善聲音，也可能不會。電子零件便宜，試試看，會有什麼結果。
其他電容器特性：電解電容器的應用廣泛，你必須在眾多特性之間加以選擇，以匹配其他零件。這裡是我的一些心得：
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低阻抗（Low
Impedance）：阻抗包含兩部分，阻抗與電抗。電阻大家都已經很熟悉，它是電路對直流電（也就是電流不會隨時間變化）的抵抗程度，以下面的關係彙整：
Voltage = Current * Resistance
電抗是會隨時間變化的電流的類比特性，例如音訊電流。理想的電容器不會傳輸直流電，因為極板之間沒有直接連結。所以電容器上的阻抗，大部分是電抗的作用。真實世界裡，電容器確實會洩流一些直流電，不過還不到不能使用理想模型的地步。理想電容器的電抗公式：
Reactance = 1 / (2 * pi * frequency in Hz *
Capacitance)
所以電容器在低頻時會有大電抗，越大的電容器電抗越小。阻抗在音響應用上呈現的真實意義是，信號頻率經過電容器時，電容器為抵抗時間變化電流，而注入多少失真在信號上。這讓低阻抗變成信號路徑電容器的一個重要特性，對濾波電容器重要性反而少一點。
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85°C / 105°C：電容器的最大工作溫度。記住，85°C 相當於華式 185°，已經足以致燃。我的心得是，如果你的電容器一直工作在這個熱度，你的系統某處可能有問題了，或者電容器以經惡化了。音響應用上，85°C 當上限是可以的。
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低 ESR：ESR 代表 Equivalent Series
Resistance，等效串連電阻。依元件形式不同，可以有不同的意義，不過在電容器，它是金屬接腳和極板電阻所造成的電壓損失。典型的電容器 ESR
大約為 0.1
歐姆，而低 ESR
型號的約為 .010
歐姆。
低 ESR
似乎更像是音響電容器招徠顧客的噱頭，特別是 Black
Gates。既然電阻與頻率無關，我不懂 ESR
要如何在音響信號的失真上起任何作用，而且我懷疑你能聽出 .1
與 .01
歐姆的差異。
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低漏電（Low
Leakage）：理想電容器的極板之間沒有任何電的連結，所以應該沒有 DC
電流跨在電容器上。現在不是在理想世界，實際的電容器是會有 DC
漏電的。規格書上的公式為：
Leakage current = Constant * Capacitance *
Voltage,
常數通常大約為 .1 或更少，因電容器的種類而異。
以音響應用來說，擴大機關機時我們不在意有多少漏電流。然而對濾波電容器來說，可能就茲事體大了。漏電流與電容值和電壓成正比，而濾波電容器的兩者都很大。此外，濾波電容器是在相當低頻率的 120 Hz
下充電的，因此它們在電源變化之間，能將電荷保持多好，將影響到你在電容器另一端聽到的漣波多寡。
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高漣波電流（High Ripple
current）：這個規格可能會有點混淆，因為漣波定義為，在濾波電容器負載端的 DC
電壓變化，所以越低越好。
然而，在這裡，它是指電容器能忍受高時變電流，而不會自己發熱以至於損壞（由於電抗引起的 Ohmic
heat）。這就像「額定電壓」那些規格，只要你符合它，它就不會給你找麻煩。問題是，沒有辦法為電容器找到額定漣波電流。我要大膽提出一個假設，從你的擴大機製造以來，電子元件已經大幅進步，大部分新電容器的額定漣波電流都要比規格所需來的高。如果這是一個延長賽，去找一個高漣波電流的。
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長壽（Long
Life）：有兩個意涵，長的保存期限，或長的使用壽命。
長的保存期限（Long Shelf
Life）：像先前提過的，電解電容器的正端接腳，如果不能保持較高的電壓，電介質將會崩毀。這個規格在意的是，在你的擴大機使用之前，電容器是不是夠長命等待。如果你的擴大機很長一段時間沒有使用，或許你是因為無法抗拒車庫拍賣而買下它，那麼這種長保存期限的電容器適合你。
長的使用壽命（Long Rated
life）：電容器在有載使用下，電容值不掉落低於 80%
的使用小時數。如果使用這種規格，你可能要更換電容器的時間，將從每 20
年延長為每 30
年。
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放射 / 軸式（Radial/Axial）：這是關於電容器接腳的位置。軸式電容器，正負接腳分別在電容器相反的兩端，而放射式電容器的接腳在同一端。兩種型態在上面第一張電解電容器的照片上可見。在電氣 / 聲學特性上，兩者沒有差異，所以只跟電容器擺放的空間應用有關係。
在我的 1700
上，原來的電容器是軸式的。我統統改用放射式電容器（軸式裡沒有我想要的特性規格），運作的還不錯。像圖示一樣，我將接腳彎折，電容器就不會顯得到處林立，不過這只是視覺上的安排，機箱中其實是有足夠空間讓它們立著的。
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Tan delta / Loss dissipation factor / Q
factor：這是一個代表電容器整體效率的數字。你知道電容器使用時是怎麼發熱的嗎？熱能不是免費得來的，它是電容器充電放電時，因為電阻和電抗作用導致能量損失而來的。我以這個規格做
ending，因為它幾乎是包含很多因素全部的測量結果，例如阻抗、漏電和
ESR。
Tan（delta），dissipation factor，和 Q factor 是完全相同的一回事，以稍微不同方式呈現：
tan(delta) = charge lost to heat / charge
returned
所以一個 .1 的
tan（delta）代表能量的 1/10 損耗成熱了。越低越好。
Dissipation factor = tan(delta) * 100%
Dissipation factor 是能量消散的百分比。越低越好。
Q factor (or Quality factor) = 1 / Dissipation
factor
Quality factor，電能回復的百分比。越高越好。
Q factor + Dissipation factor = 100%
如果你有兩個 Q 值不同的電容器，高 Q 值電容器可能會是比較好的選擇。或者，你可已將它們連上等效 AC 負載，看哪一個保持不發熱。不過因為 dissipation factor 可能會因為各種來源不同而提高，相同 Q 值的不同電容器，可能因用途不同而各有所適。
結論：如果你是那種懶得看字的人，那麼下面就是你要的：
信號電容器：低阻抗，長壽的。
濾波電容器：低漏電，長壽的。
對不想碰規格的人的快速標準：低 tan（delta）、低 dissipation factor，或者高 Q 值的。
我把我的 MAC1700 中的電解電容器，換成 Panasonic 的
FC 或 FM系列，以及 Nichicon 的
PW 或 HE 系列。稍後我也將薄膜電容器換掉，它們因為在德州車庫中置放太久，壞掉變成灰塵了。我用 Xicon MPP 系列代換。我的 MAC1700 零件清單可以參考
整個計畫，包括運費，花了大約 $90。如果你想將錢花的聰明一些（例如，電腦級的電容器真的很適合電源濾波之用），你有可能省下一半的錢。
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