WIMA MKS2 vs. überdimensionierte Elkos im Signalweg

1. Frequenz-Linearität und elektrochemische Trägheit

Ein Elektrolytkondensator ist ein elektrochemisches System, das auf Ionenbewegung in einer Flüssigkeit basiert. Ein Folienkondensator hingegen nutzt ein rein elektrostatisches, festes Kunststoffdielektrikum.

Das Verhalten des überdimensionierten Elkos:

Um bei einer Nennspannung von 100 V die kapazitiven Verluste der dickeren Isolierschicht auszugleichen, muss die Aluminiumfolie extrem lang und grossflächig ausgelegt werden. Diese riesige, aufgeraute Struktur besitzt eine hohe elektrochemische Trägheit. Bei hohen Audiofrequenzen und darüber hinaus verhält sich der ESR unlinear, und es entstehen unvorhersehbare Phasenverschiebungen im Signalweg.

Das Verhalten der WIMA MKS2 Folie:

Die metallisierte Polyesterfolie (PET) der WIMA MKS2-Serie arbeitet rein elektrostatisch und ist völlig frei von chemischen Prozessen oder Flüssigkeiten. Ihr ultraniedriger ESR ist über das gesamte Audioband (20 Hz bis 20 kHz) und weit bis in den Megahertz-Bereich hinein vollkommen linear und stabil. Es treten keine trägheitsbedingten Phasenfehler auf.

2. Die parasitäre Serieninduktivität (ESL) als Schwingungsursache

Ob eine Schaltung stabil bleibt oder hochfrequent schwingt, entscheidet in der Praxis selten der ESR allein. Der entscheidende Faktor ist das Zusammenspiel mit der parasitären Serieninduktivität (ESL).

Die Entstehung parasitärer Schwingkreise beim Elko:

Die Aluminiumfolien im Inneren eines Elkos bestehen aus langen Streifen, die zu einer engen Rolle (einem Wickel) aufgerollt sind. Jede aufgerollte Leiterbahn bildet physikalisch eine Spule und besitzt daher eine hohe Serieninduktivität (ESL). Kombiniert man nun den niedrigen ESR eines 100 V-Elkos mit seiner signifikanten ESL, entsteht im Inneren des Kondensators ein hocheffektiver, parasitärer LC-Schwingkreis. Trifft dieser Schwingkreis im Megahertz-Bereich exakt die Grenzfrequenz der Revox-Audiotransistoren, fängt die Verstärkerstufe unkontrolliert an zu schwingen.

Die axiale Stirnseitenkontaktierung der WIMA-Folie:

WIMA setzt bei der MKS2-Serie das sogenannte Schopierungs-Verfahren ein. Hierbei werden die Stirnseiten des fertig gewickelten Folienpakets flächig mit einer Zink-Schicht besprüht. Die Anschlussbeinchen werden direkt auf diese Metallschicht gelötet. Der Strom fliesst dadurch nicht spiralförmig "im Kreis herum" durch den Wickel, sondern auf kürzestem, axialem Weg von einer Stirnseite zur anderen. Die ESL der WIMA MKS2 ist dadurch extrem gering und geht gegen Null.

3. Der Kapazitäts-Formfaktor und die 4,7 µF-Grenze

Wenn Folienkondensatoren elektrisch so überlegen sind, stellt sich die Frage, warum historische Audiogeräte nicht ausschliesslich mit Folien bestückt werden. Die Einschränkung ist rein mechanischer Natur.

Die Energiedichte im Vergleich:

Flüssiges Elektrolyt und die hauchdünne, geätzte Oxidschicht eines Elkos ermöglichen eine extrem hohe Energiedichte pro Volumeneinheit. Eine Kunststofffolie benötigt bei gleicher Kapazität ein Vielfaches an physischem Raum.

• Bis 4,7 µF: In diesem Kapazitätsbereich ist es WIMA gelungen, die MKS2-Folie so kompakt zu konstruieren, dass sie im standardisierten Rastermass 5 mm (RM5) gefertigt werden kann. Sie besitzt damit exakt die gleiche Stellfläche wie ein kleiner Elko und passt perfekt auf die originalen Revox-Platinen layoutet.
• Über 4,7 µF (z. B. 47 µF oder 100 µF): Ein Folienkondensator mit diesen Werten wäre so gross wie eine Kaffeetasse. Er würde mechanisch niemals auf die eng gesteckten Audioplatinen passen.

Zusammenfassung für das Werkstatt-Archiv