Takaisin hakemistoon
Yksi yksitt�inen instrumentti toistuu parhaimmin yhdest� kaiuttimesta. Yksi kaiutin ei kuitenkaan pysty kunnolla v�litt�m��n esityksen tilantuntua, joten t�h�n etsittiin parannusta monilla eri menetelmill�. Stereoj�rjestelm��n p��dyttiin kompromissiratkaisuna, koska se pystyi tarjoamaan monia etuja monoj�rjestelm��n verrattuna olematta kuitenkaan liian monimutkainen toteuttaa.
Kaiuttimien m��r�n lis��minen tuo lis�� tilaa- ja suuntaa v�litt�v�� informaatiota, jos siis my�s kanavien m��r� lis��ntyy (yksi kanava per kaiutin). N�in k�y jo Dolby Surroundin kanssa. Kanavia lis�tt�ess� stereokuva stabiloituu ja muuttuu tarkemmaksi, koska todellisia ��nil�hteit� on enemm�n ja siten my�s todellista informaatiota, informaatiota, jota kaksikanavainen erikoistapaus, "stereo", ei koskaan pysty v�litt�m��n.
Tilainformaatio tulee todella sivuilta ja takaa, mist� sen pit��kin tulla. Keskelt� tulevat ��net tulevat todella keskelt�, todellisesta ��nil�hteest�, jolloin mono��ni (esim. laulaja, joka on aina miksattu keskelle) on aina puhtaampi kuin kahden kaiuttimen muodostama "phantom"-mono��ni. Kaksikanavainen stereo on nimitt�in kaikkein huonoimmillaan taajuustoistomieless� juuri toistaessaan mono��nt�.
Monikanavaisen systeemi tarjoaa laajemman kuuntelualueen. Kolme eteen-yksi tai kaksi taakse on jo ratkaisevasti parempi kompromissi kuin kaksikanavainen erikoistapaus. Elokuvissa t�m� kanavajako on k�yt�ss� ja t�h�n kanavajakoon tulevat tulevaisuudessa perustumaan my�s mahdolliset monikanavaiset musiikintoistosysteemit jos sellaisia tulee markkinoille.
On totta ett� kaiutin on tavallaan v��r� ilmaisu sill� "eih�n kaiutin mit��n kaiuta". Muita kaiuttimille mietittyj� ja joskus aikoinaan k�ytettyj�kin nimi� ovat esimerkiksi K�ykk�n k�ytt�m� "��ninen" sek� suoraan englannin kielisest� termist� "loudspeaker" v��nnetty "kovaapuhuja". Kaiutin termi vaan on j��nyt n�ist� el�m��n.
Tyypillisen kaiuttien hy�tysuhde on hyvin heikko. Isolla bassoelementill� tai torvidiskanteilla s�hk�akustinen hy�tysuhde (paljonko sis��n menev�st� s�hk�signaalista muuttuu ��ni-energiaksi) voi olla useita prosentteja, yleens� kuitenkin v�hemm�n.
Normaalien, hifik�ytt��n tarkoitettujen kaiuttimien hy�tysuhteet py�riv�t jossain 1 % hujakoilla, joten ei ole mik��n ihme, ett� luukutettaessa esim. 100 W teholla kaiuttimet kuumenevat, kun 99 W s�hk�tehosta muuttu l�mm�ksi jo itse kaiuttimessa
Kaiuttimen impedanssi kuvaa kuinka paljon kaiutin ottaa virtaa vahvistimesta tietyll� vahvistimen ulostuloj�nnitteell�. Ideaalinen 8 ohmin kaiutin ottaa virtaa saman verran kuin 8 ohmin vastus ja ideaalinen 4 ohmin kaiutin tuplaten sen mit� 8 ohminen. K�yt�nn�ss� kaiuttimen impedassi ei ole mik��n vakio 8 tai 4 ohmia, vaan se vaihtelee voimakkaasti taajuuden mukaan. Tyypillisesti nimellisimpedanssi on m��ritelty niin, ett� kaiuttimen impedanssi on keskikm��rin tuota luokkaa ja se voi pienimmill��n olla 3/4 osaa nimellisimpedanssistaan joillain taajuuksilla (markkinoilla on tosin kaiuttimia, jotka rikkovat t�t� s��nt�� vastaan).
Kaiuttimiin merkit��n nimellisimpedanssi ja vahvistimiin pienin sallittu impedanssi, jotta voitaisiin arvoidan vahvistimen sopivuuttaa kaiuttimen ohjaamiseen. Kun kaiuttimen nimellisimpedanssi on vahvistimen suositellulla niin vahvistimesta saadaan se teho kuin valmistaja on luvannut. Jos numellisimpedanssi on isompi, niin saadaan v�hemm�n tehoa. Jos kaiuttimen nimellisimpedanssi on pienempi kuin vahvistimen pienin sallittu impedanssi, niin t�ll�in olet ylikuormittamassa vahvistinta, mist� seuraa vahvistimen ylikuumenemista, toimitah�iri�it�, suojapiirien laukeamista tai pahimmassa tapauksessa vahvistimesi hajoaminen.
Nimellisimpedanssi kertoo loppujen lopuksi aika v�h�n kaiuttimen todellisesta impedanssista, mutta jos impedanssi nyt olisi jotakuinkin vakio, niin 8 ohmin kuorma vaatii vahvistimelta huomattavasti v�hemm�n virtaa kuin matalampi ohminen kuorma. K�yt�nn�ss� kaiutitmen impedanssi on toistoaluuella kaikkea muuta kuin tasainen 8 ohmia. Kaiuttimien todellinen impedanssi on niin kompleksinen taajuuden mukaan muuttuva ilmi�, ett� pienist� heitoista ei kannata valittaa v�h��k��n.
Toisinaan sanotaan ett� nimellinen impedanssi ei ole niink��n merkitt�v� vaan se kuinka tasainen impedanssi kaiuttimella on sen toistoalueella. K�yt�nn�ss� mink��n kaiuttimen impendassik�yr� ei ole mitenk��n tasainen, eik� t�m� aiheuta mit��n merkitt�vi� ongelmi vahvistimelle, kunhan kaituttimen impedassi ei p��se putoamaan jolla tietyll� taajuudella aivan kauhean matalaksi (hyvin paljon nimellisimpedanssia pienemm�ksi). Yleens� normaaleissa kotikaiuttimissa tuo impedanssi ei putoa kovin alas, mutta joissan huippuhifikaiuttimissa impedanssi joillakin taajuuksilla saattaa pudota hyvinkin alas, vaikka nimellisimpedanssi olisikin korkea. T�ll�isess� tilanteessa jotkut pieni� impedansseja huonosto hallitsevat vahvistimet voivat menn� "kyykkyyn". V�ltt�m�tt� t�t� ei voi pit�� vahvistimen ongelmana, koska kaiutinta suunnitellessa olisi pit�nyt mielest�ni ottaa huomioon se ett� sen impedanssi pysyy j�rkeviss� rajoissa ja merkit� siteen kaiuttimen nimellisimpedanssiksi sellainen arvo, joka kuvaa kaiuttimen k�ytt�ytymist� niinkuin se on eik� vaan jotain "v�r��" arvoa joka tulee suunnittelijalle mieleen tyypilliseksi impedanssiksi. Esimerkiksi IEC:n standardi IEC60268-3 kertoo kaiuttimien nimellisimpedanssista ett� kaiutimen todellisen impedanssi ei saisi laskea mill��n taajuudella alle 80% nimellisimpedanssiarvosta mutta standardi ei aseta rajoja kuinka suureksi kaiuttimen impedanssi saa kasvaa. Valitettavasti jotkin hifikaiuttimet standardin vastaisesti on merkitty niin suurille impedasseille ett� tuo 80% s��t� ei p�de (jos ne olisi merkitty standardin mukaisesti, niin silloin niihin olisi pit�nyt merkit� pienempi nimellis-impedanssi).
N�ist� kaiuttimien impdansseista ja niiden sopivuuksista tunnutaan pit�v�n aivan liikaa meteli�. Normaaliolosuhteissa kaikki yli nelj� ohmiset normaalit dynaamiset kaiuttimet toimivat l�heskaikkien vahvistimien kanssa (varmasti jos vahvistin lupaa toimia 4 ohmin kuormaan saakka) ellei niit� luukuteta pitempia aikoja ihan s�r�rajalle. Jos s�r�rajalle joutuu luukuttamaan, on tullut hankittua liian pieni vahvistin. Halvoissa vahvistimissa, joiden voisi helposti kuvitella hajoavan helpoiten, on yleens� k�ytetty mikropiireill� toteutettuja p��teasteita joissa on aina sisaanrakennetut ylikuormitussuojat, jotka suojaavat vahvistinta yleens� hyvinkin rankkoja ylikuormituksia vastaan tehokkaasti.
Kaiuttimen impedanssin on oltava v�hint��n se mik� vahvistimessa on ilmoitettu alimmaksi sallituksi. Kaiuttimen impedanssi voi olla suurempi kuin mit� vahvistimessa on ilmoitettu suositelluksi kaiuttimen impedanssiksi. Suurempi kaiuttimen impednassi ei aiheuta ongelmia vavistimen toiminnalle, vahvistin pystyy vaan antamaan t�llaiseen suurempi-impedanssiseen kaiuttimeen v�hemm�n tehoa.
��nentoistoj�rjestelmiss� tarvitaan useita erilaisia kaiuttimia, koska yksi kaiutin ei voi toistaa koko ihmisen kuuloaluetta (16Hz - 16kHz). Diskanttikaiutin ei kest� matalia ��ni� ilman, ett� ��ni s�r�ytyy ja bassokaiutin toistaa korkeat ��net huonosti. Lis�ksi matalan taajuuden suuri energiam��r� my�s grillaa typillisesti bassoelementti� paljon pienemm�lle teholle mitoitetun diskanttielementin hetkess� jos sinne p��stet��n matalia taajuuksia. N�iden syiden takia ��ni on jaettava niin, ett� diskanttikaiuttimelle menee ainoastaan korkeat ��net (yli 4 kHz), bassokaiuttimelle ainoastaan matalat ��net (alle 100 Hz) ja keski��nikaiuttimelle ainoastaan keski��net (100Hz - 4kHz). T�h�n tarvitaan jakosuotimia.
Jakosuotimia on kahdenlasia: aktiivisia ja passiivisia. Aktiivinen jakosuodin jakaa ��net eri kaiuttimille jo ennen vahvistimia. T�ll�in diskanttikaiuttimille on yksi vahvistin, jonka l�pi kulkee ainoastaan korkeita ��ni�, keskikaiuttimille on oma vahvistimensa ja bassoille on oma vahvistimensa. Kaiuttimet ovat t�ll�in kytketty suoraan omaa taajuusaluettaan vastaaviin vahvistimiin. Aktiivinen jakosuodin toimii linjatasoisilla signaaleilla tarvitsee tasavirtaa tuottavan virtal�hteen toimiakseen.
Passiivinen j�rjestelm� (j�rjestelm�, jossa on passiiviset jakosuotimet) p�rj�� yhdell�kin vahvistimella, joka vahvistaa yksin koko taajuusalueen. T�m� toimii hyvin, koska vahvistimet toimivat usein koko ihmisen kuuloalueen kattavilla ��nill�. T�ll�in ��ni jaetaan eri kaiuttimille vasta, kun se on vahvistettu. T�m� tehd��n passiivisella jakosuotimella. Passivinen jakosuodatin koostuu keloista, kondensaattoreista ja vastuksista. N�iden avulla huolehditaan, ett� jokaiselle elementille p��sev�t vaan ne taajuudet, joita se pystyy kunnolla toistamaan. Et useinkaan n�e passivisia jakosuotimia, koska ne on tyypillisesti asennettu kaiutinkoteloiden sis��n.
Aktiivinen jakosuodatin jakaa linjatasoisen signaalin eri alueille ja sitten ne signaalit vedet��n omille vahvistimilleen. T�m�n vahvistimen per��n on suoraan kytketty kyseisen taajuusalueen kaiutinelementti. Aktiivinen jakosuodatin sis�lt�� aktiivista elektroniikkaa (tyypillisesti operaatiovahvistimia) ja se vaatii oman k�ytt�j�nnitteen toimiakseen. Aktiivinen jakosuodatin pystyy vahvistamaan ja vaimentamaan signaalia tarpeen mukaan.
Tyypillinen passivinen jakosuodatin on normaleissa hifikaiutitmissa oleva keloista, kondensaattoreista ja vastuksista koostuva jakosuodatin, joka jakaa vahvistimelta tulevan signaalin eri kaiutinementeille. Passivinen jakosuodatin toimii passiivisesti, eli ei tarvitse toimiakseen mit��n ulkoista erillist� tehol�hdett�. Passivinen jakosuodatin pystyy ainoastaan jakamaan signalin eri kaiutinelementeille ja vaimentamaan tarvittaessa joitain taajuuksia. Jos jokin taajuusalue on liian heikko tasoltaan, niin passiivijakosuotimella sit� ei voida voimistaa.
Periaatteessa passiivisia vastuksista, keloista ja kondensaattoreista koostuvia suotimia voitaisiin k�ytt�� linjatasoisenkin signaalin suodattamiseen ja jakamiseen usean p��tevhavistimeen, mutt� t�ll�ist� ratkaisua ei yleens� k�ytet�, koska homma onnistuu paremmin aktiivisella suotimella.
Perinteisess� passiiviratkaisussa voimakkuss��timelt� saatava 0 - 1 V korkeaohminen signaali vied��n p��tevahvistimelle, joka vahvistaa sen esim. 100 W vahvistimessa 0-20 V suuruiseksi ja kaiutin saattaa sitten ottaa 0-5 A virtaa (4 ohmin kuorma). Diskanttikaiuttimille ei pid� p��st�� matalia taajuuksia (palaisivat) eik� bassokaiuttimille korkeita ��ni� (suuntaavuusongelmia jne.), joka toteutetaan keloista ja kondensaattoreista (ja mahdollisesti vastuksista) koostuvilla passiivisilla jakosuotimilla.
Kelojen pit�� kest� useamman ampeerin virtoja, joten langan paksuuden pit�� olla v�hint�in 0,5 - 1 mm ja lis�ksi yleens� joudutaan k�ytt�m��n ilmasyd�misi� keloja, sill� muussa tapauksessa syd�naineen kyll�styminen voisi aiheuttaa ongelmia. T�m�n takia keloista tulee varsin isoja ja kalliita. Vastaavasti kondensaattoreiden tulee kest�� kymmenien volttien j�nnite ja kun tarvittavat kapasitanssit ovat alhaisten impedanssitasojen takia usein 1-300 uF, joten kondensaattoreista tulee varsin kookkaita ja kalliita.
N�iden komponenttien toleranssit saattavat hyvinkin olla +/- 5 % luokkaa, jolloin vaarana on, ett� oikea ja vasen kaiutin kuulostaa erilaiselta. Huono toleranssi my�s aiheuttaa sen, ett� kovin jyrkki� suotimia on teollisessa mittakaavassa vaikea toteuttaa, t�m�n vuoksi kunkin elementin yhteydess� on usein vain yhdest� kelasta ja konden- saattorista koostunut suodin, jonka jyrkkyys on 12 dB/oktaavi. Jonkin 18 tai 24 dB / oktaavi jyrkkyyden toteuttaminen n�in laajan toleranssin omaavilla komponenteilla saattaa aiheuttaa todella pahoja virheit� taajuus- ja vaihevasteessa.
Koska eri elementtien herkkyydet ovat erilaisia, joudutaan tasapainoisen soinnin aikaansaamiseksi herkimpi� elementtej� vaimentamaan vastuksilla, joilta vaaditaan useamman vatin tehonkestoja, eli osa vahvistimen tehosta muuttuu suoraan l�mm�ksi jo jakosuotimessa. Koska passivijakosuotimella on mahdollista ainoastaan p��st�� halutut taajuudet sellaisenaan l�pi tai vaimentaa niit� (liian heikkoa taajuut ei voi vahvistaa), ovat passivisuotimella tehdyt taajuuskorjaukset aika rajoittuneita. Jos tilanne on sellainen, ett� joku taajusalue on liian hiljainen muihin verrattuna, niin ainut mit� passivijakosuotimella voi tehd� asian hyv�ksi on vaimentaa niit� kaikkia muita taajuuksia (ja n�in synnytt�� tuntuvia tehoh�vi�it� jakosuotimeen).
Lis�ksi jos esim. hyvin voimakas bassosignaali yliohjaa vahvistimen, katkaisee se samalla my�s kaikkien muiden taajuuksien (aina korkeimpia diskantteja my�ten) p��syn kaiuttimille, jolloin yliohjautuminen kuulostaa hyvin pahalta.
Aktiivisuotimessa voimakkuuss��timelt� saatava 0-1 V signaali vied��n operaatiovahvistimista, kondensaattoreista ja vastuksista koostuviin aktiivisuotimiin, josta saadaan 0-1 V signaalit esim. bassoille, keski��nille ja diskantille. Impedanssitasot voidaan aktiivisuotimissa valita melko vapasti, jolloin kondensaattoritkin j��v�t useimmiten alle 1 uF suuruisiksi. Aktiivisuotimissa k�ytett�vi� tarkkuusvastuksia ja tarkkuuskondensaattoreita on saatavilla jopa +/-1 % toleranssilla, joten korkeamman asteen suotimiakin (esim. 24 dB/oktaavi) pystyt��n valmistamaan ilman ett� joudutaan etsim��n sopivia komponenttipareja nimellisesti samankokoisista komponenteista.
N�m� kolme 0-1 V signaalia vied��n sitten suoraan kolmeen p��tevahvistimeen, jotka vahvistavat ne esim. 0-20 V 0-5 A suuruisiksi, josta signaali johdetaan suoraan kaiuttimen puhekeloille ilman mit��n jakosuotimia.
Aktiivinen jakosuodin ja p��tevahvistimet sijoitetaan usein itse kaiutinkoteloon tai on muuten kiinni kaiutinkotelosta, jolloin puhutaan aktiivikaiuttimista.
K�yt�nn�ss� diskanttikanavaa varten ei kannata t�ysitehoista vahvistinta laittaa, ei diskanttielementti sit� kuitenkaan kest�isi, eik� musiikissa t�ystehoisia korkeita diskanttisignaaleja esiinny, joten diskanttivahvistin mitoitetaan yleens� pienemm�ksi.
Kun on lukuisia rinnakkaisia p��teasteita, ei esim. bassokanavan yliohjautuminen katkaise diskanttikanavan signaalia, joten hetkellinen yliohjautuminen ei kuulosta l�hesk��n niin pahalta kuin passiivijakosuodatuksen kanssa.
Eri kaiutinelementtien erilainen herkkyys voidaan huomioida yksinkertaisesti ajamalla v�hemm�n signaalia herkimm�n elementin vahvistimeen.
Aktiiviratkaisu ei ole v�ltt�m�tt�n aivan ylett�m�sti passiviratkaisua kalliimpikaan, koska p��tevahvistin ei loppujen lopuksi ole kovin kallis valmistaa, jos tyydyt��n kohtuullisiin tehoihin. Integroituna piirein� l�ytyy ihan laadukkaita p��tevahvistimia noin 50 W tasolle asti. Monen nykyaikaisen aktiivikaiuttimen sis�lt� l�ytyy t�ll�isi�piirej� p��tevahvistimina.
Toki aktiivikaiutinratkaisulla on ongelmansa, sill� koska aktiivinen jakosuodatus sijaitsee yleens� voimakkuuss��timen per�ss�, t�ll�in hiljaa kuunneltaessa suotimen oma kohina tulee suhteellisesti ottaen voimakkaammin kuuluville heikon hy�tysignaalin n�hden. T�m�n takia aktiivisuotimen oma kohina pit�isi olla pienempi kuin p��teasteen kohina tai sitten voimakkuuss�timien pit�isi olla aktiivisuotimien ja p��tevahvistimien v�liss� (vaatisi kolmoispotentiometrin). J�rkev�sti suunniteltu aktiivisuodatin ei huononna ��nenlaatua mitenk��n havaittavasti, mutta jotkut aktiivisuodattimet on pilattu sill�, ett� ne on yritetty totteuttaa liian halvalla (liina paljon suodatusta on yritetty tehd� yhden operaatiovahvistimen ymp�rille, mist� seuraa ��nenlaadullisia ongelmia).
Yksi syy ett� aktiivikaiuttimet eiv�t ole yleistyneet kotik�yt�ss� voi olla niiden korkeana pidetty hinta. Vaikka aktiivikaiutinratkaisu ei tyypillisest maksakaan mitenk��n tuntuvasti enemp�� kuin perinteinen hyv�laatuinen kaiutin ja vahvistin sille, tuntuu t�m�kin hintataso monesta kuluttajasta liian korkealle, kun eniten myydyt audiolaitteet ovat niit� parin tonnin muovisia ministereoita. Tyypillisesti hifik�ytt��n sopivien aktiivikaiuttimien hintaso on noin nelj�st� tonnista parilta yl�sp�in.
Toinen suuri syy aktiivikaiuttimien harvinaisuuteen kotik�yt�ss� on s�hk�nsy�t�n j�rjest�minen yhdysrakenteisille aktiivikaiuttimille, sill� kullekin kaiuttimelle pit�� audiosignaalin lis�ksi vied� k�ytt�s�hk�t, joko niin, ett� kaiuttimelle vied��n erillist� verkkojohtoa pitkin verkkoj�nnite l�himm�st� pistorasiasta. T�m� on lis�nnyt lattialla risteilevien piuhojen m��r�� (hankaloittaen siivousta) ja lis�ksi virran kytkeminen ja katkaiseminen on hankalaa.
Aktiivikaiuttimet ovat kotik�yt�ss� yleistyneet ainoastaan tietokoneen kaiuttimina, mutta valitettavasti useimmat luomukset ovat olleet jotain muovip�ntt�j� joiden ��nenlaatu on hyvin heikkotasoinen verrattuna mihink��n hifikaiuttimeen.
Tyypillisesti kun laitteistoa kuuntelee mukavalla kuunteluvoimakkuudella, niin hyvill� laitteilla kaikki on kohdallaan, eli sointi on napakka ja taisainen. Mutta jos kuuntelee sellaisella iltamy�h� ��nenpaineella niin sointi muuttuu py�re�mm�ksi ja kohteliaaksi. Eli bassot vaimenevat ja korkeat ��nen menett�v�t ter�vyytens�.
Tyypilliset kaiuttimet k�ytt��ytyv�t hyvin lineaarisesti eri ��nenvoimakkuuksilla (kunnes ne hyvin kovalla alkavat s�r�tt�m��n). T�m� soinnin muuttuminen johtuu siis p��sosin korvan ominaisuuksista: Suurella ��nenpaineella korva kuulee kaikki taajuudet l�hes yht� herk�sti, mutta kun ��nenpaine laskee, niin korvan suhteellinen herkkyys laskee sek� matalilla ett� korkeilla ��nill�. T�st� johtuen hiljaa kuunneltaessa bassot ja korkat ��nen kuullostvat vaimenevan. Esimerkiski 20Hz:n kuulokynnys ihmisill� on noin 70dB, joten t�t� pienemmill� voimakkuuksilla nuo matalillat ��net eiv�t yksinkertaisesti kuulu. Taajuuksien v�liset erot tasoittuvat, kun kuunnellaan kovempaa (erot ovat tasoittuneet aika hyvin pois noin 80-90dB ��nenpaineilla).
Hyvin pienen� vaikuttavana tekij�n� saattaa pitk��n suurilla tehoilla ajettaessa puhekelan kuumeta niin paljon, ett� kaiuttimen Q arvo nousee, jolloin bassovasteeseen tulee pieni piikki. Joissakin simuloinneissa on saatu jopa 2-3 dB bassokorostuma keskitaajuuksiin verrattuna, kun puhekelan l�mp�tila on l�hemp�n� 200 astetta. Jos kaiuttimen Q arvo on kylm�n� melko alhainen (alle 0.7), niin bassot kuuluvat heikoilta ja vasta v�h�n korkeammalla puhekelan l�mp�tilalla saavutetaan mahdollisimman suora taajuusvaste. T�m� on varsin marginaalinen ilmi� verrattuna fysiologisiin seikkoihin. T�m� kaiutinparametrien l�mp�tilariippuvuus on kuitenkin hyv� pit�� mieless� yhten mahdollisena selityksen�.
Hiljaisella ��nellenvoimakkuusilla tapahtuvaa matalien ja korkeiden ��nien vaimentumista kompensoimaan moniin laitteisiin on lis�tty loudness-kytkin, jonka on tarkoituksena juuri koristaa noita matalia ja korkeita ��ni� kun halutaan kuunnella hiljaa. Tuo loudness-kytkin on toiminnaltaan tyypillisesti hyvin karkea aproksimaatio eik� monestikaan anna toivottua apua, vaan saattaa luonnottomasti ylikorostaa bassoja ja diskantteja. Jos laitteistossasi on loudness-s��t�, niin voithan aina kokeilla parantaako vai huonontaako se sointia pienill� ��nenvoimakkuuksilla kuunnellessa.
Jos loudnessin vaikutus on liian raju ja rahaa l�ytyy, niin voit osta muisteilla varustettun taajuuskorjaimen, mittauttaa kuulosi. Sitten voit tehd� taajuuskorjaimella hiljaisten tasojen kuulok�yr��si vastaavat korjaukset. Muutama muistipaikka riitt�nee jo kattamaan hiljaiset tasot.
