コンデンサの選び方：オーディオ品質を高めるための（4/4 ページ）

[Kymberly Schmidt（米Maxim Integrated Products社），EDN]

容量値の計測方法

　本編で示した通り、コンデンサに印加される電圧が変化すると、容量値も変化する。ここでは、容量値の計測方法や計測時の注意点を紹介しておく。

■計測方法

　DC電圧を印加した際の容量値を測定するには、計測対象のコンデンサ（C_DUT）と1.5kΩの抵抗（公差±1％）を直列に接続する（図A）。この回路によりローパスフィルタが形成されるので、ゲインが3dB低下するカットオフ周波数f_3dBを計測することによって、DC電圧印加時の容量C_DUTがC_DUT＝1/（2π Rf_3dB ）として求めることができる。カットオフ周波数f_3dBを計測するための信号としては、例えば100mVrmsのAC信号をDC電圧に重畳したものを用いることになる。

図A　DC電圧印加時の容量値を計測する回路モデル　 測定は、DC電源と100mVrmsのAC信号源、抵抗、計測対象コンデンサなどを直列に接続して行う。

　図Bは、上述した条件で測定した結果の例である。この例は、印加DC電圧を0〜定格電圧の範囲で1Vごとに増加した場合におけるf_3dBの計測結果を示している。これらのf_3dBの計測結果から求めたC_DUTの値を表Aに示す。

図B　図Aの回路における周波数特性の測定結果　 DC電圧を0〜10Vの範囲で1Vずつ変化させた場合の周波数応答を示している。例えば、1kHzの信号の振幅を0dBとすると、周波数100Hzの信号はDC電圧を印加しない場合には4dB降下するが、10Vを印加すると8dB降下する。

表A　DC電圧の印加による電流変化率の測定結果　 容量変化率は0V印加時を基準にしている。

　AC電圧の印加によるコンデンサの容量変化は、図Aの回路モデルからDC電源を省くことで計測が可能である（図C）。

図C　AC電圧印加時の容量値を計測する回路モデル　 可変AC信号源と固定抵抗、計測対象コンデンサを直列に接続する。

■計測時の注意点

　計測時の注意点を以下に挙げる。まず、直列抵抗Rを信号源出力インピーダンスに対し十分高くする必要がある。信号源としてAP社製信号発生器を使用する場合には、信号源の出力インピーダンスは40Ωである。

　次に、f_3dBを100Hz近辺になるようにすると印加DC電圧の影響が最も顕著に現れるので試験が容易になる。−3dB周波数を20Hzにするのは、AP社製オーディオアナライザの計測範囲が10Hz以上なので適切ではない。