Kaiuttimissa yleinen ongelma on matalien taajuuksien toistaminen tasapainoisesti alimpiin taajuuksiin saakka, joskaan ei ole mit��n syyt� v�h�tell� muun taajuusalueen t�rkeytt�. Bassoalueen ongelman voi ratkaista hankkimalla sellaiset p��kaiuttimet, jotka pystyv�t toistamaan hyvin my�s aivan ihmisen kuuloalueen alap��ss�. T�llaiset kaiuttimet ovat yleen� aika kookkaita ja kalliita.
Toinen mahdollisuus on k�ytt�� subwooferia, jolloin p��kaiuttimien ei tarvitse toistaa matalimpia bassoja, koska subwoofer huolehtii niist�. Subwooferin toiston yhteensovittaminen p��kaiuttimien kanssa ei ole mitenk��n ongelmatonta, joten systeemin oikeaan viritt�miseen voi menn� paljonkin aikaa tai sitten tulos ei ole paras mahdollinen. Sisustuksen kannalta pikkukaiuttimet ja subwoofer voi olla helpommin sijoitettava ratkaisu kuin suuret p��kaiuttimet. Varsinkin kotiteatteriharrastus on saanut aikaan sen, et�t kaupoista l�ytyy aika k�tevi� ja edullisia pikkukaiuttimia ja subwoofereita.
Kaiuttimien taajuustoiston mittaamisessa aika vaihtelev� k�yt�nt�. Periaatteessataajuusvasteen yl�- ja alarajat ovat niill� taajuuksilla joissa signaali on vaimentunut 3 desibeli�. Monet kaiuttimien valmistajat kuitenkin (laatumerkitkin) mittaavat toistoa -6dB rajassa eik� -3 dB:lla. Joskus n�kee ilmoitettavan taajuustoisto -10 dB rajoissa (joillain kuulokkeilla, joillain PA-kaiuttimilla, halvoilla kotikaiuttimilla). Eri kaiuttimien taajuustoistorajat eiv�t ole vertailukelposia ellei niit� ole mitattu samalla tavoin, joten luvattu taajuustoiston alueen numerot ovat aika arvottomia jos ei ole kerrottu mittaus/ilmoitustapaa (kuinka paljon signaali vaimenee noilla annetuilla rajatuuksilla).
3 desibelin vaimennus tarkoittaa tehon puolittumista. Tehon puolittuminen on yleisen k�sityksen mukaan juuri ja juuri ihmiskorvalla erotettavissa, vaikka �kkiselt��n luulisi toista. T�m� on "vanha" k�sitys, jota on pidetty jonkinlaisena yleisesti paikkansa pit�v�n� totuutena. Mutta asia ei ole aivan n�in yksinkertainen. Korva on nimitt�in eri taajuuksilla eri tavalla herkk�. Bassotaajuuksilla ihminen ei havaitse yht� herk�sti taajuusvasteen mutkia kuin korkeilla taajuuksilla.
Kolme desibeli� on kuunneltuna todella suuri muutos, jos pudotus tapahtuu v�lill� 10-20 kHz, eli kuuloalueen yl�p��ss�. Tuolla v�lill� jo 0,5 desibelin loiva pudotus kohti 20 kHz:i� on havaittavissa. Suorassa AB-vertailussa sopivalla materiaalilla huomaa heti toisen soivan tummemmin. Yksitt�iskuuntelussa taajuusvasteeltaan vaimentunut soi hiukan tylsemmin.
T�st� kolmen desibelin nyrkkis��nn�st�, joka on luotu 70-luvulla ��nentoistolaitteiden suorituskyky� vastaavaksi sallituksi poikkeama-alueeksi taajuusvasteissa (niin sanottu hi-fi-normi), olisi jo tosin p��st�v� eroon.
Normaalissa kaiutinelementiss� on liikkuvia osia, mutta liike saadaan aikaan ilman, ett� likkuvat osat koskettavat toisiaan. Liikkuva kartio pysyy radallaan ulomman ja sisemm�n ripustuksen varassa. Ripustukset on pyritty tekem��n v�sym�tt�mist� materiaaleista, ja ne eiv�t normaalissa kotik�yt�ss� kulu sen enemp�� kuin CD-levytk��n.
Suurempi ongelma kuin kuluminen on joidenkin kaiutinelementtien ik��ntyminen. Tieettyn� aikana 1970- ja 1980-luvuilla bassoelementtien kartion reunaripustukseen k�ytettiin vaahtomuovia. Osa n�ist� vaahtomuoviripustuksista haurastuvat vanhetessaan ja alkavat hajota.
My�s perinteisest� kumista valmistetut kaiuttimen reunukset vanhenevat. T�m� tulee sille siten, ett� kumireunuksisten elementtien kumi "kuivuu", eli kovettuu ik��ntyess��n. Kumilaatuja kun on varsin monenlaisia, asiasta ei voi antaa mit��n yksityiskohtaista opastusta, mutta sit� voi kuitenkin pit�� melko itsest��n selv�n�, ettei 10-20 v. vanhojen elementtien liikerata/herkkyys vastaa en�� alkuper�ist� uutta. Kun kumi on j�ykistynyt riitt�v�sti (=bassot kateissa), se alkaa murtumaan liikuttelusta. Toki joitakin hyvinkin stabiileja kumilaatuja saattaa olla, mutta n�ihin t�rm�� melko harvoin.
Korke��nielementiss� taas on saatettu k�ytt�� niin sanottua magneettista nestett� puhekelan raossa. T�m� magneettinen neste koostuu �ljyst� ja rautahileista. UUtena ja kunnolla toimiessaan t�m� ferrofluid-neste parantaa diskanttielementin impedanssik�ytt�ytymist�. Joissain tapauksissa �ljy vanhetessaan "kuivuu" ja elementti ei n�� toimi suunnitellulla tavalla.
Vanhaa kaiutinta uhkaavat siis materiaalien ik��ntymisest� aiheutuvat vaivat, ei k�yt�n aiheuttama kuluminen.
Herkkyys on periaatteessa sama kuin kaiuttimen hy�tysuhde, silloin kun herkkyys ilmaistaan desibelein� ��nenpainetta per joku wattim��r� ja et�isyys kaiuttimesta. Tyypillisesti herkkyys ilmoitetaan kuinka monta desibeli� ��nt� kaiutin tuottaa metrin p��h�n kun siihen sy�tet��n 1 watin teho.
Asia ei k�yt�nn�ss� ole ihan n�in helppo. Kaiuttimen suuntaavuus vaikuttaa siten, ett� suuntaavampi kaiutin antaa enemm�n desibelej� eteenp�in kuin hy�tysuhteeltaan samanlainen mutta v�hemm�n suuntaava kaiutin. Lis�ksi herkkyys ja/tai hy�tysuhde joskus ilmoitetaan puoliavaruuden (2Pii) kuormituksen mukaan, jolloin arvot ovat korkeampia. Joskus herkkyys ilmoitetaan desibelein� per tietty j�nnite (yleens� 2.83V joka tuottaa 1W tehon 8 ohmin kaiuttimeen), jolloin my�s impedanssi vaikuttaa lopputulokseen, mik�li herkkyydest� laskee hy�tysuhteen.
Tyypillisten hifikaiuttimien hy�tysuhteet ovat alueella 85-95 dB 1 watin teholla metrin p��st�. PA-��nentoistoon tehdyiss� kaiuttimissa hy�tysuhde on yleens� parempi (tyypillisesti luokkaa 95-105 dN 1 watin teholla 1 metrin p��st�).
Yleisen uskomuksen mukaan kaiuttimien kokonaisherkkyys lis�ntyy kolmella dB:ll� kun kytket��n kaksi elementti� rinnan, ja toisinp�in, jos kaksi elementti� kytket��n sarjan herkkyys tippuu kolmella dB:ll�. Todellisuudessa n�in ei tapahdu, eik� itse kaiuttinelementtien herkkyytt� ei voida mitenk��n muuttaa mink��nlaisilla kytkenn�ill�.
Syy t�h�n yleiseen v��rink�sitykseen on seuraava: Kaiuttimien herkkyys ilmoitetaan desibeleiss� per yksi watti mitattuna yhden metrin et�isyydelt�(dB/1W/1m). Vanhan tavan mukaan kun kaikki elementit olivat 8 ohmisia niit� mitattiin 2,83V:n j�nnitteell� (joka vastaa yht� wattia 8ohmiin), ja moni k�ytt�� viel�kin n�it� samoja mittaustapoja t�n�p�iv�n� riippumatta siit� ovatko kaiutinelementit 2/4/6/8/16ohmisia. T�m� vaikuttaa huomattavasti mittaustulokseen: esim 4ohmin kaiuttimelle saadaan herkkyydeksi esim 93dB/W (vaikka t�m� todellisuudessa pit�isi olla 93dB/2,83V tai 90dB/1W, koska 2,83 voltin j�nnitteell� 4ohmin kuormaan saadaan tehoksi 2W!).
Kun kaksi elementti� kytket��n rinnakkaiskytkenn�ll� toisiinsa impedanssi(Z) puolintuu, ja vastaavasti sarjakytkenn�ss� tuplaantuu. Nyt kun k�yteet��n tietty� kiinte�� j�nnitett� kun mitataan herkkyytt� n�ytt�� tosiaankin silt�, kuin herkkyys nousisi +3dB:i�, mutta t�m� johtuu seuraavasta:
2,83V / 8ohm = 1W 2,83V / 4ohm = 2W 2,83V / 2ohm = 4W.......T�m� tarkoittaa sit�, ett� herkkyys ei parane, vaan kaiuttimiin sy�tett�isiin 2 kertaa enemm�n tehoa mik� kyll� saa aikaan +3dB:n ��nepainelis�yksen. Oikeasti tapahtuu seuraavasti: jos sy�tet��n 1 watti siihen kuormaan mit� rinnakkaiskytketyt elementit esitt�v�t, niin kumpaankin elementtiin menee vain 0,5 wattia.
Kahden elementin asentaminen aiheuttaa tietysti kartiopinta-alan kasvaminen, mik� ja sen aiheuttamasta akustisen hy�tysuhteen kasvamista. Vaikka t�ss� rinnankytkenn�ss pinta-ala kaksinkertaistuu, niin puolella teholla kartio liikkuu puolet v�hemm�n, eli Sd*Xmax pysyy vakiona! (Sd = kartion pintaala ; Xmax =linearinen liikerata).
Jakotaajuudella tarkoitetaan kaiuttimessa tai kaiutinsysteemiss� olevien suotimien taajuuksia. Kaksielementtisess� kaiuttimessa k�ytet��n suodattimia jakamaan toistettavaa signaalia siten, ett� ainoastaan matalat taajuudet p��sev�t bassoelementille ja ainoastaan korkeat ��net diskanttielementille. Jakotaajuus ei ole miss��n kaiuttimessa mik��n absoluuttinen raja, vaan se on vaan rajataajuus, joka yl�/alapuolella ��nisignaali alkaa vaimenemaan vaimenee tasaisesti menness� kaumemmaksi jakotaajuudesta. Jakotaajuus ilmoittaa ainoastaan (yleens�) sen taajuuden, jolla ��ni on vaimentunut 3dB alkuper�isest� voimakkuudesta. Optimaalista olisi, ett� kaiuttimien jakotaajuudet asetetaan siten, ett� kun toisen elementin toisto alkaa vaimenemaan, niin samaan aikaan toisen elementin ��ni alkaa kuulumaan. T�ll�in kaikkien kaiutinelementtien yhteenlaskettu vaste olisi suora.
Kaiuttimella jonka herkkyys on suurempi pystyt��n aikaansaamaan saman tehoisellla vahvistimella enemm�n ��nt� kuin heikomman herkkyyden omaavilla kaiuttimilla. Onko suuri herkkyys sitten hyv� vai huono asia riippuu siit�, miten se on saavutettu. Ilman laadullisia heikennyksi� saavutettu suuri herkkyys on hyv� asia kun kaiuttimesta saadaan enemm�n ��nt� v�hemm�ll� s�hk�ll�, ovat kaikki magneettipiirin muodostamat s�r�t pienempi�. My�s puhekelan l�mp�tilan nousu ja sen aiheittamat ongelmat ovat v�h�isempi�.
Korkea hy�tysuhde (suuri herkkyys) pieness� kaiuttimessa on kuitenkin kyseenalainen juttu, sill� se tarkoittaa automaattisesti, ett� bassotoisto ei ulotu alas ainakaan samalla hy�tysuhteella.
Tehonkestolla tarkoitetaan kuinka paljon kaiuttimeen voi sy�tt�� ��nisignaalia niin ett� se viel� kest�� t�t� vaurioitumatta (oletuksena tyypillinen musiikkisignaali jossa suurin osa energiasta bassoalueella). Tehonkestolla tarkoitetaan puhekelan s�hk�ist� kest�vyytt�. Kaiuttimen jatkuvaa tehonkestoa rajoittaa kuinka tehokkaasti tehoh�vi�iss� syntyv� l�mp� pystyt��n v�litt�m��n pois kaiuttimen puhekelasta. Liian suuri m��r� jatkuvaa tehoa saa aikaan puhekelan kuumenemisen liikaa, mik� aiheuttaa ett� k�ytetyn langan eriste alkaa sulaa. Jos kaiuttimella soitetaan tavallista musiikkia, eik� ��nt� p��stet� s�r�ytym��n, jatkuva teho p��see tuskin koskaan niin suureksi, ett� elementti vaurioituisi sen seurauksesta.
Rakenteeltaan hyv� elementti voi siet�� huomattavastikin nimellistehoaan enemm�n tehoa musiikin huipuissa. Toisaalta elementin puhekela voi pohjata ja vahingoittua jo puolella nimellistehosta, jos sen mekaaninen liikerajoitus on huonosti toteutettu ja siihen sy�tet��n liian matalia taajuuksia. Kaiuttinelementin kartion liike eri taajuuksilla riippuu elementin ominaisuuksian lis�ksi my�s k�ytetyst� koteloinnista. 100W kaiutin voi hyvinkin hajota 20Hz 100W sinist�.
Tyypillisesti kaiuttimet kest�v�t yleens� hetkellisesti tehoa paljonkin enemm�n kuin jatkuvaa tehoa (olettaen tietenkin ett� elementin liikealue ei tule esteeksi), koska pieness� hetkellisess� kuormituksessa tuo puhekela ei viel� ehdi l�mmet� liikaa (kunhan keskim��r�inen teho ei ylit� suurinta sallittua s�hk�ist� kest�vyytt�). Aika monessa kaiuttimessa nyky��n ilmoitetaan sek� jatkuva ett� hetkellinen tehonkesto.
Kaiuttimen herkkyydell� kuvataan kaiuttimen hy�tysuhdetta ja kuinka paljon siit� saa ��nenvoimakkuutta ulos. Yleens� kaiuttimen herkkyys ilmoitetaan desibelein� 1 watin teholla metrin p��st�. Tyypillisesill� hifikaiuttimilla t�m� herkkyyn on yleens� 85-95 dB/1W/1m luokkaa. PA-kaiuttimet ovat yleens� herkempi� ja herkkyys on usein 95-105 dB/1W/1m luokka. Herkkyys vaikuttaa tuntuvasti kuinka paljon ��nt� saat ulos kaiuttimesta tietyll� vahvistinteholla. Jos esimerkiksi sy�t�t 10W ��nitehoa ep�herkk��n hifikaiuttimeen (88 dB/1W/1m) saat ulos vain 98 dB ��nenpaineen metrin p��h�n kaiuttimesta, kun samalla vahvistimella saisit herk�ll� PA-kaiuttimella (103 dB/1W/1m) aikaan 113 dB ��nenpaineen.
Kaiutinelemnettien ominaisuudet vaikuttavate kaiuttimen herkkyyteen olennaisesti. Kevyt vaimentamaton kaiutinelementin kartio antaa tietynkokoiselle kaiutinelementille suuremman herkkyyden kuin raskas vaimea kalvo. Vaimentamattomuuudesta seuraa kuitenkin v�rittymi�. Kaiuttiment voimakertoimen (Bl) kasvattaminen lis�� my�skin kaiutinelementin hy�tysuhdetta mutta ei aiheuta toistoon ongelmia.
Kaiuttimen herkkyyteen vaukuttaa lis�ksi k�ytetty koteloratkaisu ja jakosuotimen toteutus. Yleens� mit� monimutkaisempi jakosuodin on k�yt�ss� sit� enemm�n tehoa hukkuu jakosuotimeen. Joissain kaiuttimissa jakosuotimessa on kohttuullisen paljon tehoa kuluttavia vastuksia sovittamassa eri herkkyyksi� elementtej� toimimaan hyvin yhteen (herkemm�n elementin herkkyys pit�� sovittaa ep�herkemp��n vaimentamalla herkemp��n elementtiin menev�� signaalia vastuksella).
Bassotaajuuksilla hy�tysuhdetta voi kuvata yht�l�ll�: hy�tysuhde = vakio * kotelon tilavuus * alarajataajuus^3. Vakion suuruus riippuu kotelointiperiaatteesta ja Q-arvosta. Refleksikotelo on tehokkaampi kuin suljettu kotelo ja korkeat Q-arvot ovat tehokkaampia kuin pienet. Yht�l� kertoo my�s, ett� on j�rkev�mpi tinki� alarajasta kuin hy�tysuhteesta, jos haluaa pienen kaiuttimen.
Kun kaiutinkotelon tilavuus ja refleksiputken ilmamassa menev�t resonanssiin, kaiutinelementti n�kee hyvin suuuren mekaanisen impedanssin. T�st� syyst� kaiutinelementin kalvon liikepoikkeama pienenee jyrk�sti. Kaiuttimen ��nis�teily voi siit� huolimatta olla voimakas, sill� refleksiputkessa heiluva ilmapatsas tekee varsinaisen likaisen ty�n. Viritystaajuuden tienoilla kaiutinkotelo toimii elementin kannalta akustisena vahvistimena. N�in saadaan kaiuttimen bassotoistoa voimakkaammaksi tuolla viritystaajuuden ymp�rist�ss�.
��nitaajuuksilla jotka ovat paljon refleksikotelon viritystaajuutta suurempia tuo refleksiputki ei merkitt�v�sti vaikuta toistoon. Taajuuksilla jotka taas ovat viritystaajuutta paljon pienempi� tuo refleksiputki ei pysty antamaan mit��n merkitt�v�� vastusta kaiutinelementille (on kuin reik� kotelossa) joten viritystaajuuden alapuolella kaiutinelementin liikepoikkeama pyrkii voimakkaasti kasvamaan, koska kotelossa oleva ilma ei pysty tarjoamaan sille riitt�v�� vastusta kun se p��see karkaanmaan refleksiputken kautta melko vapaasti ulos.
Aktiivikaiuttimella tarkoitetaan p��s�nt�isesti yhdistelm��, jossa kaiutinelementit, tehovahvistimet ja jakosuodattimet on rakennettu samoihin kuoriin. Kun vahvistin on samassa kotelossa kaiuttimen kanssa niin syntyy k�tev� kokonaisuus johon tarvitsee vied� sis��n ainoastaan linjatasoinen ��nisignaali ja s�hk�nsy�tt�. T�m�n takia aktiivikaiuttimia k�ytet��n tietokoneiden lis�kaiuttimina ja silloin kun tarvitaan k�tev�sti siirret�v�� ��nentoistolaitteistoa. Joissin hyvin j�reiss� aktiivikaiutinj�rjestelmiss� vahvistimet joskus pakko rakentaa erilliseen yksikk��n (esim. paino- tai j��hdytyssyist�), mutta t�ll�inkin nimityst� aktiivikaiutin voidaan kuitenkin k�ytt��, kun tehovahvistimet sis�lt�v� elektroniikka yksikk� on suunniteltu k�ytett�v�ksi vain ja ainoastaan tietyn kaiuttimen yhteydess�.
Aktiividella jakosuotimella varustetussa aktiviivikaiuttimissa on oma vahvistin jokaista kaiutinelementti� varten. ��nisignaalin suodatus tapahtuu elektronisesti linjatasoisella signaalilla ja kaiutinelementti� varten suodatettu signaali sitten vaan vahvistetaan vahvistinasteella ja sy�tet��n elementille. Koska suodatus tehd��n aktiivieletroniikalla linjatasoisena, niin momutkaisempikin korjailu on mahdollista ilman passiivisten kaiuttimien jakosuotimien ongelmia. Koska jokaisella kaiutinelementill� on oma vahvistimensa, niin jokaiseen n�ihin on helppo tehd� erillinen suojaus elementin ylikuormitusta vastaan.
Jakosuodatin voi my�s aktiivikaiuttimessa olla toiminta periaatteeltaan passiivinen. Yleens� tuo jakosuodatin tehd��n kuitenkin aktiivisena, koska se on monesti aktiivikaiuttimen tapauksessa se paremman tuloksen antava ratkaisu ja voi jopa tulla passiivista jakosuodatin halvemmaksi.
Aktiivikaittimia on hyvin monentasoisia halvoista PC:n multiediakiauttimista aina ��nitysstudioissa k�ytettihin aktiivikaiuttimiin. Halvimmissa aktiivikaiuttimissa (tietokoneiden multimediakaiuttimet) on ainoastaan pyritty aikaansaamaan kompaksilaite jossa on kaikki yksiss� kuorissa ja ��nenlaatu on j��nyt usein sivuseikaksi.
Aktiivikaiutinratkaisun edut perinteisiin kaiuttimiin n�hden:
Piikkien tarkoitus on vain parantaa kaiuttimen sijoituksen mekaanista tukevuutta. Jos kaiutin on huonosti tuettu, se yleensa ilmenee bassojen tarkkuuden puutteina.
Lattiakaiuttimiinkaan ei piikkeja valttamatta tarvitse, jos kaiutin on muuten tukevasti eika esim. keiku kun sormella kevyesti yrittaa heilutella koteloa.
Koaksiaalielementti on kaiutinelementti, jossa samaan elementtin rakenteeseen on yhdistetty sek� basso- ett� diskanttielementit. Tyypillisesti koaksiaalielementti on toteutettu siten, ett� normaalin bassoelemenkin keskell� oleva p�lykuppi on korvattu sen paikalle asennetulla pienell� diskanttielementill�.
Koksielementti on suuntaavampi kuin perinteinen torveton/suuntaimeton kaiutin diskantin osalta. Keski��nisen aluella rakenne ei suuntaa sen enemp�� kuin tavallinenkaan samankokoinen bassokeski��ninen. Koakasiaalielementin etuhin kuuluu, ett� koska sek� korkeita ett� matalampia ��ni� tuottavat ��nil�hteet ovat samassa paikassa, ei tule eri kaiutinelementtien et�isyydest� johtuvia toistovirheit� mukaan kuvaan.
Ongelmapuoliakin l�ytyy ja joidenkin mielest� n�iden takia koksiaalirakenteiset kaiuttimet eiv�t kuulosta hyv�lt�. Diskanttielementin ja kartion v�liin j�� v�kisinkin rako, joka voi aiheuttaa resonansseja. Lis�ksi koaksiaalielementin kartio on sek� v��r�n muotoinen optimaaliseksi kartioksi ett� v��r�n muotoinen optimaaliseksi torveksi kun se yritt�� olla kohtalaisen k�yp�inen molemmissa. Lis�ksi diskantille ei ole hyv�ksi, jos torvi liikkuu koko ajan edestakaisin, koska liikkuva kartio-torvi aiheuttaa s�r�� korkeilla taajuuksilla.
Yleens� televiasiovastaanottimien suunnittelussa ��nentoistoon ei tunnuta kiinnitett�v�n kovinkaan paljon huomiota. Televisioiden kaiuttimet on yleens� koottu hyvin halvoista elementeist� ja television kotelointy yleens� pilaa loputkin toistosta (muovikotelo ja kaiuttimien edess� oleva metalliverkko r�misev�t helposti). Lis�ksi stereotelevisioissa on ongelmana se, ett� yhden kohtuullisen kaiuttimen sijasta on sijoitettu kahtee huonoon kaiuttimeen jotka on sitten sijoitettu liian l�helle toisiaan ett� mit��n kunnollista stereokuvaa voisi synty� (l�hell� olevien kaiuttimien signaalit interferoivat kesken��n ja saavat taajuusvasteen liuskottaiseksi).
Yleisi� syit� kauttimesta kuuluvalle s�r�lle voi olla vahvistimen s�r�ytyminen tai kaiuttimen elementin liikeradan loppuminen kuin kauttimeen sy�tet��n liikaa tehoa tai liian matalia taajuuksia.
Jos kaiuttimessa jakosuodin jossa on ferrittisyd�misi� keloja, niin yksi selitys ilmi�lle voisi olla, ett� kuunteluvoimakkuus aiheuttaa ferriittikelan kyll�stymisen. T�ll�in syntyy s�r��, ja kelan induktanssi pienenee ratkaisevasti. Jos kelan kyll�styminen on ongelma, niin kelan voi vaihtaa enemm�n virtaa kest�v��n ferrittisyd�miseen kelaan tai ilmasyd�miseen kelaan.
Kaiutinelementin moottorinen voimakkuus on riippuvainen magneetikent�n voimakkuudesta magneettvuossa puhekelan kohdalla (magneetin voimakkuus, magneettivuon rakenne) ja puhekelasta. Ripustuksen j�ykkyys m��r�� lepotilan ja siin� pysymisen. Ripustus m��r�� mekaanisen tehonkeston, eli kuinka herk�sti elementti pohjaa freeair-asennettuna (koteloiduissa kaiuttimissa kotelossa oleva ilma toimii jousen tavoin ja lis�� koko systeemin "j�ykkyyt�"). Termodynaamisen tehonkeston m��r�� puhekelan rakenne (kuinka kuumaksi puhekela saa tulla ja kuinka tehokkaasti l�mp� saadaan siit� pois). Ripustus, magneettivuon rakenne sek� puhekelan rakenne m��r��v�t kuinka suuria liikkeit� kaiutinkartio pytyy tekem��n ilman ett� mekaaniset rajat tulevat vastaan tai s�r� kasva liian suureksi. Kaiutinkartion pinta-ala ja kuinka paljon se voi liikkua m��r��v�t kuin paljon kaiutinkartio pystyy siirt�m��n ilmaa, eli millaisen ��nenpaineen se pystyy synnytt�m��n. Kaiutinelementin suuntaavuusominaisuuksiin vaikuttaa kaiutinkartion ja p�lykupin muoto (yleens� merkityksellisi� vain keski��ni- ja diskanttialueella). Kaiutinelementin taajuustoistoon vaikuttaa useita asioita kuten elementin muotoilu, resonassitaajuus, kartiossa syntyvien resonanssien vaimennus jne.
Bassoelementteille ilmoitettu tehonkesto on se teho, jonka kaiutinelementti kest�� siihen sy�tett�v�� tehoa. T�t� tehoa rajoittaa kaiuttimen termodynaaminen kesto ja liikepoikkeaman mahdollinen loppuminen.
Yleens� keski��ni- ja diskanttielementeille ei ei ilmoiteta tehonkestoa sellaisenaa, vaan IEC-268-normin mukaisella kohinalla kaiutinvalmistajan valitseman jakosuotimen l�pi mitattuna. T�ll�in valmistaja ilmoittaa itse elementin tehonkeston sijasta jakosuotimen sis��ntulonastoissa olevaa j�nnitett� vastaavan tehon. Kyseisell� kohinalla mitattuna voisi 100W sis��ntuloteho jakautua kolmitiekaiuttimen jakosuotimessa esimerkiksi seuraavasti (kuvitteellinen suuntaa antava esimerkki): 70W bassoelementille, 20W keski��nielementille ja 10W diskanttielementille.
Jos pelk�n elementin tehonkesto ei tiedet�, niin hyv� arvaus tyypilliselle kalottidiskantille on noin 5-10W.
Kun kaiutinelementin puhekela l�mpe�� niin sen impedanssi nousee koska puhekelan materiaalin resistanssi nousee l�mp�tilan noustessa. Kun impedanssi nousee niin kaiutinelementtiin p��see v�hemm�n tehoa mik� johtaa termiseen kompressioon.
Jos elementit viilenev�t kovasti (pakkasen puolelle), niin silloin elementtien kumiosat tuppavvat j�ykistym��n, mik� tekee elementtien liikkeen raskaammaksi. T�m� laskee ainakin kaiuttimen herkkyytt�. Hyvin kylm�� kaiutinta ei kannata luukuttaa kovasti, koska jotkin materiaaleista h�urastuva kylm�ss�, jolloin elementti on helpompi rikkoa. Jos diskanttielementeiss� on sis�ll� �ljy� (joissain on, yleen�s kutsutaan nimell� "ferrofluid"), niin silloin pakkanen tuppaa j�ykist�m��n t�t� �ljy� ja laskea diskanttielementin hy�tysuhdetta tuntuvasti ja muuttaa toisto-ominaisuuksia muutenkin.
Monien kaiuttimien tukkoinen ja ponneton dynamiikka matalilla johtuu siit�, ett� kun liikevara loppuu (joko ripustuksen pelivaran loppuessa tai puhekelan siirtyess� pois magneettikent�st�) ei enemp�� ��nt� bassoilla tule. Voihan sit� tehoa olla sitten keski��nialueella, jossa terminen tehonkesto m��r�� mekkalan, eik� liikevara. Jos haluaa todellakin �nenpainetta, on hyv� muistaa, ett� m�nt� joka aikaansaa painevaihtelun koostuu tekij�ist� pinta-ala kertaa iskunpituus. Tietysti jos riitt�� pienempi ��nenpaine (esim. kerrostalossa), toimii pienikin elementti.
Yksiselitteist� vastausta kauttimen syvyysvaikutelman toistoon ei ole. Kaiuttimen syyysvaikutelman toistoon vaikutavat sen suuntausominaisuudet. Kaiuttimen suuntavuus ei ole kuitenkaan automaattisessti autuaaksitekev� asia, kyse on my�s siit�, mill� tavalla suuntaus on toteutettu. Jos se on totetutettu tavalla, joka kompromissaa muita ��nenlaatuun vaikuttavia tekij�it�, voi k�yd� niin, ett� tila ei silti v�lityk��n.
Ilmeisen t�rke�, joskin vaikeammin mitattava ja tulkittava ominaisuus on ns. vaihetoisto, eli se, kuinka tarkasti kaiutin toistaa eri taajuudet yhtaikaa kuulijan korviin. Siihenkin vaikuttaa moni asia, elementtivalinnat, suotimen jyrkkyys/loivuus, my�s kuunteluhuone ym.
Hyv��n syvyysvaikutelman toistamiseen ei v�ltt�m�tt� tarvita suuria paneelikaiuttimia. Kyll� pikkukaiutinkin voi toistaa tilaa erinomaisen hyvin, jos siin� on asiat kunnossa
Usein pikkukaiuttimessa moni asia onkin automaattisesti paremmin kuin isokokoisissa: etulevy on pieni, jolloin elementit ovat kuin luonnostaan mahdollisimman tarkasti etulevyn kokoisia ja l�hell� toisiaan. Se merkitsee v�hempi� reunaheijastuksia, jotka sotkisivat stereokuvaa ja kaiutin on my�s pistem�isempi ��nil�hde. Isokokoisissa kaiuttimissa t�m� asia on yleens� huonommin. Molemmat vaikuttavat stereokuvan ja syvyyden v�littymiseen. V�itteet pikkukaiuttimen paremmasta toistosta pit�v�t paikkansa kun kaiutinta kuunnellaan kohtuullisen l�helt�, koska pieni kaiutin ei tyypillisesti heikon suuntaavutensa takia "kanna" kovin kauas, eli sen stereokuvan ja tilanv�lityskyky heikkenee nopeammin kuunteluet�isyyden kasvasessa kuin vaikkapa miehekorkeuisessa yksitiepaneelissa.
Samoin kaksitiekaiutin on usein parempi kuin kolmitie, koska se on helpompi saada vaihelineaariseksi ja puhtaammin ja ongelmattomammin soivaksi. Kolmessa tiess� on jo kaksi jakoa ja kolme elementti� joilla on erilainen suuntakuvio, ja t�m� kaikki pit�isi osata yhdist�� jakosuotimella.
Suuntaavuuden tasaisuus vaikuttaa my�s. Jos kaiuttimen suuntaavuus eri taajuuksilla on tasaista ja muutokset taajuuden funktiona ovat "terveen" tasaisia ja loivia, on kaiuttimella selv�sti paremmat edellytykset v�litt�� kuulijan korviin ��nitteess� olevat eri taajuudet yhtaikaisesti ilman jyrkki� muutoksia vaihe- ja muussa toistossa.
Kaiuttimen toisto-ominaisuuksia voi itse tutkia musiikilla tai vaikkapa kohinasignaalilla, nousee seisomaan ja k�velee kaiuttimien edess�, sivulla ja takana. Jos kuuluvat muutokset ��nens�vyss� ovat loivia, tasaisia eiv�tk� sis�ll� omituisia v��r�vaiheiselta kuulostavia osa-alueita tai kummia m�ykkyj� taajuustoistossa, on kaiutin n�ilt� osin ok. Eroja t�ll� testill� kaiuttimissa on paljon. Kaiutimen ��nentoisto joka suuntaan on t�rke�, koska korviin v�littyv� ��ni on aina kaiuttimen kokonaisvaste kaikkiin suuntiin, vaikka etusuunta painottuu eri verran suuntaavuudesta, sijoittelusta, huoneakustiikasta ja kuunteluet�isyydest� riippuen. Jos vaste tai jokin muu ominaisuus johonkin suuntaan on omituinen, kuuluu t�m� aina lopuksi my�s kuuntelupaikalle.
Taajuusvasteen tasaisuus on yksi osa kaiutinta, mutta annetun taajuusvasteen mukaan ei voi p��tell� muuta, kuin ett� taajuusvaste on tasainen jollakin tavalla mitattuna. Taajuusvaste voidaan viritt�� viivasuoraksi, mutta se ei tarkoita, ett� kaiuttimessa asiat olisivat sitten kaikki hyvin. Monimutkaisella tavalla suoraksi viritetty vaste voi olla saatu aikaan kompromissaamalla pahasti vaihetoistoa, ja tila ei v�lity.
Ja toisaalta kaiutin, jossa on virheit� vasteessa, mutta suodin on yksinkertainen, voi v�litt�� tilaa ja syvyytt� silti erinomaisesti, koska loivat yksinkertaiset suotimet eiv�t tuhoa vaihetoistoa. Taajuusvaste toki silti vaikuttaa tilan v�littymiseen. Esim. voimakas sopiva keskialuekorostuma saattaa tuoda tavallista enemm�n esiin jonkin ��nitteen tilavaikutelmaa siksi, ett� akustiikan "osuus" ��nessa sattuu korostuman alueelle.
Jotkut hifilehdet suosittelevat kaiuttimien sis��najoa, eli voimakasta jatkuvaa toistoa niill� heti uutena. T�m�n sis��najon tarkoituksena on saada kaiuttinelementti "vanhennettua" sellaiseen tilaan, ett� se saavuttaa normaalik�yt�n suoritusarvot (joidenkin kaiutinelementtien suorituarvot muuttuvat ensimm�isten k�ytt�tuntien aikana, mink� j�lkeen ne tasaanuvat tehtaan lupaamiin normaalik�yt�n suorituarvoihin).
Suurimmassa osassa tapauksista sis��najo on humpuukia tavallisen dynaamisen kaksitiekaiuttimen kohdalla. Musiikilla tehty sis��najo on l�hinn� omien korvien sis��najajoa uuden kaiuttimen soundiin tottumiseksi. Eli kaiutin tuntuu soivan paremmin siksi koska korvat tottuvat siihen, ei siksi ett� kaiuttimessa tapahtuu jotain muutoksia. Muutamilla harvoilla kaiutimilla bassoelementtien ominaisuudet muuttuvat jonkin verran parin ensimm�isen k�ytt�tunnin aikana, mutta monilla tehdastekoisilla kauttimilla ei kyll� t�ll� ole pahasti merkityst�, kun elementtien arvot eiv�t yleens� paljoa muutu ja kaiuttimia on jo "sis��najettu" tehtaalla sek� elementtien ett� valmiin kaiuttimien tuotantotestauksessa.
K�yt�nn�ss� parin kymmenen tunnin break-in muuttaa kumiripusteista bassoa ainakin Qes ja Qms osalta suunnitlleen muutamia prosentteja sek� laskee Fs arvoa pikkuriikkisen. Muutman prosentin muutokset eiv�t ole kaiuttimen toiminnale mitenk��n oleellisia, ja tuntuvasti pienempia kuin kaiutinelementtien valmistustoleranssit. Eli sis��najossa ei puhuta mist�� merkitt�vist� muutoksista.
Sis��najo ei ole mitenk��n v�ltt�m�t�nt� normaalissa hifikuuntelussa. Jos olet high-endisti, niin sitten saata tuntea t�ll�isen sis��najaon tarpeelliseksi, koska et "et tunnu saavan kaiuttimista ulos alussa maksimaalista ��nenlaatua". Paras sis��najo kaiuttimille on musiikin kuuntelu kaiuttimilla heti alussa. ��nentoisto voi hiukan muuttua ensimm�isten kuuntelutuntien aikana. Hyvin pieni osa t�st� muutoksesta on kaiuttimessa tapahtunivia muutoksia, suurin osa on muutosta joka tapahtuu p��si sis�ll� tottuessasi kaiuttimen sointiin. Mit� paremmin totut kaiuttimeen, sen paremmalle se kuullostaa.
Ilman kuuntelua tapahtuvalle sis��najolle normaaleille hiikaiuttimille en n�� mit��n j�rkev�� syyt�. Jos kuitekin tunnet sen tarpeelliseksi, niin seuraavassa kappaleessa on muutamia vinkkej� miten t�ll�isen sis��najon voi tehd� "oikeaoppisesti":
Sis��najon voi tehd� normaalilla musiikilla tai vaaleanpunaisella kohionalla kohtuullisella ��nenvoimakkuudella, vansinkin jos l�hell� ei ole h�iriintyvi� naapureita. Metelih�iri�t� voi yritt�� v�hent�� laittamalla kaiuttimet "kasvotusten" noin 5 cm p��h�n toisistaan ja k��nt�m�ll� toisen kaiuttimen vaihe. T�m� ratkaisu vaimentaa melko paljon ainakin bassotaajuuksia (ellei kyseeess� ole dipoli tai bipolaarinen kaiutin), joten n�in voi v�hent�� h�iri���ni� ymp�rist��n. Korkeampia taajuuksia voi yritt�� vaimentaa laittamalla kummakin kaiuttimen p��lle yhteisen ison pyhkeen. Tosin ihan tavallinen soitelu toimii sis��najona ihan hyvin jos ei heti tarvitse sit� parasta ��nt�. Tavallisessa kuuntelussa tulee my�s "sis��najettua korvat", kun samalla tottuu uuteen ��nentoistoon omassa mieless��n.
Jos kyseisell� kaiutinmerkin valmistajalla on webbisivut, kannattaa katsoa josko Suomen edustaja olisi siell� mainittu. HIFI-lehti pit�� webbisivuillaan listaa hifilaitteiden maahantuojista osoitteessa http://www.hifilehti.fi/edustajat/. T�st� listasta l�ytyy niin valmistajan kuin maahantuojan www-sivut ja yhteystiedot.
Kyseess� on merkit�, joka kertoo kaiuttimessa k�ytety jakotaajuudet�. Kysymyksess� ollut merkint� tarkoittaa, ett� kauttimen bassoelementti toistaa kaikki alle 3500 Hz ��net ja keski��nikaiutin toistaa kaikki ��net v�lill� 3500 Hz - 10 kHz. T�m�n kaiuttimen diskanttielementti saa sitten toistaa kaikki yli 10 kHz ��net.
Valmistajan antamasta taajuusvasteesta ei voi kovin paljon p��tell� kaiuttimen lopullisesta soimisesta. Jos taajuusvaste on kovin terv�n kuoppainen, on oletettavissa, ett� sointi ei ole hirve� hyv�, mutta toisin p�in ei ole mit��n takeita. Taajuusvasteen ei tarvitse olla viivasuoja jotta kaiutin soisi hyvin.
Valmistajan ilmoittama melko suora taajuusvasten on tyypillisesti suoraan edest� kaiuttomassa huoneessa mitattu vaste. T�m� on melko suora monissa kotikaiuttimissakin, se on helppo nakki. Ja esitteiss� t�rke��, ett� sen voi n�ytt��. Mutta riippuen kaiuttimen toteutuksesta, kaiuttoman huoneen vaste ei pid�k��n olla suora, ett� vaste olisi huoneessa suora. Sek� basson ett� diskantin toteutus, suuntaavuus jne. vaikuttavat kaiuttimen kokonaissointiin huoneessa. On vain isompia ja pienempi� kompromisseja. Kuunteluet�isyys ja huoneen akustointi vaikuttavat, mink�lainen vaste on kuuntelupaikalle.
Eli paljon vaikeampaa on saada vaste suoraksi my�s kuunteluet�isyydell� normaalissa huoneessa. Kaksi studiokaiutinta, joissa on suora vaste molemmissa, soivat aivan eri tavalla huoneessa. Kuten kaksi ns. kotikaiutintakin. Elementtien koko, jakotaajuudet, suotimien jyrkkyydet, etulevyn koko, elementtien resonanssit, kotelon tukevuus ja vaimennus ja yleens� kaikenlainen suunnittelun onnistuminen vaikuttavat kaiuttimen toistoon. Se on hyvin kompleksinen yht�l�, ja kahta samanlaista kaiutinta ei siksi ole.
Suoraa vastetta ei varsinkaan kaiuttimissa ole olemassakaan. Jos tuijotat niit� valmistajien tai lehtien mittaamia k�yri� kaiuttimista, eiv�t ne kerro aina l�hesk��n totuutta. Lis�ksi mittaus on voitu tehd� monella tavalla ja monenlaisissa oloissa, esim. "kaiuttoman huoneen mittaus" on voitu tehd� tietokonemittauksella tavallisessa huoneessa, eik� se aina olekaan totuudenmukainen.
Pelk�st� taajuusvasteesta ei juuri stereokuvaa voi arvioida. Jos taajuusvaste on oikein kuoppainen, niin voi arvoida ett� stereokuvakaan ei ole yleens� erinomainen. Mutta toisin p�in ei voi vet�� johtop��t�ksi�, eli vaikka taajuusvaste olisi miten suora, ei se tekaa mit��n stereokuvan laadusta.
Tehovasteesta ja taajuusvasteesta kyll�kin voi jo jotain p��tell�. Edelleenkin siis olettaen ett� ei kuunnella 2m villoja sein�ss� huoneessa. Vaan ei n�ill�k��n tulokislla voi mit��n kovin varmaa stereokuvasta sanoa, vaan sen laatu selvi�� lopullisesti vasta kaiuttimia kuunnellessa.
Jos vahvistimen sanotaan olevan suunniteltu 8 ohmin kaiuttimille, ei vahvistin ole 8 ohminen, vaan se on suositus siihen kytkett�vien kaiuttimien pienimm�ksi nimellisimpedanssiksi. T�t� kuitenkaan tarvitse ottaa t�ysin kirjaimellisesti, koska kyseess� on l�hinn� valmistajan pyrkimys kertoa kuluttajalle ett� ko. vahvistinta ei ole suunniteltu ohjaamaan matalaimpedanssisia kuormia, jotka vaativat enemm�n virtaa ja kuormittavat vahvistinta ehk� liikaa.
Jos k�ytt�m�si vahvistimen ohjekirja tai laitteen takapaneeli sanoo, ett� minimi sallittu kaiuttimen impedanssi, jonka siihen saa liitt�� on 8 ohmi, ei siihen kannata 4 ohmin kaiuttimia liitt��. Jos t�ll�isen teet, on tulokseja huonompi ��nenlaatu sek� mahdolliset laitevauriot.
Tyypilliset kotip��tevahvistimet ovat varsin rajallisia virransy�tt�kyvyss��n (hetkellisis� piikkej� lukuunottamatta), jolloin matalaimpedanssiset kaapit, jotka pyrkiv�t ottamaan vahvistimesta enemm�n virtaa samalla ulostuloj�nnitteell� 8 ohmiset, saavat aikaan vahvistimen l�mpenemist�. Mik�li vahvistin on oikein suunniteltu, osaa se laittaa itsens� hiljaiseksi ylil�mpenemisen my�t�, mutta toisinaan t�m� ominaisuus puuttuu ja seurauksena on enemm�n tai v�hemm�n hajallisia komponentteja. Lis�ksi matalaimpedanssinen kuorma saattaa aktivoida vahvistimen muita suojapiirej� (esimerkiksi ��ni loppuu kun k��nt�� nuppia v�h�n kovemmalle).
Oikein huonossa tapauksessa vahvistimesta palaa sulakkeita, p��tetransistori tai vahvistimen verkkomuuntaja ylikuumenee kunnes sen sis�inen l�mp�sulake laukeaa.
Kaiuttimen kerkkyys ilmoitetaan tyypillisesti desibelein�, joita kaiutin tuottaa yhden watin sis��nmenoteholla 1 metrin p��h�n kaiuttimen eteen. T�ll� lukemalla voi arvoida, kuinka paljon kautin tuottaa ��nenvoimakkuuttaa tietyll� vahvistinteholla. Mit� suurempi lukema, sen enemm�n ��nt� kaiutin tuottaa samalla tehom��r�ll� (eli sen parempi hy�tysuhde siin� on). Jos haluat oikein paljon ��nt�, niin valitsemalla herk�n kaiuttimen saat paljon ��nt� ulos pienitehoisella vahvistimella.
Tyypillisien kotihifikaiuttimien herkkyydet liikkuvat tyypillisesti alueella 80..90 dB/1W/1m. Ammatti��nentoistossa k�ytettyjen isojen PA-kaiuttimien herkkyydet ovat tyypillisesti luokkaa 90-104 dB/1W/1m. Herkkyysarvot mitataan yleens� kaiuttimien keski��nialueella (1 kHz tms.). Monissa kaiutinesitteiss� nuo herkkyyslukemat saatetaan merkit� vain desibeleiyksik�ll� ja t�ll�in yleens� tarkoitetaan 1W antamaa ��nenpainetta 1 metrin p��st�, mutta kannatta varmistaa muualta mill� tavoin tuo luku on mitattu, koska t�ss� asiassa on hiukan erilaisia tapoja liikkeell� (jotkin valmistajat yeirtt�v�t saada numeronsa isommiksi vaikka mill� kepulikonsteilla).
Kotikaiuttimissa riitt�� aika pienikin herkkyys (80-90 dB), kun niill� pystyy normaalihuoneeseen ihan tavallisella parinkymmenkin watin vahvistimella saamaan enemm�n ��nt� kuin mist� naapurit tykk��. Ammattiaudiopuolella tarvitaan herkki� kaiuttimia, ett� tarvittavan ��nenpaineen aikaansaamiseksi esimerkiksi isoihin yleis�tapahtumiin ei tarvitsisi menn� kokonaisvahvistintehossa ihan megawattiluokkaan.
Kotikaiuttimet suunnitellaan yleens� ep�herkiksi, koska herkkyys ei ole niin oleellinen parametri kuin ��nenlaatu ja basson toistoalue. Kohtuullisen pienen kaiuttimen suunnitteleminen sellaiseksi ett� se toistaa ��nt� ilman v�rittymi�, toistaa bassoja alas ja on viel� hyvin herkk� on aika mahdoton yht�l�. Jostain noista t�ytyy tinki�. Tinkimisen kohde on kotivehkeiss� yleens� herkkyys ja PA-kaiuttimissa yleens� itse kaiuttimen taajuusvasteen suoruus.
Kaiuttimen herkkyyden muuttuminen 90 dB:st� 84 dB:hen aiheuttaa sen, ett� samalla kaiuttimeen viedyll� s�hk�teholla t�st� ep�herkemm�st� kaiuttimesta saa ulos 6 dB v�hemm�n ��nt� kuin tuosta herkemm�st� (vanhempi). T�m� on selv�sti havaittavissa hiljaisempana ��nen�. Kuulon ominaisuuksien takia bassot saattavat kuulostaa entist� ohuemmilta, koska korvan herkkyys bassoilla putoaa tason pudotessa.
Jos haluaa kaiuttimien soivan entisell� voimakkuudella, pit�� kaiuttimiin sy�tett�v�� tehoa kasvattaa 6 dB, eli s�hk�teho pit�� nelinkertaistaa. V�h�n riippuen voimakkuuss��timen rakenteesta, t�m� tarkoittaa, ett� voimakkuuss��dint� pit�� lis�t� pari pyk�l�� kymmenasteisessa voimakkuuden s��timess�. Jos t�m� onnistuu nykyisill� kaiuttimilla ilman ett� vahvistin yliohjautuu, ei uusien kauttimien kanssa pit�isi tulla ongelmia.
Ainakin kerrostalok�yt�ss� tulee harvemmin kuunneltua yli 1 W tehoilla (2, 83 V 8 ohmiin) jolloin ep�herkempi kaiutin vaatisi 4 W tehon, joten parinkymmenenkin watin vahvistimellakin saat luultavasti uusillakin kaiuttimilla ihan tarpeeksi ��nt�, ellet sitten tyk�nnyt kuunnella edellisill� kaiuttimilla ihan "nupit kaakossa".
Studiomonitorikaiuttimet ovat useimmat aivan tavallisia kaksi- tai kolmitiekaiuttimia. Niiss� k�ytet��n usein samoja elementtej� kuin ns. kotikaiuttimissa. Niiss� k�ytet��n t�sm�lleen samoja periaatteita, jakotaajuuksia ym. ratkaisuja. Niiss� ei ole mit��n, mik� tekisi niist� oikeasti paremman kuin hyv�st� kotikaiuttimesta. Hyv� kaiutin on hyv� kaiutin, oli siin� pro-status tai ei.
Studiokaiuttimien ongelmat ovat t�sm�lleen samat kuin kotikaiuttimissa, sill� niit� koskevat samat akustiikan lait kuin kaikkia kaiuttimia. Lis�ksi niit� ei v�ltt�m�tt� ole tehty yht��n sen paremmin mekaanisessa mieless� kuin kotikaiuttimia, joskus jopa p�invastoin. Pro-merkki ei takaa aina, ett� tuote olisi oikeasti pro. Alan tunnetuimman valmistajan merkki yleens� takaa, ett� tuote on ainakin kohtuullisen laatuinen, koska laatumaineessa oleva merkki ei mainettaan halua pilata. Sek� ammatti- ett� kotikaiutinpuolella on markkinoilla sek� hyv� ett� huonoja tuotteita. Ammattikaiuttimissakin s��stell��n osissa ja elementeiss� aivan kuten kaikkialla muuallakin, miss� pit�� saada voittoa myynnist�.
Dipolikaiuttimen rakenne on sellainen, ett� riitt�v�n matalilla taajuuksilla tapahtuu akustinen oikosulku kun kaiutinelementin edest� ja takaa l�hetev�t erivaiheset ��nisignaalit kohtaavat levyn reunassa. T�m� tapahtuu allonpituuksilla, joissa aallonpituus on pienempi kuin levyn mitat.
Dipolikaiuttimen saa kuitenkin toimimaan t�t� matalammalla hiukan "huijaamalla", eli korjaamalla akustisen oikosulun aiheuttama matalien ��nien vaimeneminen s�hk�isesti. Dipolikaiuttimen bassotoisto putoaa 6 dB/oktaavi eli korjaussuotimen pit�� olla ensimm�ist� astetta. S�hk�isen korjauksen haittana on hy�tysuhteen laskeminen.
Pari samanlaisia kaiuttimia ei ole ainut tapa toista stereo��nt�, vaikka se yleisin tapa onkin. Stereo��nt� voidaan toistaa my�s kolmella kaiuttimella, esimerkiksi Ortospektra ja Dolby 3 stereo menetelmill�.
Ortoperspektassa (summa/erotusstereota) k�ytet��n yht� keskikaiutinta ja kahta sivukaiutinta. P��kaiutin toistaa stereo��nen summasignaalia ja ja sivukaiuttimet erotussignaalia. (ratkaisu on v�h�n samantapainen kuin MS-stereomikrofoni��nityksess�, jossa k�ytet��n yht� p�mikrofonia kanavien yhteisen ��nen tallentamiseen ja toista mikrofonia kanavien erojen tallentamiseen). Otrhospektra kytet��n siten, ettt� p��kaiuttimeen ajetaan (mahdollisisesti omalla vahvistimella) vasemman ja oikean stereookanavan summasignaali. Vasemman ja oikean puolen sivukaiuttimet kytket��n taas sarjaan "-"navat vastakkain ja vasemman kaiuttimen "+" napa erosignaalia toistavaan vahvistimeen plusnapaan ja oikean kaiuttimen "+" napa palaa t�m�n vahvistimen maihin. Alkupe�isess� Ortoperspektassa sivukanavien kaistaleveys oli rajoitettu 300 .. 3000 Hz, jolloin selvittiin yhdell� keski��nielementill� sivukaiutinta kohti. J�rjestely toimii my�s koko��nialueen kaiuttimilla, mutta analogia��nitteill� voi olla tarpeen rajoittaa sivukaiuttimien diskantteja, koska ��nitteen h�iti�t pyrkiv�t sijoittumaan niihin.
Dolby 3 stereossa k�ytet��n taas hiukan Dolby Pro Logic Surround vahvistimesta muokattua signaalink�sittelyelektroniikkaa, joka jakaa ��nisignaalin tehokkaasti kolmelle etukaiuttimelle. Keskikaiutin toistaa sen ��nen, joka tulee sek� vasemmasta ett� oikeasta kanavasta. Jos taas ��ni kuuluu voimakkaasti vain toisesta ��nikanavasta, niin silloin kyseisen puolen kaiutin toistaa sen.
Mainosmiehet mielell��n sotkevat kaksi arvoa; kaiuttimien hetkellisen tehonkeston ja sen, paljonko todellista tehoa vahvistimesta siirtyy (tai edes pystyy siirtym��n) kuormaan, eli kaiuttimiin. Kaiutinhan pystyy hukkaamaan l�mp�n� (kuten yleens� tapahtuukin, koska kaiutinten todellinen hy|tysuhde on muutaman prosentin luokkaa ja loppu muuttuu l�mm�ksi!) varsin suuria s�hk�tehoja, ainakin hetkellisesti. Tehonkesto viel� kerrotaan jollakin mainosmiehen keksim�ll�, varsin uskaliaalla indeksill�, ja t�st� saadaan varsin myyv�n n�k�isi� lukuja.
Onneksi markkinoilla olevissa kunnon hifikaiuttimissa ja elementeiss� nuo tehonkestoarvot pit�v�t yleens� aika hyvin paikaansa.
Yksi helppo tapa testata kaiuttimen napaisuus on seuraava:
Otat yhden 1.5V sormiparin k�teen. Kytket t�m�n pariston hetkellisesti kaiuttimen johtoihin ja katsot bassokartiota. Jos se liikahtaa pariston j�nnitten voimasta ulosp�in, niin pariston + napa on kiinni plussajohdossa ja - kiinni miinuksessa. Ja ei sitten muuta kun merkkaamaan johtojen napaisuus niihin jotenkin pysyv�sti (tussi, s�hk�teippi tai kutistemuovi on toimivia tapoja olemassaolevan kaapelin merkint��n).
Jos liikkui kartio sis��n, niin voi t�st� p��tell� ett� kaiuttimen napaisuus oli vastakkainen edell� esitettyyn n�hden.
Testiss� k�ytetty 1.5V paristo on turvallinen testiv�line lyhytaikaiseen testaukseen eik� vaurioita n�in k�ytettyn� normaaleita kaiuttimia.
Ensiksikin kaiuttimia ostaessa kannatta kuunnella ett� ne ovat kunnossa ostohetkell�. Lis�ksi kovin vanhoista kaiuttimista eu yleens� kannata maksaa kovin isoa hintaa, koska kaiuttimet vanhenevat. Perinteiset kaiutinelementit vanhenevat k�ytt�m�tt�min�kin, joten ei yleens� kannata koskaan kalliilla paljon yli kymmenen vuotiaita kaiuttimia, ellei varmistu _uusien_ elementtien saatavuudesta tai ett� kaiuttinen elementit ovat eritt�in pitk�ik�isi�.
Er�s tyypillinen ilmi� vanhoille kaiuttimille on, ett� ne voivat hiljaa soida ihan hyivnkin, mutta vanhenneista elementeist� kovempaa bassoja soittamalla haurastuneet kumireunukset varisivat kartioiden reunoista pienin� palasina lattialle. Ajan hammas puree erityisesti bassokaiutinelementtien kumireunuksiin. T�m� johtuu siit�, ett� erilaisia pehment�vi� juoksuttieta sis�lt�v�t muovit tuppaavat haurastumaan (vaahtomuovit) tai kovettumaan (kumit) ja n�in altistuvat murtumille isommassa liikehdinn�ss� vanhempana. T�m� p�tee vuosikymmeni� vanhoihin kaiuttimiin ja t�n��nkin myyt�viin kaiuttimiin.
Kuunteluhuoneeksi kannattaa valita sellainen huone, jossa on mahdollisimman paljon pehmeit� materiaaleja, jotka vaimentavat heijastuksia. Kaiuttimet tulisi sijoittaa kuuneluhuoneeseen siten, ett� sijoittelu t�ytt�� seuraavat ehdot:
T�ss� muutamia lis�vinkkej� optimaalisen sijoittelupaikan l�yt�miseen:
Kaiuttimien suuntaus kohti kuuntelupaikkaa vaikuttaa tonaaliseen balanssiin (erityisesti diskantin m��r��n), ��nikuvan leveyteen ja paikallistumiseen. Kaiuttimien suuntaaminen kuutnelupaikkaa kohti lis�� yleisesti diskantin tasoa verratuna siihen ett� kaiutin on suunnttu kuuntelupaikasta sivuun. Kaiuttimien suuntaus kuuntelupaikalle voi lis�t� ��nikuvan tarkkuutta mutta voi v�hent�� sen laajuutta.
Useimpien kaiuttimien toisto on kirkkaimmillaan suoraan kaiuttimien edess� olevalla linjalla, jolloin kaiuttimien suuntaus vaikuttaa korkeita ��ni� korostavasti. Kaiutinvalmistaja on voinut tilanteesta riippuen suunnitella kaiuttimen soivan omassa ihanneymp�ris�ss��n mielest��n parhaiten joko kuuntelupaikalle suunnattuna tai suoraan eteen suunnattuna. Yleisesti kaiuttimet soivat kirkkaimmin (ja monesti parhaimman kuuloisesti) suoraan kuuntelupaikkaa kohti suunnattuna.
Toisinaan kaiutintesteiss� kerrotaan joidenkin kaiuttimien edellytt�v�n suuntaamista kohti kuuntelupaikkaa, toisten taas suoraan eteenp�in. Kaiuttimien suuntaus siis siippuu k�ytetyn kaiuttimen suunnittelusta, mutta lis�ksi siihen vaikuttaa jonkin verran kuunteluhuoneen akustiikka.
Sopivin suuntaus selvi�� parhaiten kokeilemalla, yleens� aloittamalla ensin kaiutinvalmistajan suosittelemasta sijoittelusta jos sellainen on kaiuttimien mukan kerrottu. Ainoa tarkka ohje, jota kannattaa noudattaa on se ett� molempien kaiuttimien kulman kuuntelupaikka kohti tulee olla t�sm�lleen sama. Optimaalinen kaiuttimien suuntaus on normaalitilanteessa usein kompromissi tarkan ��nikuvan, sopivan diskanttitason ja sisustuksellisten n�k�kohtien v�lill�.
Yksiselitteisi� ohjeita kaiuttimien tai kuutelupaikan sijoitukseen seisovien aaltojen kannalta ei oikeastaan voi antaa. Ongelmana on se, ett� huoneessa on aina useita seisovia aaltoja (eli huoneresonasseja, eli moodeja). Kaiuttimen optimipaikka on se, jossa on sopiva m��r� moodeja niin ett� moodit ovat sopusuhteessa kaiuttimen taajuusvasteen kanssa. Parasta paikkaa on vain etsitt�v� kaiuttimia ja kuuntelupaikkaa vaihtamalla. Paras kohta on se miss� ��ni kuullostaa hyv�lt�.
Kaikkien moodien maksimi on sein�n vieress�, joten kaiuttimen sijoittaminen sein��n kiinni aiheuttaa yleens� hillitt�m�n bassokorostuksen ja sumean bassotoiston ellei kaiutinta ole suunniteltu sein��n kiinnitett�v�ksi. Siksi kaiuttimet pit�isi vied� riitt�v�n et��lle sein�st�.
Normaalin kotelokaiuttimen sijoittaiminen aivan kiinni sein��n voimistaa sen bassitoistoa luonnottoman paljon (ellei kyseess� ole sein�asennukseen tehty kaiutin). Sein��n kiinni asennuksessa siis kaiuttimen bassotoistosta tulee helposti liian voimakas ja kumiseva.
Lis�ksi ongelmia aiheuttavat kaiuttimesta suoraan tulevan ja sein�st� heijastuneen ��nen keskin�inen interferenssi. Kun kaiuttimen akustisen keskipisteen ja sein�n v�linen et�isyys on 10 cm, on ensimm�inen interferenssikuoppa 1700 Hz alueella. T�m� kuoppa on todella laaja-alainen kuoppa, joka vaimentaa taajuksia t�m�n keskitaajuuden molemmilta puoliltakin. Jos interferenssikuoppa sijaitsee ylemm�ll� keskitaajuusalueella, niin se haittaa puheen ja laulun ymm�rret�vyytt�.
Kun kaiutin on metrin p��ss� sein�st�, on interferenssikuoppa 170 hertsin aluella. Nyt ilmi� heikent�� basovastetta, mutta ongelmat t�ll� alueella ovat paljon v�hemm�n haitallisia ��nenlaadulle kuin keski��nialueella. N�in metrin tai reilun metrin p��ss� sein�st� sijoitus voi taata oikein hyv�n lopputuloksen, kunhan kaiutin asetetaan muuten huonenresonanssien kannalta ongelmattomaan paikkaan.
Kaiuttimien suuntauksesta kuuntelupaikalle on hy�ty� sek� taajuustoiston ja huoneheijastusten ostalta. Suunntauksessa edess� olevista kaiuttimesta tulevien ��nien sivuseinien huoneheijastukset v�henev�t. Jos kaiuttimet ovat kovin suuntaavat, niin kuuntelu joka tapahtuu poissa kaiuttimen keskilinjalta on taajuustoiston osalta v��ristynyt. Esimerkiksi diskankin osalta todella suuntaavat kaiuttimet on pakko suunnata kuuntelupaikalle, ettei ��ni kuulostaisi liian tummalta. T�st� syyst� oikea suuntaus periaatteessa parantaa stereokuvaa ja taajuustoistoa.
Surroundkaiuttimissa taas suuntaaminen pois kuuntelupaikalta on joskus tarpeellista luomaan ep�m��r�inen vaikutelma ��nen tulosuunnasta.
Bassojen kuminalla yleensa tarkoitetaan jonkun bassoalueen luonnotonta korostumista. Todennakoisin syy kuminaan on kaiuttimien ja kuuntelupaikan sijoittamisessa sek� huoneesi akustiikassa.
Jokaisessa huoneessa on ominaiset resonanssitaajuudet jotka m��r�ytyv� huoneen mittojen perusteella. Tyypillisess� kerrostalohuoneessa l�ytyy ainakin yksi ominaisresonanssitaajuust noin 50-70 Hz taajuusalueella. T�m� aiheuttaa sen, ett� joku taajuus t�ll� alueella korostuu selv�sti. T�m�n korostumisen m��r� sitten riippuu kaiuttimien sijoittelusta (nurkkaan sijoittaminen her�tt�� kaikki resonassit) ja huoneessa olevasta vaimennuksesta (raskaat ja pehme�t huonekalut).
Jalustoille asennettuna pikkukaiuttimet sijoitetaan tyypillisesti terpeeksi kauaksi sein�st�, ett� sein�n l�heisyys ei p��se h�iritsem��n kaiuttimien bassotoistoa. Jos samaiset kaiuttimet laitetaan kirjahyllyyn, nin ne tulevat helposti hyvin l�helle sein��, joilloin bassotoisto korostuu joiltain taajuusluiltaan. Pahimmassa tapauksessa bassotoisto voi alkaa "jumputtamaan". Lyhyesti kaiuttimen bassotoisto korostuu jos se on l�hell� seini�, ja usein hyllyss� sen ymp�rill� on seini� joka puolella. Toinen seikka on sitten se, ett� heijastukset jotka summautuvat signaaliin melkein samantien heijastavien pintojen l�heisyyden takia pilaavat taajuustoiston lis�ksi my�s stereovaikutelman ja ��nikuvan. Hyllysijoitus on siis kaikin puolin mahdollisimman huono sijoitus kaiuttimille.
Markkinoilla on hyvin v�h�n hyllyyn suunniteltuja kaiuttimia joten jostain sein�asennuskaiuttimista (esim. Miragelta (kruunuradio) l�ytyy) voi tilanpuutteen sattuessa saada huomattavasti parempaa ��nt� kuin tunkea tavanomaiset kaiuttimet seiniin kiinni. Jos kaiutin on suunniteltu eritt�in suuntaavaksi ja bassotoistoltaan miedoksi (yl�bassoiltaan varsinkin) niin kenties silloin taajuustoisto voi pysy� kelvollisena.
Teoria-asteella painavalla ja tukevalla jalustalla on monia hy�tyj�. Mit� massiivisempi jalusta sen alemmas saadaan kaiuttimen ja jalustan yhteinen resonanssitaajuus (mielell��n pois toistoalueelta). Toinen hy�ty raskaasta jalustasta on, ett� bassokartion energiaa menee sit� v�hemm�n jalustan liikuttamiseen mit� raskaampi jalusta on. Komanneksi, jos kaiuttimet ovat suuntaavat eli niiden sijoitus on tarkkaa niin raskaat jalustat eiv�t liiku paikoiltaan yhta helposti kuin kevyet kovempaa soitettaessa.
Kayt�nn�n vaikutuksiin uskovat taas ne, jotka haluavat kuten niin useasti hifiharrastuksen parissa. Hifiarvojen lis�ksi raskailla kaiutinjaloilla on viel� ihan k�yt�nn�n etu siit� ett� ne pysyv�t vakaasti pystyss�. Varsinkin jos talossa on neli- tai kaksijalkaisia vipelt�ji� niin raskaat kaiutinjalat ovat aika mukavat olla olemassa. Kevyet puiset ja metalliset kun voi huitaista nurin helposti vaikka p�lynimurilla.
Kaiutinjalustoja myyd��n hyvin varustetuissa hifiliikkeiss�. Yleens� noissa hintataso on noin luokkaa tonnista pari yl�sp�in. My�s joistain huonekalu/sisustusliikkeist� saattaa l�yty� kaiutinjalustoja tai muita huonekaluja, jotka sellaiseksi.
Kaiutinjalusta voi tehd� itsekin, jos on k�sist��n k�tev�. Materiaaliksi voi valita hyvin jonkin tuvevan ja kohtuullisen raksaan materiaaliin. Hyv� vaihtoehtoja ovat esimerkiksi paksu rautaputki tai puulevyt. Jos ulkon��ll� ei ole v�li�, voi jalustana tietenkin koettaa k�ytt�� vaikka joitain kevytsoraharkkoja (mm. leca, siporex).
Itse teht�ess� puu k�y valmistusmateriaalina mainiosti. Pelk�ll� puurakenteella ei saada kovinkaan raskasta jalustaa aikaiseksi, mutta painoa voi kuitenkin lis�t� tekem�ll� jalustasta keskiosoaltaan ontto ja t�ytt�m�ll� t�m�n osan esimerkiksi hiekalla.
Jos hitsaustaitia l�ytyy, niin kaiutinjalustan voi hyvin tehd� raskaasta rautaputkesta ti muusta tukevasta rautmateriaalista hitsaamalla.
Bipolaarisella kaiuttimella on tiettyj� eritysivaatimuksia sijoittelun ja heijastavan takasein�n suhteen. Liian hejastava takasein� ei ole ihanteellinen. Joku heijastava esine, esimerkiksi suuri ruukku, taulu ym sopii erinomaisesti hajoittamaan taaksesuunnattua ��nt�. Toisaalta liian vaimentunut tausta (esimerkiksi kirjahylly) ei ole yht��n parempi.
Bipolaariset ovat parhaimillaan suurehkossa suorakulmaisessa huoneessa symmetrisesti sijoitettuna n. 30% - 40% et�isyydell� takasein�st� mitattuna kuuntelijan ja kaiuttimen v�lisest� et�isyydest�. T�ll�in heijastuvien aaltojen aika-ero on riitt�v�n suuri, jolloin korva ei sotke suoraa ja heijastunutta ��nt� kesken��n, mutta tarpeellinen tilavaikutelma p��see syntym��n.
Normaalit magneettisuojaamattomat kaiuttimet synnytt�v�t ymp�rilleen toisinaan aikan voimakkaankin magneettikent�n johtuen kaiutinelementeist� (etenkin bassoelementti) olevista voimakkaista magneeteista. Jos kaiuttimen laittaa liian l�helle esimerkiksi televisiota tai tietokonemonitoria, niin kaiuttimen magneettikentt� h�iritsee kuvaa. My�sk��n kasetteja ja muita magneettisia talleennusmedioita ei kannata s�ylytt�� aivan kiinni kaiuttimissa.
Magneettisuojattu kaiutin on toteutettu siten, ett� se ei synnyt� t�llaista voimakasta magneetikentt�� ymp�rilleen. T�st� on se hy�ty ett� kaiutin voidaan sijoittaa aivan television tai monitorin l�heisyyteen. Magneettisuojaus on siis hy�dyllinen ominaisuus tietokoneiden kaiuttimissa ja kotiteatterien keskikaiuttimissa, mist� syyst� ne on yleens� magneettisuojattuja.
Magneettisuojattu kaiutin on yleens� kasattu elementeist� joissa on magneettisuojaus tai valmistaja on lis�nnyt niihin magneettisuojauksen j�lkeenp�in. Magneettisuojaus toteutetaan useimmin asentamalla kaiutinementin magneetin taakse toinen samanlainen magneetti joka kumoaa kaiuttimen ulkopuolelle menev�� magneettikentt�� (mutta ei h�iritse itse kaiuttimen toimintaa). Lis�suojausta voidaan lis�ksi saada aikaiseksi laittamalla n�iden kahden magneetin ymp�rille viel� raudasta valmistettu kuppimainen suoja.
Vastamagneetin tulisi olla samankokoinen tai hiukan pienempi elementiss� oleva. Isojen magneettien hankkiminen erikseen edullisesti on k�yt�nn�ss mahdotonta, joten kannattaa hankkiutua v�leihin subbarielementtej� kaupittelevien myyjien kanssa ja varata jo etuk�teen takaisin tuleva lauennut ja takuuseen vaihdettu elementti omaan k�ytt��n (saa yleens� ilmaiseksi tai nimelliseen hintaan).
Kun olet onnellinen rikkin�isen subbarielementin omistaja, niin ei muuta kun magneettia irrottamaan. Osassa elementeist� tuo magneetti irtoaa kohtuullisell� ty�ll� (ruuvien avausta, ruuvimeisselill� v��nt��, koputtelua puupalikalla jne.). Jos magneetti on tukevasti liimattu kiinni, niin laita hellan s�hk�levy kuumaksi ja rapsi rikkin�isen subbasen takana olevat tarrat yms. pois. Aseta elementti kuumalle s�hk�levylle magneetti alasp�in. Hetken p��st� kuuluu rips-rapas kun liimasauma ratkeaa l�mp�laajenevasta metallista irti. Laita hanskat k�teen, nosta elementti pois levylt� ja nosta irtovat osat irti. Normaalisti magneetti on kiinni viel� etureunastaan. Varovasti puukalikan ja vasaran avulla sen saa irti.
Jos kuitenkin onnistuit katkaisemaan magneetin kahtia niin lennokkikaupasta saatavalla vedenohuella pikaliimalla korjaaminen on helppoa. Paina/teippaa puoliskot tiukasti yhteen ja tiputa tippa pikaliimaa saumaan. Kapillaari-ilmi�n seurauksena liima imeytyy sinne minne sen pit�isikin ja magneetti on taas kokonainen muutamassa sekunnissa.
T�m�n j�lkeen liimaat (esim. epoksilla, kuumaliimalla tai kontaktiliimalla) vastamagneetin kiinni niinp�in, ett� se hylkii suojattavan elementin magneettia kun ne asetetaan samankeskisesti ja vet�� kiinni silloin kun magneetit ovat kyljitt�in (t�st� ei voi erehty�). Anna liimasauman kuivua kunnolla ennen kuin k��ntelet elementti� tai asennat sen koteloon. T�ll�isell� ratkaisulla suojauksen tulos ei ole aivan t�ydellinen, jonkin verran hajamagnetistia tulee edelleen, mutta paljon enemm�n kuin ennen.
Kaiuttimen k��rimisell� alumiinifolioon tai ohueen peltiin ei ole mit��n mainittavaa vaikutusta t�h�n kaiuttimen magneettien synnytt�m��n staattiseen magneettikentt��n. Per�slevyjen lis��misell� kaiuttimen ja h�iriintyv�n laitteen v�liin voi olla apua, mutta ratkaisevampaa on, ett� kaiutinelementin hajakentt� kumotaan vastakkaisen magneettikent�n avulla. Jos kaiutinkotelon tekee paksusta raudasta tai mu-metallista (kallis magneettisuojauksessa k�ytetty metalliseos), niin sitten magneettikentt�� voi jonkun verran v�hent��, mutta t�llaisen suojauksen toteutus ei yleens� ole j�rkev��.
Kaiuttimen magneettisuojaus t�ytyy toteuttaa samalla tavalla kuin se on tehty kaupallisissa magneettisuojatuissa kaiuttimissa, koska se on ainoa kunnolla toimiva tapa.
Paras tapa tehd� magneettisuojaus on edelleen laittaa kaiutinelementin taakse lis�magneetti kumoamaan kaiuttimen magneetin hajakentt��. Sopiva magneetin koko on kaiuttimen magneettia hiukan pienempi tai samankokoinen. T�m� lis�magneetti asennetaan magneettikent�lt��n vastakkaiseen suuntaan alkuper�isen magneetin kanssa ja voidaan kiinnitt�� esimerkiksi liimaamalla. T�m� vastakkaisuuntainen lis�magneetti vaimentaa ulos p��sev�� magneettikentt�� hyvin voimakkaasti mutta ei merkitt�v�sti vaikuta kaitinelementin sis�ll� oleviin magneettikenttiin. Yleens� muita lis�suojauksia ei en�� tarvitakaan. Samanlaisen magneetin mit� kaiuttimessa on saa esimerkiksi samanlaisesta hajonneesta kaiutinelementist�. Useinmiten p��st��n tyydytt�v��n suojaukseen kun bassoelementille ja keski��nielementille tehd��n magneettisuojaus ja diskantti j�tet��n suojaamatta koska se ei aiheuta yleens� kovinkaan voimakasta magneettikentt��. Hifi-lehti k�sitteli kaiuttimen magneettisuojausta numerossa 3/97.
Jos sinulla on hajonneita kaiutinelementtj� niin vit irrottaa niist� magneetit ja katsoa saatko niill� toteutettua magneettisuojausta. Ainakin Suomen Hifi-Talo myy sarjaa, jossa on magneetti ja magneettim�ykyn p��lle tuleva suojakupu. Magneetteja voi kysell� muistakin kaiutinelementtej� myyvist� firmoista.
Hifikaiuttimissa k�ytett�n yleens� kaiuttimen edess� kehikossa olevaa kangasta suojaamaan kaiutielementtej� mekaanisesti. Jos tarvitaan vahvenpaa suojausta, niin voir ruuvata kaiutinelementtien eteen metallisen suojaritil�n (saatavana valmiina erikokoisilla kaiuttimille kaiutinelementtej� myyvist� liikkeist�). Metalliritil�n asentamisessa kannattaa olla huolellinen, koska v�h�nkin huonosti kiinnitetty metalliritil� rupeaa helposti resonoimaan ja aiheuttaa h�iri���ni�.
Kaiuttimen diskanttielementin ylikuormitussuojaukseen on monia vaihtoehtoja, mutta t�ysin idioottivarmaa ��nenlaatuo hiuonontamatonta suojausta on hankala tehd� (ellei sitten suojaustasoksi aseta murto-osaa diskanttielementin tehonkesotsta).
Suojaukseen on olemassa pari menetelm��, joista toisessa seurataan diskanttielementin l�pi menev�� virtaa ja toisessa rajoitetaan diskanttielementtiin p��sev�� j�nnitett�. Virran tarkkaitulapauksessa yksinkertaisin ratkaisu on diskanttielementin kanssa sarjassa oleva sulake, joka on mitoitettu siten, ett� se palaa kun diskanttielementtiin p��see enemm�n tehoa kuin pit�isi. K�yt�nn�ss� sulakkeen resistanssin merkitys toistoon on olematon. Sulakkeeksi kannattaa valita mielummin nopea kuin hidas sulake, koska pient� ylikuormitusta aiutin kest�� jonkin aikaa ja suurta v�hemm�n, kuten sulakekin. Jormaalin sulakkeen tilalla voi my�s harkita k�ytett�v�n jotain automaattisulaketta (esim. joku itsest��n palautuva malli).
Toinen mahdollisuus on laittaa diskanttielementin rinnalle zenerdiodia matkiva elektroninen kytkent�, joka rajoittaa elementtiin p��sev�� j�nnitett�. T�ll�inen rakennusohje on julkaistu esimerkiksi Hifi-lehdess� 10/1997 sivulla 39. T�ll�ist� suojauskytkent�� k�ytett�ess� pit�� elementin ja vahvistimen v�liss� olla tarpeeksi vastusta (lis�tt�v�, jos jakosuotimessa ei ole), jotta rajoitinkytkent� ei ylikuormita vahvistinta kun se alkaa leikkaamaan signaalia "oikosulkemalla". Elektroninen suojauskytkent� ei mainittavasti muuta ��nt�, ennen kuin se alkaa leikkaamaan signaalia.
Viimeisen� mahdollisuutena on diskanttielementin l�pi kulkevaa virtaa rajoittavat kytkenn�t. Klassisin n�ist� on joissain vanhoissa pienemmiss� PA-kaiutitmissa k�ytetty ratkaisu kytke� sopivankokoinen polttimo sarjaan diskanttielementin kanssa. Normaalista hiljaisesti soitettaessa polttimon resistanssi on pieni, joten diskantti saa t�yden signaalin. Kun kaiuttimella soitetaan turhan kovaa, alkaa polttimon hehkulanka l�mmet�, mik� nostaa sen resitanssia tuntuvasti ja n�in rajoittaa diskanttielementtiin menev�� tehoa ja samalla tarjoaa ilmaisun, ett� nyt soitetaan liian kovaa. T�ll�inen ratkaisu muuttaa ��nenlaatua selv�sti kovaa soitettaessa, koska se hiljent�� diskantteja ja pienent�� n�in niiden dynamiikkaa.
Kaikkien ��nentoistoj�rjestelmien kaiuttimien pit�� olla oikekeassa vaiheessa kesken��n kunnollisen ��nenlaadun aikaansaamiseksi. Esimerkiksi stereokuuntelussa on t�rke��, et� johdot on kytketty "oikein p�in" kummassakin kaiuttimessa. Jos kaiuttimet on vaiheistettu v��rin niin stereokuva on kyll� leve� mutta mit��n muuta sitten ei olekaan. Kaiuttimien vaiheistuksen tarkistus k�y helpoimmin katomalla ett� vahvistimen plus (+) napa menee kaiuttimen plus (+) napaan ja vahvistimen miinus (-) napa kaiuttimen miinus (-) napaan. Vaihtoehtoisesti voi vaiheistuksen oikeellisuuden kuunnella vaikkapa sopivalla testicd:ll�.
Normaalien muutamien metrien mittaisilla kaiutinpiuhoilla ei kaapeleleiden pituuksilla ole mit�� merkitt�v�� v�li�. Kaiutinkaapelien pituusero ei aiheuta mit��n ongelmia signaalien viiveiss� (1 metri kaiutinkaapeli vastaa viiveelt��n kaiuttimen liikutusta noim 1-2 mikrometri�). Ainakun mainittava ero mit� voi olla on erlaisten kaiutinjohtojen erilaisten resistanssien soinnin muuttuminen eri kaiuttimissa, mutta t�t�k��n ei mainittavasti tapahtu kun kaiutinpiuhat on j�rkev�n paksuksi mitoitettu.
Jos jostain syyst� pelk��t mahdollisia kuvitteellisia tai todellisiakin eroja, ratkaisuja on kaksi: molempiin kaiuttimiin samanlaiset, yht� pitk�t piuhat, tai sitten lyhemm�ksi piuhaksi ohuempaa (!) jotenkin niin laskettuna, ett� resistanssipoikkipinta suhteessa pituuteen on samaa luokkaa sen pidemm�n kaapelin kanssa, joka taas saa olla paksumpaa.
T�ss� kanttaa kuitenkin muistaan, ett� taajuusvaste- ja herkkyyseroja on todenn�k�isesti enemm�n kaiutinparin eri kanavien yksil�iss� kuin mit� kaapelit pystyv�t tuottamaan, elleiv�t pituudet ole tolkuttomia.
Seuraavat ominaisuudet olisi toivottavia huippulaatuiselta kaiutinkaapelilta:
Kaiutinjohto on toiminta-alueellaan lineaarisesti k�ytt�ytyv� komponentti ja liitettyn� vahvistimeen syntyy lineaarinen j�rjestelm� (oletetaan vahvistin ideaaliseksi jolloin voidaan tarkastella vain kaiuttimen vaikutusta j�rjestelm��n). Tuomalla lineaariseen j�rjestelm��n ep�lineaarinen komponentti (kaiutin) muuttuu j�rjestelm�n toiminta ep�lineaariseksi. Ts. kaiuttimen kytkeminen aiheuttaa ep�tasaisen kuormituksen johtoihin (taajuuden fuktiona), mik� aiheuttaa johdossa j�nniteh�vi�n joka on suoraan verrannollinen virtaan (U=I*Z). Kaiuttimen tarvitsema virta taas riippuu kaiuttimen impedansista, mik� taas on (k�yt�nn�ss�)ep�lineaarinen ja aiheuttaa erillaisen virran tarpeen eri taajuuksilla, t�m� korreloi kaiutinjohdon yli olevan j�nnitteen kanssa. Koska kaiutinjohdossa on k�yt�nn�llisesti katsoen puhdas resistanssi, ei johto voi yksin aiheuttaa muutosta signaaliin vaan signaalin muutos aiheutuu kaiuttimen ep�lineaarisuudesta, mik� n�kyy kaiutinjohdon p��ss� olevasta v��ristym�st�. V��ristym� katoaa kun ep�lineaarinen komponentti poistetaan j�rjestelmast�.
Syy ja seuraus => kaiuttimen ep�lineaarisuus aiheuttaa kauiutinjohdon ep�lineaarisuuden.
Jos kaiuttimen impedanssi olisi vakio ja resistiivinen koko taajuusalueella, ei poikkipinnalla (kaapeliresistanssilla) ole muuta vaikututa kuin, ett� saatava ��niteho pienenee tasaisesti kaikilla taajuuksilla (taajuusvaste edelleen suora). Kaiutitmen impedanssi ei pysy vakiona koko taajuusalueella k�yt�nn�ss� mill��n kaiuttimella, vaan impedanssi vaihtelee voimakkaasti signaalin taajuuden mukaan. Jos johdossa on tuntuvasti resistanssia, niin t�m� tarkoittaa, et�t eri taajuukilla kaiuttimeen menee eri m��r� ja johtojen h�vi�t rippuuvat taajuudesta.
Tilanne muuttuu ongelmalliseksi, jos esimerkiksi diskanttielementin impdanssi putoaa rajusti, jolloin kaapelih�vi�iden suhteellinen osuus kasvaa, aiheuttaen diskanttien vaimennusta taajuusvasteessa. Varsinkin joillakin "eksoottisemmilla" diskanttirakenteilla, kuten pietsoilla ja s�hk�staattisilla elementeill� on melko suuri kapasitanssi. Kapasitiivinen reaktanssi pienenee taajuuden kasvaessa ja samoin k�y kokonaisimpedanssille, koska n�ill� elementeill� on yleens� hyvin pieni tai olematon sarjaresistanssi. Eli kaiutin, jonka impedanssi diskantissa on alhainen, vaimenee diskantista lis��, jos kaapelin vastus on liian suuri.
Kaiutinjohdon poikkipnta vaikuttaa muuhunkin, koska kyseess� on vastus kaiuttimen kanssa sarjassa, ja riippuen jakosuotimesta, vaikutukset ovat vaihtelevat. Tyypillisesti ongelmia syntyy kaiuttimien jakosuotimen jakotaajuuden ymp�rist��n, koska siell� impedanssit yleens� muuttuvat voimakkaasti. Liian suuri sarjaresistanssi kaiutinjohdossa aiheuttaa bassoon kontrolloimattomuutta ja pehmeytt�.
Kakasoisjohdotuksella tarkoitetaan j�rjestely� jossa kaiuttimen takana on erilliset liittimet sek� basso- ett� diskanttikaiuttimille meneville signaaleille. Normaalia johdotusta k�ytett�ess� n�m� liittimet on yksinkertaisesti yhdistetty kaiuttimen takana. Kaksoisjohdotuksessa kaikkiin liittimiin menev�t omat johtimensa, joitka sitten vahvistimen p��ss� yhdistet��n yhteen signaalil�ht��n. Kaksoisjohditusta suositaan eritoten Iso-Britannian hifipiireiss� ja sen v�itet��n v�hent�v�n kaiutinkaapelin resistanssin vaikutusta kaiuttimen toistoon.
Alunperin kaksoisjohdoituksen idea oli "haistella" kaiutinterminaaliin menev�n signaalin vastetta ja korjata se vahvistimen parametrikorjaimella tasaiseksi kaiutinterminaalissa. Eli jos kaiuttimen kuormitus on ep�tasainen, esim. diskantti p��ss� induktanssi on pienenpi kuin muulla alueella, aiheuttaa se taajuusvasteeseen vaimentuman diskantehin kaiutinterminaalin p��ss�, mik� taas kaksoisjohdotuksella pysytt��n mittaamaan vahvistimessa ja automaattisesti korjaamaan vaste tasaiseksi korostamalla diskantteja vahvistimessa, niin ett� vaste suoristuu liitinterminaaleissa.
Kiitos mainosmiehien kaksoisjohdotuksen tarkoitus on h�m�rtynyt... niit� ymp�t��n jos jonkin n�k�isiin laitteistoihin. Eli jos vahvistin ei ole tarkoitettu kaksoisjohdotukselle ainoa hy�ty kaksoisjohdotuksesta on johtimien poikkipinta-alan kasvaminen (joka sek��n ei ole huono asia).
Nyky��n joissain laiteratkaisuissa k�ytet��n nimityst� kaksoisjohdotus my�s ratkaisusta, jossa signaalit vied��n eriksene kaiuttimessa olevan jakosuotimen basso- ja diskanttikaiutinosiin. N�iss� bassoelementti� ajetaan yleens� alip��st�suotimen l�pi ja diskanttielementin edess� on ylip��st�suodin. N�in v�itet��n esimerkiksi bassoelementin imepdanssin vaihtelun vaikuttavan v�hemm�n diskanssielementin ominaisuuksiin. J�rkev�n paksuisa piuhoja k�ytt�m�ll� erot t�ll�isen kaksoisjohdotuksen j� normaalin yks�isjohdotuksen v�lill� ovat k�yt�nn�ss� merkityksett�mi�.
Kyn kytket kaksi kaiutinta rinnakkain, niin n�iden yhteiseksi impedanssiksi
tulee pienempi kuin kummankaan kaiuttimen oma impedanssi. Jos kytket
kaksi 8 ohmin kaiutinta rinnakkain, niin yhteisimpedanssiksi tulee
4 ohmia. Jos kaiuttimien impedanssit ovat muun suuruiset, niin
kahden rinnankytketyn kaiuttimen impedanssi voidaan laskea kaavasta:
1
Z = -------------
1 1
--- + ---
Z1 Z2
Miss�:
Kun kytket kaksi kaiutinta sarjaan, niin niiden yhteiseksi impedanssiksi tulee kaiuttimien impedanssien summa. Jos kaiuttimien impadassit ovat samat, niin teho jakautuu tasan n�idne kaiuttimien v�lille. Koska kaiuttimien impedanssit ovat vaan nimellisi� ja todelliset impedanssit vaihtelevat taajuuden mukaan, niin t�m� kaava pit�� tarkkaan paikkaansa vaan kun sarjaan kytkett�v�t kaiuttimet ovat identtisi�. Muita kuin identtisi� kaiuttimia ei kannata kytke� sarjaan, koska t�ll�in teho jakautuun kaiuttimien kesken miten sattuu eri taajuuksialla kun kaiuttimien impedanssit riippuvat taajuuksista ja tuskin riippuvat aivan samalla tavalla.
Kun kytket kaiuttimen kanssa sarjana vastuksen, niin t�m�n systeemin impedanssiksi tulee kaiuttimen impedanssin ja sarjassa olevan resistanssin summa. T�m�n ratkaisun ongelmana on, ett� kaiuttimen impedanssi ei suinkaan ole vakio nimellisimpedanssi, vaan se voi vaihdella paljonkin taajuuden mukaan. Kun kaiuttimen impedanssi vaihtelee, niin sarjaan kytketty vastus saa aikaan sen, ett� kaiuttimelle menev� teho rupee vaihtelemaan kaiuttimen kulloisenkin impedanssin mukaan, niist� syntyy v��ristymi� kaiuttimen taajuusvasteeseen. Jos kuitenkin kaikesta huolimatta p��t�t laittaa vastuksen sarjaan kaiuttimesi kanssa, niin k�yt� tarpeeksi tehokasta tehovastusta ja sijoita se kauas kaikesta palavasta, koska kuumana hehkuva liian pienitehoinen vastus aiheuttaa palovaaran.
Kuulokkeiden tapauksessa imepdanssin kasvattaminen sarjavastuksen lis��misell� on v�hemm�n harmillista. Kuulokkeiden impedanssit ovat luonnostaan suurempia kuin kaiuttimien ja ne eiv�t tyypillisesti vaihtele niin voimakkaasti taajuuden mukaan kuin kaiuttimien. Joidenkin p��tevahvistimien kuulokel�ht� on toteutettu siten, ett� kuulokel�ht� ohjaa sama p��tevahvistin kuin kaiuttimia, mutta kuulokel�hd�ss� on vaan sarjassa sopivat vastukset (yleens� noin parisataa ohmia).
Perinteinen tapa sovittaa vahvistin ja kaiutin toisiinsa on muuntajan kytkeminen niiden v�liin, jolloin teho saadaan siirretty� pienin h�vi�in. Ongelmaksi tulee sellaisen muuntajan rakentaminen, joka toistaa koko 20 Hz .. 20 kHz taajuusalueen tarvittavalla tehotasolla. Noin matalan alarajataajuuden saavuttaminen edellytt�� suurta, raskasta ja kallista muuntajaa, jonka diskanttitoisto puolestaan k�rsii. Muutajakytketty ei siis ole oikein k�yt�nn�llinen normaaleissa hifiratkaisuissa, kun tuo muuntajaratkaisu sis�lt�� nuo rajoittewet ja on kallis. Periaatteessa siis tarvitaan muuntaja, jossa on ensi� 8 ohmia varten ja toisio 4 ohmia varten, jolloin impedanssisovitus onnistuu suoraan kytkem�ll� ensi� (8 ohmia) vahvistimeen ja toisio (4 ohmia) kaiuttimeen. T�llaisen muuntajan l�yt�minen voi olla hankalaa.
Muuntajasovitusta k�ytet��n k�yt�nn�ss� nykyaikaisissa audiolaitteissa l�hinn� putkivahvistimissa ja ns. 100 V linjaan kytketyiss� kaiutinsysteemeiss�. Putkivahvistimessa hyv�n ��nenlaadun koko toistoalueella antava muuntaja on helposti laitteen kalleimpia komponentteja. Noissa 100V linjasy�tetyiss� j�rjestelmiss� k�ytet��n muntajasovitusta sek� vahvistimen ett� kaiuttimen p��ss�, mutta t�ll�inen systeemi ei sitten pystyk��n toistamaan matalia bassoja eik� korkeimpia diskantteja. Eli muuntajaratkaisut eiv�t ole oiken nykyhifihommissa suoteltavia osia, kyll� niill� homman saa hoidettua kohtuullisesti, mutta hintaa vaan tahtoo tulla kunnollisille muuntajille helposti enemm�n kuin kaiuttime/vahvistimen vaihtamisen sopivampaan (mik� tarjoaa paremman tuloksen).
Jos ainoastaan haluat kasvattaa kaiuttimen impedanssin halvalla isommaksi, etk� v�lit� mist��n muutoksen sivuvaikutusista, niin laittamalla 4 ohmin kaiuttimen kanssa sarjaan 4 ohmin vastuksen saat yhteisimpedanssiksi 8 ohmia. Ratkaisu on yksinkertainen ja toimii joka kerta lis�ten impedanssin kuten halutaan.
Jos tuloksen hyv� ��nenlaatu on t�rkee�, niin sitten edell� kerrottu menettely ei ole hyv�. Ensiksikin kytkem�ll� kaiuttimen kanssa sarjaan vastuksen, tuo vastus tuhlaa puolet vahvistimesta l�htev�st� tehosta. T�m� tarkoittaa, ett� vastukseksi on valittava riitt�v�n isokokoinen ja tehoa kest�v� vastus.
Toiseksi kaiuttimen impedanssi vaihtelee voimakkaasti taajuuden mukaan (poikkeukset t�st�ovat harvassa), joten kun kytkent��n lis�t��n sarjavastus se aiheuttaa taajuusvasteeseen virheit�. Ne taajuudet, joissa kaiuttimen oma impedanssi on pienimmill��n soivat heljempaa kuin pit�isi ja ne taajuudet, joissa kaiuttimen impedanssi on suurimmillaan korostuvat.
Kolmanneksi vastuksen resistanssi on niin suuri, ett� kysymyksi her�tt�� my�s koko systeemin vaimennuskertoimen huonontumisen vaikutukset bassotoistoon (sotin vaimennuskertoimen vaikutus t�ss� tilanteessa on pienempi kuin bassokaiuttimen resonanssipiikiss� sarjavastuksen aiheuttama taajuustoiston virhe).
Eli jos vaan halua nostaa kaiuttimen imepdanssia, niin sarjavastuksella se k�y helposti. Mutta jos haluat tehd� sen oikein, niin ei ole mit��n helppoa tapaa (muuta kuin laittaa sarjaan kaksi aivan samanlaista kaiutinta).
T�rkein asia kaapelissa se s�hk�isen toiminnan kannalta on poikkipinta, eli kansanomaisesti kuparin paksuus. Pitkill� kaapeleilla (esim. 10 m) kannattaa harkita hiukan paksumman kuin "lamppujohdon" eli 0,75 mm2 poikkipintaisen kaapelin hankintaa. 2,5 mm2 tai jopa 4 mm2 poikkipintaisilla kaapeleilla varmistat varmasti t�ydellisen s�hk�n siirtymisen kaiuttimiin. Se mink� v�rinen ja mink� muotoinen kaapeli on, menee makuasioiksi. Jos t�st� estetiikkapuolesta v�litt��, voi siit�kin maksaa ekstraa. ��nenlaatua et kuitenkaan paranna kalliilla erikoiskaapeleilla.
Erilaisille kaapeleille lasketut kaapelin maksimipituudet, joilla taajuusvasteen muutokset ovat alle 0.5db. Ohmiluku tarkoittaa kauittimen minimi-impedanssia.
Kaiutin 8 6 4 3 2 1 ohm Johto 2x.75 10 8 5 4 2.5 1.3 m 2x1.0 14 10 7 5 3.5 1.7 m 2x1.5 21 16 10 8 5 2.6 m 2x2.5 35 26 17 13 8.5 4.4 m 2x4.0 56 42 28 21 14 7 mTaulukon tiedot ovat per�isin Pekka Tuomela: Rakekenna HIFI-kaiuittimet -kirjasta.
Jotta taajuustoiston virhe pysyisi alle 0.5 desibeliss�, pit�� kaapelin resistanssin olla alle kuusi prosenttia kaiuttimen pienimm�st� impedanssiarvosta. Jos kaiuttimen minimi-impedanssiarvoa ei ole tiedossa, niin voit olettaa sen olevan 3/4 osan ominaisarvosta.
Jani Pesonen tarjoaa seuraavaa jonkin verran paksumpia johtosuosituksia hifihaarastajille 4 ohmin kaiuttimiin (taajuustoistovirhe alle 0.1 dB):
Kaiutinjohtojen kanssa viritelless� kannattaa muistaa, ett� jokaisen kaiuttimen sis�ll� on: kymmeni� ja taas kymmeni� metrej� tavallista halpaa kuparilankaa keloissa ja jokaisen elementin puhekelassa. Vaikka sis�inen puolen metrin johdotus olisi tehty mill� tahansa huippupiuhalla, ovat matkalla viel� n�m� esteet ennen systeemin kaikkein ep�lineaarisinta ja heikointa osaa, kaiutinelementin mekanikkaa, kartiota, ripustusta ja koteloa.
Kaapeli voi kyll� vaikuttaa ��neen, hiukan. Se riippuu kuitenkin kaiuttimesta ja vahvistimesta, siis siit� paljon puhutusta "kokonaisuudesta". Kaiuttimen kytken� saattaa olla sellainen, ett� esimerkiksi turhan ohuen johdon kanssa syntyy mutkia vasteeseen ja vahvistimesta riippuen my�s dynaamisi ongelmia. Huono (=turhan ohut) johto on osa t�t� kokonasuutta.
Jos meinaat testata kaiutinkaapeleiden vaikutusta ��neen, niin kannattaa j�rjest�� testitilanne kunnolla, koska ��neen vaikuttavat muut seikata paljon enemm�n kuin kaiutinkaapelin osuus (olettaen ett� se on yll� olevan taulukon maksimimittoja lyhyempi). Kaiutinparin yksil�iss� on enemm�n ��nellisi� eroja kuin miss��n kaapelissa. Lis�ksi sijoitus vaikuttaa aivan huomattavan paljon. Vaikka kaiuttimet laittaisi aivan vierekk�in/p��llekk�in, ne soivat eri tavalla. Eroja kyll� varmasti kuuluu, mutta ne aiheutuvat em. seikoista. Kunnollinen testi tehd��n sokkotestin� ja vaihtamalla vain kaapelit, ei mit��n muuta.
Kaiutinkaapeleita on vertailtu testin muodossa Tekniikan Maailman numerossa 11/1989 (sivu 76-77). Mukana testiss� olivat 0.35 ja 0.75 neli�millimetrin tavalliset piuhat ja Monster M1 "superkaapeli". Tuloksista lyhyesti:
��nenlaadullsielta kannalta kaiutinkaapeli ei voi olla liian paksua, mutta j�rkev�� pakuuttaa suremmat paksuudet eiv�t tuo mit��n mainittavaa parannustakaa, joten ei kannata maksaa turhasta.
Muita seikkoja ajatellen kaapeli voi olla liian paksua seuraavissa tilanteissa:
Kaiutinkaapelien suojauksesta kannattaa olla huolissan vain, jos kaiutinkaapelit kulkevat pidemm�n matkan s�hk�veturin tai vastaavan h�iri�pes�n sis�ll�, jolloin jouduttaisiin k�ytt�m��n tiukkaan kierretty� kaiutinkaapelia. Miss��n normaalioloissa ei ole j�rke� puhua mist��n suojatuista kaiutinkaapeleista (suojaamaton on muilta seikoiltaan parempi ratkaisu ja halvempikin).
Jos suojatulla kaiutinkaapelilla (koaksiaalisella rakenteella) saadaan aikaan h�iri�iden v�henemist� normaalioloissa, alkaisin heti ep�ilem��n, ett� vahvistimen suurtaajuussuojaus on kelvoton (eli vahvistin on huonosti suunniteltu). T�ll�in esimerkiksi GSM puhelin aiheuttaisi h�iri�it� suojaamattomia kaiutinkaapelita k�ytett�ess�. T�ll�isess� tilanteessa juojattuja kaapeleita kokeilemalla siis pyrit��n kompensoimaan vahvistimien puutteita kaiutinkaapeiden rakenteella.
T�ss� taulukko poikkipinnan ja tehoh�vi�n suhteesta 4 ohmin kaiuttimelle (luvut ovat desibelej�):
mm^2 5m 10m 15m 20m 25m 0,5 -0,8 -1,3 -2,0 -2,5 -3,0 0,75 -0,6 -1,0 -1,3 -1,7 -2,1 1,0 -0,5 -0,7 -1,0 -1,3 -1,6 1,5 -0,4 -0,5 -0,7 -1,0 -1,2 2,5 -0,3 -0,4 -0,5 -0,6 -0,8 4,0 -0,2 -0,3 -0,4 -0,5 -0,6Vertailuna lukuihin: 3 desibelin vaimennus tarkoittaa tehon puolittumista. Tehon puolittuminen on juuri ja juuri ihmiskorvalla erotettavissa, vaikka �kkiselt��n luulisi toista. K�yt�nn�ss� siis kotik�yt�ss� ja etenkin autok�yt�ss� et�isyydet ovat niin pieni�, ett� kaapeli ei juuri tehoa sy�. Puolen neli�millimetrin kaapelillakin kaapelin pituus pit�isi olla 25 metri� ennenkuin teho puoliintuisi (et�isyys vahvistimelta kaiuttimelle siis 12,5 metri�).
Seuraavassa taulukossa muutamien kuparikaapelien paksuuksien jatkuva virrankesto ja sit� vastaava kauttimen jatkuva teho:
Paksuus Virta Tehot eri kaiutinimpedansseihin mm^2 A 8 ohm 4 ohm 2 ohm 0.375 2 32 W 16 W 8 W 0.5 3 72 W 36 W 18 W 0.75 6 288 W 144 W 72 W 1 10 800 W 400 W 200 W 1.5 15 1800 W 900 W 450 W 2.5 25 4800 W 2400 W 1200 WJohtimen virta-arvojen oletuksena on, ett� johdin on vapaassa ilmassa (ei rullalla tai rakenteiden sis�ll�). Jos kaapeli tulee jonkun rakenteen sis�lle, niin on parasta valita varman p��lle seuraavaksi paksumpi kun taulukon mukaan on riitt�v�. Annetut virta-arvot ovat konservatiivisia (suunnilleen s�hk�asennusm��ryksien vaatimusten mukaisia) ja t�ysin vapaassa ilmassa mainitun paksuinen johdin kest� virtaa noin tuplaten taulukossa annettuihin arvoihin, mutta l�mpenisi tuolloin jo tuntuvasti. Koska kohtuullisilla piuhojen paksuuksilal kulkee jo paljon virtaa, ei liene j�rkev�� tehd� optimointia ett� ottaa ohuimman kaapelin joka juuri ja juuri kest�� vaaditun virran.
Johtimessa tapahtuva j�nniteh�vi� riippuu johtimen resistanssista ja siin� kulkevasta virrasta. Johtimen j�nniteh�vi�n voi laskea kaavasta:
U = I * R
Tyypillisell� 0.75 mm^2 kaikutinkaapelilla 10 metrin resistanssi olisi noin 0.24 ohmia, joten yhdess� johdossa tulisi j�nniteh�vi�t� noin 0,24 volttia, ja jos sy�tt� on parikaapelin toisessa p��ss� ja kuorma toisessa, niin silloin menomatkalla h�vi�t� tulisi 0,24V ja paluumatkalla saman verran lis��, eli yhteens� noin 0,5 volttia jokaista kulutettua ampeeria kohden. Jos kaiutinkaapeli on jotain puolet ohuempaa (0,375mm^2) "narua" niin resistanssikin tuplautuu ja samalla j�nniteh�vi�kin tuplautuu.
Seuraavassa mittaustuloksia (Electronic World July/August 1996, sivu 571) 5.6 metrin mittaisista kaiutinkaapeleista (0.75):
Johto C Johto J
Resistanssi: 59 mohm 50 mohm
Induktanssi: 3.5 uH 2,05 uH
Kapasitanssi: 551 pF 1460 pF
Johdot:
Johto C = Normaali verkkojohto (50 kuparis�ikinen, 0.25 s�ikeet, noin 0.75 mm^2) Johto J = SupraPly (240 s�ikinen)
Seuraavat yht�l�t kuvaavat t�t� suhdetta:
V = I*R
P = IV = I^2*R = V^2/R
Miss�:
Esimerkki: Jos sinulla on vahvistin joka pystyy antamaan
100W tehoa 8 ohmin kaiuttimeen niin sen ulostuloj�nnite on:
P = V^2/R --> V=sqrt( P * R ) --> sqrt( 100 * 8 ) --> V=~28.3V
Virraksi tulee:
V=I*R --> I=V/R --> I=28.3/8=~3.5A
Eli vahvistimen t�ytyy pysty� tuottamaan 28.3V j�nnite ja 3.5A virtaa jotta se voisi sy�tt�� 100W 8 ohmin kaiutinkuormaan. Koska vahvistimessa on aina sis�isi� h�vi�it� kyseisen vahvistimen k�ytt�j�nnitteiden t�ytyy olla t�t� korkeampia (v�hint��n 33..35V).
Kuopalla olevan diskanttielementin saa yleens� korjattua pullistamalla kalotin takaisin ulos. Turvallisin tapa on hoitaa t�m� operaatio ilmanpaineen avulla. Yksi tapa ruuvata elementti irti ja j�tt� johtojen varaan roikkumaan. Yleens� elementin takaa l�ytyy pieni ilmareik� ja puhaltamalla t�nne saa elementin kalotin pullahtamaan oikeaan asentoon.
Toinen tapa korjata elementti on imeminen. T�ss� menetelm�ss� diskanttielmentti� ei tarvitse edes irroittaa kaiuttimesta. Imemisen voi suorittaa esimerkiksi p�lynimurilla. Viet vaan imurin putken (ilman suutinta) varovasti yha lahemmas diskanttia, koko ajan kadella etulevysta tukea ottaen ettei imu yllata ja imaise putkea kiinni kaiuttimeen. Kun imua on riittavasti, kartio vaan ponnahtaa ylos. Kannatta varoa ett� ei saa aikaan sellaista imua, ett� elementti vaurioituu.
Joissain tapauksissa voi my�s kokeilla sulla ilmemist�, mutta kannatta varmistaa t�ss� tapauksessa, ett� diskanttielementti ei sis�ll� myrkyllist� berylliumia (k�ytett�ss� joidenkin kalliiden japanilaisten kaiuttimien diskanttikaloteissa).
Hifi 50/3 kaiuttimessa oleville metallikaloteille on suositeltu seuraavaa menetelm��: Elementti irti etulevyst�. Irrota elementin etulevy (laippa, suojaverkko, ripustus, puhekela ja kalotti) varovaisesti. Huomioi, ett� puhekela on nesteess� joka muistuttaa tervaa (haju on erilainen). Kalotin takaa varovaisesti sormenp��ll� painaen korjataan muoto kohdalleen. Asenna elementin etulevy kiinni magneettiin puhekelaa varoen. Ruuvaa elementti kiinni etulevyyn.
Useinmissa tapauksissa sis��n painuneen basso- tai keski��nielementin p�lykupin saa oikaistuksi ilman vaurioita (tosin operaatiossa on aina riski rikkoa p�lykuppi lopullisesti). Rippuen tilanteesta tapoja on useita, ja toiset toimivat toisille elemnteille paremmin ja toisen huonommin. Ei ole olemassa yht� hyv�� tapaa, vaan joukko tapoja jota toimivat toisille elementeille paremmin kuin toiset.
Kohtalaisen umpinaisesta materiaalista tehty� p�lykuppia voi yrit�� oikaista imem�ll�. Operaatiossa tarvitset putken, jonka saat tiiviisti p�lykupin ymp�rille ja sitten voit ime� sen toisesta p��st� tuon p�lykupin takaisin ulos ilmanpaineen avulla. Imemisess� pit�� olla tarkkana. ett� ei rasia elementti� muuten mekaanisesti ja riko sit� n�in enemp��.
P�lynimuri on tehokas, mutta saattaa olla tuhoisa taitamattomissa k�siss�. Pikeat otteet ja varovaisuus auttavat t�ss� operaatiossa: Vasemmalla k�dell� pid{tell��n sormet harallaan elementti� paikallaan ja imurin pienimm�ll� mahdollisella teholla oikealla k�dell� l�hestyt��n varovasti elementti� imurin suukappaleen suuaukon juuresta kiinni pidellen (varoen, ettei "nyk{ise" l�hiet�isyydell� kiinni siihen kupuun).
Er�s tapa yritt�� on kiinnnitt�� p�lykuppiin teippi ja vet�� p�lykuppi t�ll� ulos. Teipin toimiminenkin riippuu aivan teipist�, p�lykupin materiaalista ja vamman vakavuudesta. Erityisesti teipin kiinnittim�nen kuppiin pit�v�sti saattaa pahentaa ongelmaa entisest��n.
Er�s tapa oiko p�lykuppi on vet�� se takaisun oikeaan muoton neulalla. Nuppineula on paras. Pieni reik� ei haittaa elementin toimintaa. Operaatiossa kannattaa olla hyvin varovainen, koska neulalla saa pahimmassa tapauksessa revitty� isommankin rei�n, jos p�lykuppu ei kerralla l�hde oikenemaan ja sen materiaali on joko ohutta muovia, lakalla j�ykistetty� ohutta verkkoa tai hauraahkoa pahvia.
Kyll�. Kaiutinelementit koostuvat useasta osasta (runko, magneetit, puhekela, kartio, kartion reunukset, ripustus, p�lykuppi) jotka yleens� kaiutinvalmistajalle toimittaa joku t�h�n tuotteeseen keskittynyt alihankkija. Taitava korjaaja pystyy vaihtamaan osan noista kaiuttimen osista. Yleisimmin vaurioituvia osia ovat puhekela, kaiutinkartion reunus ja p�lykuppi.
Puhekela vaurioituu useimmin liian suuresta kaiuttimeen sy�tetyst� jatkuvasta tehosta joka poltaa puhekelan. Puhekelan vaihtaminen tuleen yleens� kysymykseen vain isoissa PA-elementeiss� joihin saa varaosia. Muutamia vinkkej� isojen PA-elementtien puhekelan korjaamiseen l�ytyy osoitteesta http://www.repairfaq.org/REPAIR/F_Speaker.html.
Kaiuttimen kartion keskell� oleva p�lykuppi vaurioituu yleisimmin mekaanisesti vahingon seurauksena (pikkulapset, kotiel�mimet jne). Bassoelementin p�lykupin vaihtaminen on aika yksinkertainen operaatio: vanha p�lykuppi leikataan irti ja uusi liimataan tilalle.
Vanhemmissa kaiuttimissa elementtien vaahtokumimaiset helmat tahtovat haurastua ja haurastuttuaan lohkeilevat helposti. Yleisimm�n kokoisille kaiuttinelementeille on saatavissa reunuksia varaosina, mutta niiden vaihtaminen on taitoa vaativa operaatio. Ohjeita t�h�n l�ytyy Hifi-lehden numerosta 3/1996 sivuilta 42-44.
Kaiutinelementin korjaamisessa on t�rke�n� vaiheena puhekelan keskitt�minen niin ett� se kulkee magneettien v�liss� vapaasti. Puhekelan keskitys on tarkkaa puuhaa, koska vinossa oleva puhekela saa ��nen rahisemaan ja puhekelan hajoamaan hyvin nopeasti.
Kaiutinelementin korjuttaminen ei yleens� kannata ellei kysess� ole kallis tai hankalasti saatavissa oleva elementti, koska korjaus maksaa helposti yht� paljon kuin uusi keskihintainen kaiutinelementti.
Kaiutinelementtej� korjaa ainakin seuraava yritys:
Accusound Speakers Oy PL 110 04401 J�RVENP�� Puh: 09-27947170Kaiuttimen reunuksen vaihtaminen maksaa alkaen 250 mk. Sama yritys myy my�skin tarvikkeita kaiuttimien korjaukseen, kuten kaiuttimen joustavia reunuksia (50-150 mk/kpl) ja p�lykuppeja (15-50 mk/kpl). Hintatiedot ovat per�isin Hifi-lehdest� 3/1996.
Jos elementin puhekela tai kartio on vaurioitunut, niin elementti� ei p��s��nt�isesti kannata korjata. Elementin korjaussarjat maksavet helposti useita satoja markkoja, ja kun t�h� tulee viel� ty�t� p��llen niin p��st�� helposti uuden elementin hintaan ellei jopa sen ylikin. Tyypillisess� elementin kalvosarjassa tulee kalvo, puhekela, p�lykuppi sek� yl�- ja alaripustus. T�ll�isen korjaussarjan asentaminen kaiuttimen runkoon vaatii osaamista ja tarkkuutta, tai muuten ei tule hyvin toimivaa ja pitk�ik�ist� korjausta.
Hifi-lehti on julkaissut parikin suomenkielist� kirjaa aiheesta. N�ihin kannattaa tustua vaikka kirjastossa.
Suuri joukko linkkej� verkosta l�ytyviin kaiutinrakennusohjeisiin l�ytyy osoitteesta http://www.epanorama.net/audiospeakers.html.
Yleisin ongelma ainakin halvemmisa kaiuttimissa on, ett� kotelon sis�puolta ei ole kunnolla vaimennettu. T�t� vaimmenusta voi yleens� parantee lis��m�ll� kaiuttimen sis�ll� lis�� vaimennusainetta. Yleisohje on seuraava:
K�yt�nn�ss� tyynyvanu (eli polyesterivanu) toimii mainiosti hifikaiutitmen kotelon t�ytemateriaaliksi. Kaiutinkoteloiden t�ytt�misene myyd��n my�s erikoisvanuja (mm. Sonofil), mutta n�m� eiv�t eroa ominaisuuksiltaen mitenk��n mainittavasti "perustyynyvanusta".
Paras tulos saavutetaan kun jokaiselle elementille laitetaan oma kotelonsa tai oma umpinainen osa isosta kotelosta. N�in eri alueilla toimivat elementit eiv�t p��se vaikuttamaan toistensa toimintaan ja jokaiselle elementilla voidaan optimoida sille sopivin kotelon tilan koko.
Esimerkiksi bassoille viritetty refleksikotelo ei v�ltt�m�tt� sovi kunnolla keski��niselle (tai k��nt�en). Samaan koteloon asennetut elementit saattavat kyvinkin v�ritt�� toistensa sointia, kun esimerkiksi bassoelementin aikaansamat isot paineenvaihtelut kotelossa liikuttavat pakosti my�s samassa kotelossa olevaa keskik��nielementti�kin.
Jos keski��ninen on taaksep�in avoin normaalin kartiolla oleva elementti, sille tulisi j�rjest�� erillinen kotelo parhaan tuloksen aikaansamiseksi. Joissain tapauksissa sama kotelokin toimii kohtuullisesti, mutta ei koskaan ideaalisesti.
Perustoiminnaltaan suljettu kotelo todellakin vastaa ��retonta levy�, joka est�� t�ydellisesti elementin edest� ja takaa tulevien ��nien akustisen oikosulun. T�m�n vuoksi suljetusta kotelosta k�ytet��n my�s nime� infinite baffle.
Suljettu kotelo muuttaa kaiutinsysteemin parametreja elementin vapaan ilman parametreista, koska k�yt�nn�n kotelo ei ole ��rett�m�n suuri. Kotelossa olevan elementin j�ykkyyteen pit�� lis�t� kotelon ilmajousen j�ykkyys. T�m� aiheuttaa resonanssitaajuuden nousun ja Q-arvon kasvun.
Jos ylikorostunutta bassotoistoa ei saa kaiuttimen siojoittelulla kuriin, voi refeleksiputken tukkiminen olla varteenotetava vaihtoehto bassojen vaimentamisessa.
Refeleksiputken tukkiminen vaikuttaa taajuusvasteeseen eniten kotelon viritystaajuuden ymp�rist�ss�. Jos kaiuttimen viritystaajuus on noin 50 Hz paikkeilla, vaikuttaisi putken tukkiminen eniten bassoihin noin taajuusalueella 35-79 Hz. Putken tukkimisella saatava bassovaimennus riippuu olosuhteista, mutta se voi olla jopa 6 desibeli�. Edell� mainitun taajuusalueen alapuolisten taajuuksien taso sen sijaan hieman kasvaa kun refeleksiputki suljetaan.
Refelekiputken aukon voi tutkkia monella tavalla. Yksi hyv� tapa on kiert�� vaahtomuovista tiukka rulla, joka ty�nnet��n refeleksiputken sis��n.
Refleksiputken tapauksessa on melkolailla sama onko putki sijoitettu kotelon etu- vai takapuolelle. Niill� taajuuksilla, joilla refleksiputkesta on jotain iloa on kaiutin kuitenkin melkolailla ym�ris�teilev�. Kun kaiuttimen mitat ovat aallonpituuden luokkaa tai sit� pienemm�t on suuntavuudella toki merkityst�. Kuitenkin esim. 100 Hz taajuudella yksi aallonpituus on 3,4 m ja k�yt�nn|ss� bassorefleksirakenne vaikuttaa vasta reilusti t�m�n taajuuden alapuolella, joten kaiutinkaapin pit�isi olla todella valtavan (pakettiauton kokoisen), jotta asialla olisi merkityst�.
Refleksiputken toiminnan kannalta ei ole merkityst�, onko se kokonaan, osittain tai ei ollenkaan upotettu koteloonsa. Refleksikotelo toimii Helmholtz-resonaattorina, joka voidaan ajatella massa-jousi-systeemiksi, niin, ett� kotelossa kokoonpuristuva ilma vastaa jousta ja refleksiputkessa oleva ilma taas vastaa sit� massaa.
Ainakin teoriassa, jos refleksiaukko on mitoitettu liian pieneksi ja siin� syntyy erilaisia korkeataajuisia (ja siten suuntaavampia) h�iri���ni�, voi jopa olla edullista suunnata refleksiaukko pois kuulijan suunnalta, jolloin korkeampien taajuuksien suuntaavuuden ansiosta niiden voimakkuutta saadaan vaimennettua.
Nyrkkisaant�na ainakin putken halkaisijan verran ja aivan minimiss��nkin ainakin s�teen verran.
Vaahtomuovi suurentaa kotelon tehollista tilavuutta, sit� mink� elementti tavallaan n�kee, eik� suinkaan pienenn� sit�. Subbari ei muuten tarvitse oikeasti mit��n vaimennusainetta, t�m� on yleisesti v�h�n tiedetty asia. Matalat taajuudet, joita subbari toistaa, eiv�t j�� kotelon sis��n seisovina aaltoina eiv�tk� heijastu kartion l�pi ym, mit� k�y keskitaajuuksille. Miksi subbarikotelon voi t�ytt�� vaahtomuovilla, on juuri se tilavuuden n�enn�inen kasvaminen. Refleksiputki ei tietenk��n saa menn� umpeen, jos kyse on refleksikotelosta.
Kaiuttimien ja subbareiden rakentelusta kiinnostuneiden kannattaa katsoa JL Audion webbisivuja josta l�ytyy kattavat ohjekirjat kotelon kokoamiseen, johdotuksiin, eri kotelotyyppien hyv�t ja huonot puolet ja paljon muuta. Sivut l�ytyv�t osoitteesta http://www.jlaudio.com/. Speaker Building Page sivulta osoitteesta http://www.speakerbuilding.com/ l�ytyy paljon tietoa yksityisten henkil�iden omista kaiutinprojekteista.
Helpoimmin dipolikaiutitmen rakentaa kahdesta vanhasta kaiuttimesta. N�ist� saa dipolikaiuttimen kun asettaa kaiuttimet vastakkain ja k��n�� toisen johdon toisinp�in.
Kaiutinsuunnittelu ei ole erityisen suoraviivaista puuhaa. Ensin pit�� ymm�rt� peruasiat ja saada ne kuntoon, mik� j�lkeen pit�� viel� viritt�� ja viritt�� ett� p��st�� hyv��n tulokseen.
Hyvin onnistuneissa kaiuttimissa on eritt�in monta asiaa otettu huomioon. Esimerkiksi perinteisen vapaakentt�vasteen lis�ksi my�s teho- ja vaihevasteiden pit�� olla kunnossa. Heijastukset niin kotelon reunoista kuin sis�ll�kin pit�� saada minimoitua eik� itse kotelo saisi soida elementtien lis�n�.
K�yt�nn�ss� hyv�n kaiuttimen saa aikaan ainoastaan ensin hyvin suunnittelemalla, kokeilemalla ja parantelemalla. Kokeilussa ovat tarpeen hyv�t mittalaitteet, jotta pystyy l�yt�m��n mik� oikeastaan kaiuttimessa on vialla ja korjaamaan sen seuraavassa versiossa.
Ennen oman kaiuttimen suunnittelun aloittamista kannattaa tutustua valmiisiin kaiutinrakennuohjeisiin ja ymm�rt�� mill� perusteilla ne on suunniteltu. Pekka Tuomelan 'Rakenna Hifikaiuttimet' -kirjoja kannattaa palarata ahkerasti ja k�yd� katsomassa kaiuttimien rakennusohjeita osoitteesta http://www.speakerbuilding.com/. Niist� l�ytyy my�s jonkin verran tietoa valmiiden rakennusohjeiden tueksi. Vance Dickansonin 'The Loudspeaker Desing Cookbook' on yksi alan tunnetuimpia teoksia - olkoonkin, ett� kertoo monesta asiasta sekin vain pintapuolisesti.
Passiivisuotimen rakentaminen on teoriassa hyvin yksinkertaista, mutta k�yt�nn�ss� aikamoista salatiedett�. Kaiuttimen k�ytt�ytyminen lopullisessa sijoituksessaan on aina jonkin verran erilaista kuin datalehdell� kerrottu ja ideaalitilanteessa on laskettu. Parasta on siis hankia aihetta k�sittelev�� kirjallisuutta ja varautua tustustumaan useisiin matemaattisiin kaavoihin sek� harrastamaa kokeilua.
Jokosuotimen suunnittelussa riit�, ett� pelk�st��n jaat tietyt ��nialueet tietylle kaiuttimille, vaan eri elementeille menevien signaalien voimakkuussuhteet sek� vaiheet t�ytyy my�s olla kohdallaan. Lis�ksi kotelon t�ytyy olla oikeaoppisesti suunniteltu ja elementtien suuntaavuus t�ytyy ottaa huomioon.
Peruskaavoillakin saa kuitenkin suojattua elementit palamiselta (diskantit jne.) ja jonkinlaista taajuusjakoakin. Jollet ole varautunut opettelemaan kaikkea t�t� (ja paljon lis��), niin hanki rakennussarja tai valmiit kaiuttimet.
Vastusten yleisin k�ytt| jakosuotimessa on elementtien herkkyyserojen tasaamisessa, mutta niit� saattaa l|yty� mm elementtien impedanssin tasauspiireist�, erillaisista taajuusvasteen tasaamiseen k�ytetyist� resonanssipiireist� tai viivepiireist�.
Kaiutinkotelon etulevyn mitat vaikuttavat keski��ni- ja diskanttialueen toistoon. Etulevyjen mittojen lis�ksi tilanteeseen vaikuttaa voimakkaasti my�s etulevyss� olevien kaiutinelementtien sijoittelu siihen. Joissain kaiuttimien eulevyiss� k�ytetty kaiutinelementtien ep�symmetrisen sijoittelun tarkoituksena on diffraktion v�ltt�minen k�ytt�m�ll� erisuuruisia et�isyyksi� elementist� kotelon reunoihin, jolloin ne tasoittuvat. T�h�n tilanteeseen auttaa my�s kapea etulevy ja reunojen py�ristykset, mutta ei niin paljon kun elementtien sujoittelu.
Elementtien keskin�inen et�isyys vaikuttaa elementtien yhteisesti toistaman taajuusalueen toistoon ja vaiheeseen. T�h�n vaikuttaa my�s jakotaajuus ja suodattimen jyrkkyys.
Jakosuodin suunnitellaan elementtien impedanssien mukaan, eli elementit voivat olla eri impedanssisia kunhan suodatin on t�ll�ist� tilannetta varten. Jakotaajuus ei ole suunnitellun kaltainen, jos valmiiseen 4 ohm elementeille suunniteltuun suotimeen laitetaan 8 ohm elementti tai toisin p�in.
Kaiuttimen diskanttitoistoa voi jonkin verran vaimentaa laittamalla diskanrttielementin kanssa sarjaan sopivan signaali vaimentavan sarjavastuksen. Pelkk� yksinkertainen sarjavastus kyll� vaikuttaa kaiutinsysteemin taajuusvasteeseen useallakin tavalla (mm. elkuper�inen jakosuodin on tehty toimimaan elementin imepdanssilla oikein, jos impedanssi kasvaa niin jakotajuudetkin muuttuu yleens� siin� samalla). Jos tavittava vaimennus on hyvin pieni (desibelin tai pari), niin yksinkertainen sarjavastus toimii yleens� ihan kivasti.
Isommilla vaimennuksilla selv�sti parampaan tulokseen p��st��n seuraavanlaisella ratkaisulla:
----- diskantti /|
|-----| |---|r1|---------| |
(vahv.) |jako-| | \|
|-----|suod.| |r2| |
| ----- | |
--- --- ---
Kytkenn�n komponentit voidaan mitoittaa 8 ohmin elementille seuraavan taulukon avulla:
vaimennus dB R1 ohm R2 ohm 1 0,87 66 2 1,65 31 3 2,34 19,4 4 2,95 13,7 5 3,5 10,3 6 4 8 7 4,4 6,5 8 4,8 5,3 9 5,2 4,4 10 5,5 3,7T�ll�inen kytkent� pit�� jakosuotimelle n�kyv�n impedanssin vakiona ja pyrkii pit�m��n diskanttielementille n�kyv�t impedanssitkin mahdollisimman pienin�. 4 ohmin elementi� k�ytett�ess� edell� olevassa taulukossa esitetyt vastuarvot puolitetaan.
Joistain kaiutintarvikeliikkeist� on my�s saatavana erikoispotentiometreja diskantin tason s��t��n. N�m�kin potentiometrit on tehty niin, ett� ne pyrkiv�t pit�m��n impedanssit mahdollisimman vakiona, mutta vaimennusta voi s��t�� laajalla alueella.
Kaiutinten suunnitteluohjelmista on suositeltu ainakin seuraavia PC-ohjelmia (DOS tai Windows):
Kaiki n�m� on saatavissa ilmaiseksi verkosta, monet ohjelmista on ladattavissa useammaltakin hifiaiheiselta sivulta.Ljudialla on sivuillaan on-line toimiva Javapohjainen ISD-niminen kaiutinkotelon mitoitusohjelma osoitteessa http://www.ljudia.fi/fi/teknik/isd/index.html. T�ll� onnistuu ainakin subbarikotelon mitoittaminen n�pp�r�sti. Samaisella ohjelman tekij�ill� on omat kotisivut osoitteessa http://www.linearteam.dk/, mist� l�ytyy my�s Windows-versio t�st� samasta ohjelmasta. Seuraavassa selityksi� ohjelmassa k�ytetylle lyhenteille, koska ne voivat h�mm�stytt�� ensikertalaista k�ytt�j��:
Lis�� linkkej� kaiutinsuunnitteluohjelmiin l�ytyy osoitteesta http://www.epanorama.net/audiospeakers.html.
Ennen kuin suunnitteluun ryhtyy pit�� tietenkin tiet�� mill� aluella kyseinen elementti toimii, eli onko kysess� basso, keski��ni vai diskanttielementti. Jos suunnittelet useamman elementin kaiuttimia, niin elementin impedanssien ja herkkyyksien arvot tulisi tiet��.
Bassolementille koteloa suunnitellessa elementist� pit�isi tuntea mielell��n sen kaikki Thiele-Small-parametrit. V�hint��n pit�isi tuntea elementin ekvivalenttitilavuus (Vas), resonanssitaajuus (Fs) ja resonanssin hyvyysluku (Qts). Ilman n�it� tietoja suunnitteluohjelmia ja kaavoja ei pysty k�ytt�m��n. Jos elementtisi tietoja ei ole saatavana, niin sitten ne on selvitett�v� itse mittaamalla.
Vas, Fs ja Qts on kaiutinelementin ominaisparametrit, jotka on kaiutinelementiss� k�yt�nn�ss� tunnettava, jotten kaiutinelementille voisi ruveta mitoittamaan hyv�� koteloa mill��n suunnitteluohjelmalla tai muulla laskennallisella menetelm�ll�.
Kaiutinelementin resonanssin kokonaishyvyysluku kuvaa l�hinn� kaiuttimen resonanssin voimakkuutta. Ekvivalenttitilavuutta (Vas) tarvitaan kotelon mitoituksessa, ja tyypillisesti mit� isompi Vas on, sit� isompi kotelo tarvitaan. Ilman koteloa auton hattuhyllyyn asennettavien elementtien Vas on yleens� suuri (yli 200 litraa). Sen sijaan pieneen suljettuun koteloon sopivan 10 tuuman elementin Vas ob yleens� 65-90 litraa. Elementin resonanssitaajuus kertoo elementille ominaisen resonanssitaajuuden vapaassa tilassa. Pieness� kotelossa yhdistelm�n kotelo+elementti resonanssitaajuus nousee. Resonanssitaajuuden alapuoliset taajuudet vaimenevat nopeasti (tyypillisesti noin 15 dB/oktaavi).
Jos sinulla sattuu olemaan kaiutinelementti, jonka parametreja ei ole saatavissa, niin sitten ne on mitattava itse tai et muuten pysty k�ytt�m��n muuta kun yritys ja erehdys-menetelm�� kotelon suunnittelussa. Tietoa kaiutinelementin parametrien mittamisesta l�ytyy osoitteesta /docs/audio/speaker_parameters.html.
Paras kotelotyyppi selvi�� kaiutinelementin Thiele-small-parametereista
arvioimalla ja sitten suunnittleuohjelmalla kokeilemalla mik� on paras
ratkaisu koteloksi. K�tev� nyrkkis��nt� saadaan laskemalla seuraava arvo:
EBP = Fs / Qes
Jos EBP on selv�sti yli 100, kannattaa tyypillisesti k�ytt�� refleksikoteloa tai
bandpass-koteloa suljetun kotelon sijasta.
Amerikkalaisissa kaiutinelementeiss� ja kotelonmitoitusohjeissa kotelon tilavuudet ilmoitetaan yleens� kuutiojalkoina. T�m� tilavuus on helppo muuttaa litroiksi, kun tiedet��n, ett� yksi kuutiojalka on noin 28.3 litraa. Jos haluat laskea tarkempia arvoja, niin voi tehd� sen itse kun tied�t, ett� yksi jalka on 12 tuumaa eli noin 30.48 cm.
Kartioon lis�tt�v� massa laskee elementin resonassitaajuutta (Fs), joten toisto saadaan ulottumaan alemmmaksi. Jos tarkoitus on saada elementti massaa lis��m�ll� pienemp��n koteloon, ratkaisu ei v�ltt�m�tt� toimi odotetusti. Massan lis��minen pudottaa my�s kaiutinelementin herkkyytt�, koska 'tehopainosuhde' heikkenee. Muutoksella on vaikutusta my�s muihin kaiutinelementin parametreihin: Qts arvo nousee kun massa kasvaa.
Viritystaajuus voi olla monta asiaa. Useimmiten sit� k�ytet��n refleksikotelon yhteydess�. Silloin se tarkoittaa itse kotelon viritystaajuutta, joka on refleksiputken akustisen induktanssin ja kotelon tilavuuden akustisen kapasitanssin m��r��m�.
Refleksiputken mitat ja viritystaajuus noudattavat refleksikotelossa seuraavaa kaavaa:
22700 * d^2
l = ----------- - 0,79 * d
f^2 * V
Miss�
Laskemisessa voit k�ytt�� apuna on-line refleksiputkilaskinta, jolla voit mitoittaa refelksiputken. T�m� laskin on JavaScriptiversio t��ll� esitetyst� kaavasta.
Refleksiputken tilavuus ei kuulu resonanssipiiriss� kotelon tilavuuteen, olipa se mink� kokoinen tahansa (se kuuluu refleksiputken "jousivakioon"), joten jos oikein tarkkoja haluttaisiin olla, niin putken tilavuus pit�isi putkea laskettaessa v�hent�� kotelosta. Refleksiputken tilavuus verrattuna kotelon tilavuuteen on useinmiten niin pieni, ett� viritystaajuus ei k�yt�nn�ss� muutu miksik��n, vaikka sen osuutta ei huomioitaisi mitenk��n. Eli jos putkesi on kovin iso, niin parasta huomioida sen tilavuus, muussa tapauksessa j�t� huomiotta.
Refeleksiputken sis�l�pimitta vaikuttaa resonanssitaajuuteen. Jos kaksi eri kaiutinta on rakennettu eri kokoisilla refeleksoputkilla jotka on viritetty samalle taajuudelle, niin silloin ne toimivat pienill� ��nenvoimakkuuksilla samalla tavoin. Voimakkailla ��nenvoimakkuuksilla ja bassovoittoisella materiaalilla tuo ohuempi refleksiputki on huonompi, koska siin� liikkuvalle ilmalle tulee suurempi liikkumisnopeus, mik� voi aiheuttaa virtaus��nien syntymist� refleksiputkeen.
Jos kotelosi ei ole aivan valtavan suuri (p��mitat metrej�) ja viritystaajuutesi on alhainen (alle satoja Hz), niin refleksiputken paikalla elementtiin n�hden ei juuri ole merkityst�.
Mittatikkuna merkitykselle voit pit�� ��nen aallonpituuden nelj�nnest� et�isyyten� refleksiputken ja elementin v�lill�. Jos et�isyys on t�t� luokkaa tai enemm�n, niin sitten sijoituksella voi olla jo merkitt�v�� vaikutusta. Pienemmill� et�isyyksill� ei refleksiputkensijoitus suuremmin vaikuta kaiuttimen toimintaan. ��nen aallonpituuden voit laskea yht�l�st� l = v / f, miss� v = ��nennopeus ilmassa (noin 340 m/s) ja f on ��nen taajuus.
Refleksiputken tulisi olla l�himm�st� sein�st� tai elementist� v�hint��n refelksiputken halkaisijan matkan p��ss�. Koska refleksiputken on tarkoitus esitt�� erillist� induktanssia (massaa) ja kotelo kapasitanssia (jousta) on t�rke��, ettei elementti hengit� aivan suoraan refleksiputkeen. Koska suuntaavuutta ei matalilla bassotaajuuksilla esiinny, riitt�� kun putken p��n ja kalvon v�liin j�� putken tai elementin halkaisijan verran matkaa (isomman mukaan). Jos et�isyytt�� elementin ja refleksiputken v�liss� on liian v�h�n on mahdollista, ett� takertunut massa p��see livahtamaan suoraan elementist� putkeen ja toisaalta putki alkaa lis�t� elementin liikkuvaa massaa.
Refleksiputken p��n muoto vaikuttaa ilman virtaukseen putken p��ss�. Normaalissa suorap�isess� putkessa putken efektiivinen pituus on noin itse putken pituus + suorissa p�iss� puolet putken halkaisijasta.
Py�ristetyll� p��ll� pyrit��n v�hent�m��n turhia py�rteit� ilmavirrassa. Nuo py�rteet taasen aiheuttavat mm. sivu��ni�. Py�ristetyill� putken p�ill� voidaan v�hent�� refleksiputken p��ss� kovilla virtausnopeuksilla syntyv�� haitallista turbulenttista virtausta. Koska turbulenttista virtausta esiintyy refleksiputken kummassakin p��ss�, kannattaa py�ristys laittaa refleksiputken kumpaankin p��h�n, jos sit� meinaat k�ytt��.
Jos putken p��t on py�ristetty, niin p�iden vaikutus efektiiviseen putken pituuteen on tyypillisesti efektiivist� putken pituutta lyhent�v�. Jos k�yt�t t�ll�ista py�ristetty� teollisesti valmistettua refleksiputkea, niin pyyd� tarkemmat tiedot tuotteen myyj�lt�, maahantuojalta tai valmistajalta. Yleensa putken valmistaja ilmoittaa miten putken pituus lasketaan.
K�yt� samaa pituuden laskukaavaa kuin yhdellekin putkelle. Pienempien putkien poikileikkauspinta-alojen summan on oltava saman suuruinen, kuin mik� olisi yhden putken poikkileikkauspinta-ala. Eli lasket kuinka ison putken halkaisijaa kahden putken yhteenlaskettu poikkipinta-ala vastaa.
Yhden putken sijaan voinee k�ytt�� nelj�� putkea ilman ongelmia. Kovin pienill� putkilla suhteellinen vastus kuitenkin kasvaa yhteen isoon putkeen verrattuna.
Refleksiputken poikkipinnan muodolla pieni merkitys. Surakulmaisen putken tehollinen pinta-ala on pienempi kuin py�re�n, joten putken pinta-alaa pit�� suurentaa hiukan. N�in ollen voit k�ytt�� suorakulmaiselle kanavalle samoja kaavoja kuin normaalillekin refleksiputkelle, kun pid�t pituuden pituuden samana ja my�s poikkileikkauksen pinta-alan samana. Jos kanavasta tulee hyvin littana tai ahdas, niin niin poikkeileukkausen muodon merkitys on hyvin mit�t�n. Yleisesti ottaen poikkileikkausta ei kannata tehd� litte�mm�ksi kuin yhden suhde yhdeks��n, jotta putki toimisi lasketulla tavalla.
Refleksiputken ominaisuuksiin vaikuttavat sen pituus, (tehollinen) poikkipinta-ala sek� siin� virtaava kaasu (ilman ominaisuudet muuttuvat kosketuden ja l�mp�tilan mukaan).
Muovinen viem�riputki sopii oikein hyvin refleksiputken materiaaliksi. Uponalin viem�riputkea saanee ainakin noin 1,5" 2" 3" 4" 5" 6" halkaisijoilla tai vastaavilla (tarkista saatavuus ja tarkat mitat l�himm�st� rautakaupasta).
Jos meinaat tehd� taivutetun putken, niin ei kannata k�ytt�� valmista viem�riputken kulmaa miss� on ter�v� kulma "sis�kaarteessa". Ter�v� kulma aiheuttaa, ett� putki suhisee isommilla ��nenpaineilla.
T�ss� tilanteessa on muutamia mahdollisuuksi. Yksi mahdollisuus on laskea refleksiputken pituus pienemm�ll� putken halkaisijalla, jolloin putkesta tulee lyhyempi. Toinen mahdollisuus on taivuttaa refleksiputki sellaiseksi, sen saa mahtumaan koteloon. Putkea taivuttaessa kannattaa tehd� loivia taitoksia, ett� ei tule turhia turbulensseja refleksiputkeen aiheuttamaan h�iri���ni�.
Jos refelksiputki on pitk� verrattuna toistettavan ��nen aallonpituuteen voi refelksiputki toimia siirtolinjan tavoin eik� siis toimi refleksiputkena kuten pit�isi. Yleens�kin kannattaa pit�� refleksiputken maksimipituus kahdeksasosa-aaltoa lyhyemp�n� basson k�ytt�alueella, mik�li suinkin mahdollista.
T�llainen konstruktio on t�ysin mahdollinen. T�ll� j�rjestelyll� ei ole vaikutusta kotelon viritykseen, kunhan muistaa ett� putken ulkonema ei en�� vaikuta kotelon tilavuuteen (Se osa putkestahan joka menee kotelon sis�ll� pienent�� kotelon tilavuutta). Ulosp�in menev�� putkea sentaessa kannattaa ottaa huomioon, ett� refleksiputken toteutus on samaan tapaan kuin normaalissa refleksiputkessa, eli toinen putken p�� l�htee kotelon pinnasta (sama onko se sis�- vai ulkopinta.
Passivielementin tulisi olla pinta-alaltaan mahdollisimman suuri, mieluimmin suurempi kuin aktiivinen elementti. Laaja kartion liikerata on eduksi. N�m� asiat on yleens� otettu huomioon passivik�yt��n suunnitelluissa megneetittomissa ja puhekelattomissa elementeiss�, joita on tosin vain v�h�n markkinoilla. Passiivielementti� k�yytt�v�n kotelon suunnitteluperiaate on p��piirteitt�in sama kuin bassorefleksikotelossa: resonanssitaajuus on sijoitattava alueelle, jossa aktiivisen lementin vaste suljetussa kotelossa olisi jo selv�sti vaimentunut. Passivielementin viritystaajuus kannattaa olla yleens� matala, koska vaste laskee voimakkaasti viritystaajuuden alapuolella. Passiivielementin viritystaajuutta on mahdollista laskea kiinnitt�m�ll� kartioon lis�massaa.
Kaiutinkotelon pinnoittaminen riippuu omista vaatimuksista, k�ytetyst� kotelomateriaalisja ja paljonko vaivaa hommaan on valmis pist�m��n vaivaa+rahaa.
Valmiiksi puukuvioilla varustetun puumateriaalin (liimapuu, lauta, vaneri) voi hyvin tasoittaa ja pinnoittaa jollakin sopivalla pinnoitusmateriaalla. Hyv� vaihtoehtoja t�h�n ovat lakkaus, l�pikuultava maali, petsaaminen ja puuvaha. Jos puukuvioiden ei tarvitse n�ky�, niin umpinaisempikin maalaus toimii.
Jos kotelon tekee MDF-levyst�, niin yksi hyv� pinnoitusmateriaali on maalata kotelo sopivalla maalilla. Lastulevylle on hankalampi tehd� siisti� maalausta, mutta voi senkin maalata jos ei vaadi ihan tasaista pintaa. Jos haluat puukuviot MDF- tai lastulevykoteloon, niin sitten hyvin� pinnoitusmahdollisuuksina on puuj�ljitelm�vuovin k�ytt� tai pinnan viiluttaminen. Helpoimmalla puun n�k�isen pinnan teet puuj�lmitelm�muovilla (t�t� monet halvemmat tehdaskaiuttimetkin k�ytt��). Liimapinnalla varustetta puuj�ljitelm�muovia saa rautakaupoista sek� joistain kirjakaupoista. T�ll�inen muovi pysyy hyvin kiinni jos vaan osaa taittaa sen reunat oikein. Puuj�ljitelm�muovin hintaluokka on noin 3-7 euroa metrilt� (saatavana yleens� 50-70cm levyisen�).
Kotelon pinnan viiluttaminen on sitten oma taiteenlajinsa, joka vaatii oikeat tekniikat ja hiukan harjoittelua hyv�n tuloksen aikaansaamiseksi.
Kaiutinkotelo kannattaa rakentaa siten, ett� sen sein�t eiv�t p��se v�r�htelem��n. Kaiuttimessa kaiutinelementin pit�isi tuottaa ��nt�, ei kotelon. Kannattaa tehd� sellainen kotelo, ett� nyrkill� koputtaessa se ei soi sitten patkaakaan (kun kalliota hakkaisi). Matalilla taajuuksilla kotelon sein�mien j�ykkyys on t�rkeint�. Subbari syntyy vaikka 22mm (tai paksummasta) vanerista tai lastulevyst�, kunhan sein�m�t j�ykistet��n riitt�v�ll� m��r�ll� tukia.
Usein kaiutinkoteloihin suositellaan MDF-levyn (medium-density fibreboard) k�ytt�mist�, mutta MDF on yleisnimitys levyille ja niita on monenlaisia: Osa on parempaa vaneria ja osa taas on lastulevya. Yleisestiottaen MDF-levy on hyv� kotelomateriaali. Sit� on helppo ty�st�� ja huomattavasti kest�v�mp�� ja tiiviimp�� kuin lastulevy. Kuutio MDF-levy� painaa noin 800-900 kg.
MDF-levy� ty�stett�ess� kannattaa huolehtia riitt�v�st� hengityssuojauksesta, koska hieno paljon liima-aineita sis�lt�v� puup�ly ei ole terveellist� hengitett�v��.
MDF-levyn voi pinnoittaa hyvin monella tavalla. Tyypillisimm�t lienev�t maalaaminen, viiluttaminen tai kangasmateriaalilla p��llyst�minen (autok�yt�ss� subbarikotelo). Hyv� vaihtoehto on my�s Osmo (kirkas tai kirsikka) -puuvaha, joka antaa hyv�n pinnan MDF:lle, kunhan muistaa hioa ensin tarpeeksi hienolla hiontapaperilla.
Hintaluokka 22 mm MDF-levylle puutavaraliikkeess� valmiiksi sahattua on noin 16 euroa/m^2. Monista puutavaraliikkeist� ei saa MDF-levy� pieniss� eriss� (pit�� ostaa koko noin 4 m^2 levy), joten varaudu pieneen etsint�kierrokseen oman alueesi puutavaraliikkeiss�. Lis�tietoa MDF-levyst� l�ytyy osoitteesta http://www.diyloudspeakers.org/faqs/mdf.html.
Halvin materiaali koteloon on lastulevy. Siit�kin saa tukevan kotelon kun k�yt�� riitt�v�n paksua levyj�. Lastulevykotelon pinnan saaminen siistiksi on hankalaa, ellei sit� villuta tai muuten p��llyst�. Lastulevy� ei oikein kannata ruveta maalaamaan, koska silla kun on paha tapa "nostaa karvat pystyyn". Lastulevy kannattaa aina suojata ainakin nurkista ja mielell��n my�s reunoistaan esim. metallilistalla, koska lastulevy on melko haurasta ja "purkaantumiselle" altista jos siihen tulee painuma.
Vaneri sopii hyvin my�s kaiutinkoteloihin, ja sit� k�ytet��n paljon esimerkiksi PA-kaiuttimien kotoloissa, joiden pit�� kest�� kovaa k�ytt��. Vaneri on hyv��, koska se tarjoaa suuren jaykkyyden ja vaimennuksen. Vanerin huonona puolena on levyn aika kallis hinta.
Perusperiaatteena on ett� kaiuttimien rakennusmateriaalin tulee olla mahdollisimman j�ykk�� painoonsa n�hden. T�m� siksi, ett� j�ykkyys pienent�� v�r�htelyn amplitudia ja massan v�hyys merkitsee v�hemm�n sitoutunutta energiaa, eli lyheyemm�t j�lkiv�r�htelyt. Jos aine viel� olisi h�vi�llist� olisi tietysti hyv�, mutta t�m� vaatimus on yleens� ristiriidassa j�ykkyysvaatimuksen kanssa.
Lastulevy on huomattavasti halvempa kuin MDF/HDF levyt, se lienee ensimm�inen suuri ero. MDF on selluloosakuidusta valmistettua suuressa paineessa (HDF hyvin suuressa) pr�ss�tty� levy�. MDF on tiukemmasta rakenteestan johtuen j�ykemp�� kuin lastulevy.
Sek� MDF-levyst� ett� lastulevyst� saa molemmista saadaan tukeva kaiutinkotelon kun tehd��n kotelon rakenteesta tuleva (riitt�v� m��r� tukia sis�lle). Vaikka lastulevy ei olekaan yht� vahvaan kuin MDF-levy, niin sit� voi hyvin k�ytt�� subbariboksissa (ainakin kun k�ytt�� kunnollisia sein�m�vahvuuksia). Lastulevyn viimeistely tuottaa enemm�n t�it� kuin MDF-levyn, koska partikkeliboardilla on ihastuttava tapa 'nosta karvat pystyyn' kun siihen sutaisee maalia p��lle.
MDF-levyn kittaamiseen sopii liiman ja MDF-levyn hiontap�lyn sekoitus. Kun sekoitat puuliimaa ja MDF-hiontap�ly�, saat aikaan kitti�, joka muistuttaa kuivuttuaan ominaisuuksiltaan hyvin paljon MDF-levy�.
Puu soveltuu erinomaisesti kaiuttimien rakennusmateriaaliksi. Puu on hyvin j�ykk�� painoonsa n�hden ja siit� voi siksi valmistaa koteloita, jotka ovat j�ykki� ja samalla sitovat v�h�n energiaa. Rakennettaessa puusta on kuitenkin muistettava, ett� puu el�� kosteuden mukaan, mik� voi aheuttaa puun halkeilua jos kotelo ei ole oikein kasattu.
Puun el�minen syitten poikkisuunnassa on voimakasta kun kosteusolot vaihelevat. El�minen syitten suunnassa on eritt�in v�h�ist�. Sis�tiloissa on tyypillisesti huomattavan paljon kuivempaa talvella kuin kes�ll�. Samoin kannattaa ottaa huomioon ett� kotelonrakentamisessa k�ytetty puumateriaali ei aina ole ostettaesssa aivan kuivaa.
Kun tekee kaiuttimia (tai huonekaluja yleens�) kannattaa seurata s seuraavia ohjeita:
Vaikka v�itet��n ettei m�nty sovellu sen kuivumisen, halkeamisen ja el�misen vuoksi kaiuttimiin, on siit� mahdollista tehd� toimivat kaiutinkotelot kun tekee ne oikein. Hyv��n tulokseen p��st�ksesi k�ytett�v�n puumateriaalin tulee olla rutikuivaa (kuivempaa kuin "huonekalukuiva"). Kannattaa my�s varmistaa, ett� koko k�ytett�v� puuer� on varastoitu riitt�v�n kauan yhdess�, jolloin sen kosteusprosentti on sama. Kannattaa varoa, koska rautakaupat ja jotkut puukaupatkin myyv�t liian m�rk�� puuta. Varminta on ostaa muoviin pakattua ensimm�isen luokan puuta. M�ntypuun kuivuminen on perin voimakasta, joten kostea liimalevy alkaa hetken p��st� k�pristell� ja edess� on loputon uusintahiomisten taival. Suurin heikkous m�nnyss� on sen pinnan arkuus kolhuille.
Muista ett� puu el�� sit� enemm�n mit� enemm�n sen kosteus p��see vaihtelemaan,�l� j�t� kaiuttiimiasi sellaiseen s�ilytyspaikkaan jossa ne p��sev�t havaittavasti kostumaan (esimerkiksi talveksi m�kille).
M�nty on ��nellisess� mieless� koivua parempi, koska se on j�ykemp�� painoonsa n�hden. Koivun etuja ovat kovempi pinta ja peinempi el�minen kosteuden takia. Suurin ongelma koivun k�ytt�misess� kaiutinkotelon materiaalian on hyv�n liimakoivun heikko saatavuus.
Kaiutinkotelon voi tehd� aivan hyvin betonista. Betoni on painava ja j�ykk� materiaali, joten sit� syntyy helposti massiivinen kotelo. Betonin er��n� ongelmana kaiutinkotelomateriaalina on, ett� betonilla on aika korkea Q-arvo. T�st� syyst� sein�mist� tulisi tehd� todella paksu (ainakin 3-5 cm), ett� kotelo ei j�� soimaan. N�in kotelosta tulee helposti hyvin painava.
Itse kotelon rakentamisen kannalta betonissa on monia haittapuolena vaike ty�st�minen: tarvitaa valumuotit, valaminen sottaista ja valun j�lkeen ty�st�minen ty�l�st�. Helpoin ehk� tehd� puolikkaasta muotti, valaa kahtena puolikkaana ja lopuksi yhdist�� puolikkaat juottamalla tms. luotettavalla menetelm�ll�. Toinen vaihtoehto on muotti jonka sis�ll� on sis�muotti joka sitten puretaan elementinrei�st� pihalle (tai liuotetaan pois jos sis�muotti on tehty styroxista). Koko betoninen kaiutinkotelo pit�� muistaa raudoitaa kunnolla, koska muuten koko komeus ei siirrossa pysy koossa. Raudoituksena voi k�ytt�� esimerkiksi 3-5 millist� rautaa rungoksi ja kanaverkkoa tms. muutama kerros muodon tekemiseen. Lis�ksi jos haluaa betonikotelostaan v�h�nkin kauniin n�k�isen, joutuu pinnoittamisessa n�kem��n paljon vaivaa.
Jotkut kaiutinharrastajat ovat tehneet kaiutinkoteloita betonista, joten homma on toteutettavissa. Jos haluaa kohtuuty�ll� p��st�, niin kannattaa my�s harkita josko jotian valmista betonivalutuotetta pystyisi soveltamaan kaiuttinkotelona (esimerkiksi betoninen putken p�tk�).
Vaimennusaineesta on hy�ty� koska se vaimentaa koteloon sis�lle syntyvi� seisovia aaltoja jotka muuten v��rist�isiv�t kaiuttimen toistoa. Vaimennusainetta tarvitaan kaiuttimessa, jos sen kotelon sis��n mahtuu seisovia aaltoja sen toistamalla taajuusalueella.
Yleisesti k�ytettyj� ovat vaahtomuovit ja polyesterivanu. Monet kotirakentajat k�ytt�v�t t�h�n tarkoitukseen myyt�v�� polyesterivanua. Patjak�ytt��n tehty� vaahtomuovia voi my�s k�ytt�� vaimennusianeena.
Lasivillaa/vuorivillaakin voi k�ytt�� hyvin suljetuissa koteloissa. Refeleksikotelossa lasi/vuorivilla ei ole terveyssyist� hyv�, koska villap�ly� p��see n�in helposti huoneilmaan. Esimerkiksi lasi/vuorivillaa ei saa ty�maillakaan k�sitell� ilman hengityssuojaimia. T�ll�inen lasivilla pit�isi pussittaa, ett� p�lin� ei k�visi refleksiaukosta tai lasinhippuset menisi huonolla s�k�ll� elementin ilmarakoon.
Suljettu kotelo t�ytet��n yleens� mielell��n kokonaan vaimennusaineella. Refeleksikotelossa yleens� noin puolet kotelosta ja putken suun ymp�ris� pit�� j�tt�� kunnolla vapaaksi.
Yl�jyrsimell� voi tehd� sopivan upotuksen kaiutinelementille. Paras tulos syntyy k�ytt�m�ll� sopivaa sapluunaa jonka mallin mukaan jysrsint� suoritetaan, mutta voi tuon tehd� my�skin k�sivaraisesti kun kappaleeseen piirt�� selv�sti mist� pit�� jyrsi�. Kunnillisen yl�jyrsimen ja siihen tarvittavien lis�tarvikkeiden hinta on helposti pari sataa euroa, joten se on hiukan turhan kallis hankinta pelk�st��n yht� projektia varten. Markkinoilla on olemassa nyky��n my�s halpaversioita yl�jyrsimist� jopa selv�sti alle 100 eurolla, laatu n�iss� sitten vaihtelee. Jos tarvitset upotuksia yhteen kaiuttimeen, niin kannattaa kysell� puusep�nliikkeist� paljonko tarvittavien upostusten tekeminen meksaisi (t�llaiset pikkuhommat maksanevat ehk� satasen tai pari).
Toinen tapa toteuttaa upotus: teet etulevyyn ensin rei�n, joka on samankokoinen kuin elementin vaatima l�pi ja sitten jostain ohuemmasta levyst� (samanpaksuinen kuin elementin upotussyvyys+tiiviste) etulevyn kokoisen palan jossa on upotuksen kokoinen reik� samalla kohtaa. Sitten vaan liimaat levyt yhteen.
Suurin merkitys upotuksessa on ett� kaiuttimesta saadaan ulkn��llisesti siisti. Mill��n muilla kuin korkeimmilla diskanteilla normaalilla elementin upotuksella ei ole mit�� merkitt�v�� vaikutusta ��nenlaatuun. Subwooferk�yt�ss� upotus ei vaikuta mitek��n ��nanlaatuun.
Useimmat silikonilaadut ovat sellaisisa ett� niist� l�htee kuivuessa happamia h�yryj� (etikkahappoa), jotka haurastuttavat kaiutinelementti�. T�st� syyst� silikonia ei kannata k�ytt�� ainakaan kaiutinelementin reunojen tiivist�miseen. Muussa kotelon tiivist�misess� voi oman harkinnan mukaan yritt�� k�ytt��kin kunhan antaa silikonin kuivua kunnolla ennen elementtien asentamista paikalleen. Normaalista silikonista ei haihdu haitallisia m��ri� happoja kuin alle vuorokauden. Tuon aikaa kun jaksaa odotella, niin mit��n vaaraa ei en�� ole. Normaalia silikonia parempia vaihtoehtoja kaiuttimen tiivistysmateriaaliksi ovat esimerkiksi Acusto Seal ja vataavat kaiutinrakenteluun tehdyt aineet, jotka ovat tosin normaalisilikonia kalliimpia. Puukotelon saa usein halvemmalla tiiviksi ihan vaan Erikeeperill� (tai vastaavalla puuliimalla) ja ruuveilla.
Kahden elementin asentamista per��kk�in k�ytet��n kun haetaan pienemp�� koteloa. Kaksi samanlaista kaiutinelementti� per�kk�in vaatii ainoastaan puolet siit� kotelotilavuudesta mit� yksi n�ist� elementeist� yksin��n. T�m�n kytkenn�n ajatuksena on ett� kalvon massa tuplaantuu mutta pinta-ala pysyy samana. Elementit kytket��n s�hk�isesti rinnan ja toistavat signaalin samassa vaiheessa. Alla kuva er��st� tavasta kytke� kaksi kaiutinta per�kk�in:
____________
| ____|
| / /
| || || elementit
| \____\
| |
|kaiuttimen |
| sis�tila |
|____________|
Subwooferin bassoelementit voi my�s vaihtoehtoisesti kytke� kartiot tai
magneetit vastakkain, mutta t�ll�in t�ytyy muistaa sy�tt�� signaalit
kaiutinelementteihin vastakkaisvaiheisina (toiseen menev�t johdot
k��nnet��n).
Kotelon tilavuuden laskeminen t�llaiselle kahden elementin yhdistelm�lle on helppoa: laske kotelontilavuus yhdelle elementille ja puolita sitten saatu tulos. T�ll� kytkenn�ll� suurin saatava s�r�ytym�t�n ��nenpaine ei muutu koska t�m� viritys ei kasvata liikutettavan ilman m��r��.
Helsingiss� Suomen Hifi-Talo ja RadioDuo myyv�t Hifi-lehden kaiuttimien rakennussarjoja sek� komponentteja niihin (sek� liikkeest� ett� postimyyntin�). Ohessa liikkeiden yhteystiedot:
RadioDuo Oy Iso-robertinkatu 12 Helsinki Puh. 09-601544
Suomen Hifi-Talo Liisankatu 29 00170 Helsinki Puhelin: 09-278 2028 URL: http://www.hifitalo.fi/Tarkemmat tiedot saatavista kaiuttimista ja hintatasosta l�yt�� Hifi-lehdess� olevista mainoksista.
Hifi-lehden kaiuttimissa k�ytettyj� Seasin elementtej� voi kysell� my�s maahantuojalta, Gradient Oy:lt�, jolla on webbisivut osoitteessa http://www.gradient.fi/. Muut yhteystiedot:
GRADIENT OY Levysep�nkatu 28 04440 J�rvenp�� Puh 09 291 7875 Fax 09 291 6730
Pelk�st��n maalia vet�m�ll� et saa hyv�� j�lke� MDF-levyn pintaan. Parempaan tulokseen p��set seuraavilla vinkeill�:
Maalaustyynyn sijasta maalauksessa voi my�s k�ytt�� spraymaalia. Esimerkiksi pohjamaalaus mustalla spraymaalilla ja sen p��lle vaikka marmorisprayta, jolla saat kuvoita pintaan. Spraymaalilla maalatessa valumien v�ltt�miseksi kannattaa muistaa hillitty maalink�ytt� ja ett� pinnan olisi hyv� olla vaakatasossa.
Er�s laskutevykotelon maalaukseen annettu vinkki on seuraava: Jos rakennat kotelot lastulevyst�, niin kannttaa aluksi kitata kunnolla ja sen j�lkeen hioa pinta huolellisesti. Sitten pohjamaali pintaan, maali saisi olla mielell��n musta. Joistakin maalikaupoista ja tavarataloista saa Dupli Color merkkist� spraymaalia. Kyseinen spray on roiskemaali ja tekee pinnan rypyl�iseksi. N�in pieni� kotelon pinnassa olevia virheit� virheit� ei huomaa lainkaan ja kotelot n�ytt�v�t kauempaa katsottuna kivisilt�.
Viiluta kaiutin tavallisella viilulla, petsaa mustalla petsill� ja lakkaa lopuksi pinta. T�h�n operaatioon kannattaa varata kunnolla aikaa, koska viilutus ja laukkaus ovat aikaa vievi� operaatioita. Ja jos haluat tosihalvalla ja helposti tehdastekoisen n�k�iset kaiuttimet, osta rauta/maalikaupasta mustaa itseliimautuvaa puuj�ljitelm�muovia. Puuj�ljitelm�muovi ei ole yht� hienon n�k�ist� kuin oikea puupinta, mutta p��llyst�minen on suunnitelleen yht� helpoa kuin kirjan p��llyst�minen kontaktimuovilla. Tarvikkeita n�ihin operaatioihin saa hyvin varustetuista rautakaupoissa.
Kokeiluhaluttomille kerrottakoon, ett� viilututtaminen ei ole kovin kallista eik� vaikeaakaan. Py�kki on tavallisin viilupuu, eksoottisemmat (tammi, teak, p�hkin�puu jne) ovat hiukan kalliimpia ja hiukan huonommin saatavissa. Tavallisesti viilu on noin 0.7 mm paksua. Ohuempia ja paksumpia on olemassa, mutta niiden k�sittely on hankalampaa ja vaatii kokemusta (ja kunnon laitteet). Py�kki- ja mahonkiviilu maksaa tyypillisesti noin 3-5 euroa/m2 kun taas kalliimat viilut (p�hkin�puu) voivat maksaa 15-20 euroa/m2.
Puusenp�nliikkeess� ammattilaisen tekem� viilutus on nopea operaatio, mutta onnistuu se kotonakin jos on aikaa ja k�rsiv�llisyyt� harjoitella hommaa. Rohkeasti vain yritt�m��n. Taloudelliset tappiot ainakin j�� melko pieniksi. Itse kokeilevien kannattaa kysell� viiluja puutavaraliikkeist� tai alan verstaasta. Valitettavasti suomalaiset rautakaupat soveltuvat huonosti rakentelijalle, joka haluaa eritt�in hyv�� j�lke�, koska rautakaupat keskittyv�t talonrakentajille tarkoitettujen tuotteiden myymiseen eik� niist� tahdo yleens� l�yty� oikein kaiutinrakentajien tartisemia ty�kalyja, liimoja, lakkoja ja viiluja.
Kotelot kannattaa paklata ja hioa tasaisiksi ennen viilutusta, koska ep�tasaiseen kotelon pintaa ei saa aikaiseksi kaunista ja kest�v�� viilutusta.
Viilu myyd��n usein melko kapeina soiroina, joten niit� pit�� laittaa useampi rinnakkain. Jotta saumasta tulisi mahdollisimman huomaamaton viilut pit�� ensinn�kin valikoida syykuvioiltaan mahdollisimman toisiaan vastaaviksi ja leikata ne esimerkiksi siten, etta laittaa ne hieman limittain ja leikkaa molemmat saumat kerralla niin saa ainakin yhtenevan sauman. Viilut voi leikata ter�v�lla mattoveitsell� suorareunaisiksi. Viivaimena kannattanee k�yttaa ter�sviivainta. Suorareunaiset viilut teipataa sitten valmiiksi riitt�v�n leveiksi levyiksi esimerkiksi maalarinteipilla. (kannattaa varmistaa, ettei teippi ole liian voimakasliimaista!) Teippauksen j�lkeen voi saumaa tarkastella valoa vasten, jolloin n�kyy, kuinka suuret raot j��v�t viilujen valiin.
Yhtenev�n sauman leikkaaminen kahteen viiluun vaikeaa, koska puun syyt tahtoo vied� veitsen ter�� mukanaan ja lis�ksi ter�n pit�isi olla koko ajan tasan samassa kulmassa. Yksi mahdollisuus leikata tarkkaan yhteensopivat kahteen viiluun on teipata kaksi viilua kiinni levyyn limitt�in mahdollisimman tiekasti. Sitten viivotinta apuna k�ytt�en leikataan varovasti saumakohta. Revit��n ylim��r�iset viilut pois, teipataan saumakohta yhteen. T�m�n j�lkeen sauman n�kyv�ksi puoleksi valitaan se puoli joka oli leikkausoperaation aikana alapuolella.
Toinen mahdollisuus on tehd� yhdistett�vist� reunoista hiomalla t�r�vat siten, ett� viilu suppenee reunaa kohti vain toiselta puolelta. T�ll�in liimauksesssa suippenevat reunat laitetaan limitt�in p��llek�in. Sitten vain painoa p��lle ja kuivumaan. Kun viilut ovat kuivuneet hiotaan saumakohtaan j��nyt patti tasaiseksi jolloin pit�isi saada huomaamaton sauma.
Viilutuksen p��vaiheet:
Liimat ohennetaan tarpeen mukaan juokseviksi omilla ohenteillaan ja sivellaan koteloon ja viiluun. Esimerkiksi kontaktiliima kannattaa ohentaa aivan ohueksi, jolloin se levittyy helposti ohueksi kerrokseksi. Liiman levitys kannattaa tehd� nopeasti, sill� sen kuivumisaika on lyhyt. Heti kun pinta on kosketuskuiva, tulee viilut asetalla paikoilleen, sill� muuten pysyvyys ei ole kovin hyv�. Mit��n pr�ss�yst� ei v�ltt�m�tt� tarvita (auttaa jos sellainenkin on), kunhan liimaa on tarpeeksi (ei liikaa kuitenkaan) ja painaa viilun heti kunnolla kiinni.
Liimauksessa sitten varotaan taittamasta viilujen saumakohtia, eli apumies voi olla tarpeen t�ss� ty�vaiheessa. Liiman annetaan kuivua kosketuskuivaksi. Sitten viilu naputellaa vasaralla ja palikalla koteloon kiinni. Kannattaa muistaa, ett� kontaktiliiman kanssa viilun asento on oltava kerralla kohdallaan.
Sitten liimauksen annetaan kuivu rauhassa. Tarpeen mukaan laita viilujen p��lle tasainen paino, jos eiv�t meinaa muuten pysy� paikallaan kuivumisen aikana. Kotelon voi kaataa esimerkiksi juuri liimattu puoli alasp�in ja vaikka istua sitten hetki p��lla.
Liiman levityksess� on sopiva lasta tarpeen. Liimajalkien poistoa helpottaa, jos laittat maalarinteippi� kulmien l�helle, ettei liima sotke aiemmin viilutettua sivua (kannattaa varmistaa, ett� k�ytetty teippi ei sitten vaurioita muuten viilua ennen kuin sit� rupeaa viilunsa liimaamaan).
Kun viilut ovat kuivuneet riitt�v�n kauan, niin kulmille n�ytetaan puukkoa/mattoveist� ja hiomapaperia. Sitten lakkaat viilut t�h�n sopivallla puulakalla (kaksikomponenttilakat ovat parhaita t�h�n). Varsinkin ensimm�isell� kerralla kannattanee k�ytt�� ohennettua lakkaa. Aina ennen uuden keroksen lakkausta on myos syyta kevyesti hioa edellinen kerros esimerkiksi hienolla ter�svillalla tai hyvin hienolla hiomapaperilla.
Lakkauksen vaihtoehtona tai lis�n� voi k�ytt�� my�s petsausta tai puupintojen k�sittelyyn tehtyj� vahoja. N�ill� menetelmill� s�ilyt� puun tunnun pinnassa paremmin kuin lakkauksessa. Petsaus on vaikeampaa kuin �kki� luulisi, sill� petsin v�ris�vy muuttuu kuivatessa ja toisaalta lakatessa. Siksi onkin syyt� aluksi tehd� koe petsauksia ylij��m�viiluille ja myos lakata ne. Petsauksessa kannattaa huomata, ett� pinta n�ytt�� m�rk�n� yhdenlaiselle ja kuivuttuaan toisenlaiselle. Jos p��dyt viel� lakkaaman petsatun pinnan, niin lakkauksen j�lkeen se n�ytt�� kolmannenlaiselle.
Isojenkin pintojen viilutus onnistuu kotikonsteilla, kunhan ensin harjoittelee pinemmill�, kuten esimerkiksi hyllykaiuttimilla. Tuollaiset normaalin pienen hyllykaiuttimen kotelon p��llyst�� viiluilla noin tunnissa, kun homman hallitsee. T�m�n p��lle tulevat tietekin viel� lakkaukset.
Kotiverstaassa ehdottomasti helpoin on kontaktiliima viilutus. Eli liima viiluun ja viilutettavaan pintaan tasaisena kerroksena. Annetaan kuivua rauhassa (15-20min Kestopren liimalla esim. Tixo on hyytel�m�ist� eik� oikein sovi viilutukseen ilman huomattavaa ohennusta). Kun pinta on osapuilleen kuiva (mit��n ei saa tarttua sormiin ja pinta ei saisi pahemmin olla en�� tahmea) asetat pinnat yhteen. T�ss� vaiheessa on oltava tarkkana, sill� jos viilu menee vinoon niin siin�h�n sitten on eik� irti l�hde sitten mill��n en��. T�m�n j�lkeen jollain raskaalla rullalla voimakkaasti painaen jyr��t pintaa niin kauan ett� se on tasainen ja viel� pari minuuttia p��lle. Viilutukseen on olemassa kaksik�tinen painava rulla jolla tuo menee helposti, mutta esim kivikaulin on hyv�
Muista j�tt�� reilusti varaa reunojen yli viilua ja tee rei�t viiluun elementtien kohdalle vasta viilun kiinnityksen j�lkeen.
Erikeepperi ei sovellu kotikonstein viiluttamiseen, vaikka muuten hyv� puuliima onkin, sill� liiman tulee tarttua heti. Lis�ksi erikeeperin vesi saa aikaan sen, ett� viilut rupeavat helposti kupruilemaan eik� liimaustuloksesta tule tasaista, vaikka miten yritt��.
Jotta saat edes jotenkin kohtuullista laatua, pit�� liima laittaa vain viilutettavaan pintaan, ei itse viiluun. T�m�n j�lkeen laitetaan viilu suoraan liimapinnalle ilman odottelua ja k�ytet��n voimakasta laaja-alaista puristusta. Kunnollisen puristuksen saa aikaan, kun laittaa liimattavat viilut ja levyn vaikka kahden muun levyn v�liin ja k�ytt�� tarpeeksi k�sipuristimia. Puuviilu kupruilla aika pahasti jos ei saa lastulevyn ja viilun kosteutta samoiksi liimaus hetkella. Eli yleensa viilut kannattaa kastella suihkupullolla ennen liimausta (ovat yleensa rutikuivia). Ja liimauksen j�lkeen tarpeeksi painoa viilujen p��ll� tai sitten todella j�re�t puristimet.
Usea kokeilija on suositellut erikeepperin tai vastaavan puuliiman k�ytt�mist� viiluttamiseen seuraavalla hiukan erikoisella menetelm�ll�:
Py�ritetyn nurkan viilutus onnistuu aika hyvin, mutta vain viilun pituussuunnassa. Viiden sentin s�de onnistunee hyvin normaaliviilulla, pienempikin ohuilla viilulla. Py�ristyksen viiluttaminen on tasaista pintaa hankalampaa, joten asiaa kannattaa harjoitella ja kokeilla ennen varsinaiseen kotelon p��llystykseen ryhtymist�.
Ehk� paras tapa on k�ytd� paikallisessa puutavaraliikkeess� katsomassa, mit� viiluja heill� on saatavana ja valita niist� sitten sopivin. Ainakin seuraavilla yrityksill� on verkkosivuillaan kuvia erilaista viilumateriaaleista:
Pianolakkaus ei tahdo onnistua kotioloissa vaikka kuinka yritt�� puhdistaa paikat p�lyst� ja kastella k�mp�n lattiasta kattoon, niin p�lyhiukkasia on yll�tt�en joka paikka t�ynn� kun pintaa tarkemmin tarkastelee. Jos haluat todella hyv�n lakkapinnan, kannattaa homma j�tt�� alan ammattilaisille kuten kaiutintehtaatkin tekev�t (esim. Virolaiset kaiutintehtaa teett�nev�t pianolakkauksia Tallinnan Flyygelitehtaalla).
Jos kuitenkin meinaat kokeilla pianolakkausta kotona sill�kin uhalla, ett� tuloksena on pettymys kun p�ly pilaa tuloksen, niin seuraavassa muutamia vinkkej� hommaan:
Nitroselluloosalakan saa levitetty� pensselill�kin, mutta akryylilakka tarvitsee ruiskun. Ruiskulla muutenkin on helpompi saada hyv� j�lki aikaan. Aerosolilakoilla ei kannata edes yritt��.
Kaitunelementin maalaus ei ainkaan paranna elementin ominaisuuksia siit� mihin se on suunniteltu, mutta ei v�ltt�m�tt� varovasti tehtyn� paljoa huononnakaan bassoelementin ominaisuuksia (riippuu elementist�). Onhan maailmalla olemassa v�rillisi� elementtej� ja nekin on yleens� maalattu jossain ett� tuo v�ri saadaan aikaiseksi.
Mik�li elementti on j�ykk�rakenteinen, eli ripustus on esim. "progressiivinen" ja kartio paksua esim. pahvia tai muovia, niin maalata voi ohuesti, ei siis monta kerrosta ja lakka p��lle. Mit� kevympirakenteinen elementti on kyseess�, sit� enemm�n maalin massalis� vaikuttaa elementin toimintaan.
Pahkikartioon maali tarttuu melko todenn�k�isesti hyvin, mutta saattaa ime� maalia melkoisen tehokkaasti. Muovikartio tulisi karhentaa (esim. hioa karhunkiell�) ennen maalaamista.
Maalatessa elementin joustava reunaosa kannattaa suojata sill� maali voi sy�vytt�� sen ja kuivuessaan j�ykistyv� maali ei tee hyv�� kaiuttimen toiminnalle. Muutenkaan maalin kanssa ei kannata liiotella, koska maali lis�� elementin kartion massaa ja liika maalin liuotinm��r� voi liuottaa joitain oleellisia liimauksia kaiutinelementiss�.
Elektrostaattinen kaiutin on rakenteeltaan hyvin yksinkertainen, mutta ty�l�s ja hintava toteuttaa. Hifi-lehden numerossa 1/1997 oli juttu elektrostaattisten kaiuttimien rakentamisesta.
Kotikutoisen s�hk�staattisen kaiutimen ��nenlaatu on kiinni pitk�lle siin� k�ytetyst� audiomuuntajasta. Itse esl-elementti on rakenteeltaan yksinkertainen ja sit� on vaikea saada toimimaan huonosti (huonosti tehty ei yleens� toimi ollenkaan).
Perusperiaatteita elektrostaattisista kaiuttimien suunnittelussa:
Radioduo Helsingiss� myy tarvittavaa MYLAR-kalvoa (paksuus 6-10 um) pienissa eriss� (metritavaraa). Yhteystiedot:
RadioDuo Oy
Iso-robertinkatu 12
Helsinki
Puh. 09-601544
Helsingiss� my�s Lectron Oy myy Mylaria. Yhteytiedot:
Sampo Kolkki
Lectron Oy
Kaskenkaatajantie 5
02100 Espoo
Puh: 09-439 27 427
email: lectron@dlc.fi
Romukaupoista l�ytyy kohtuullisella hinnalla rosterista reik�levy�. Toinen mahdollisuus on k�ytt�� mustaa ty�kalujen ripustukseen tarkoitettua reik�levy�. Muita mahdollisuuksia on k�ytt�� pingoitettuja metallilankoja tai muutaman millin rautatankoja. Kannattaa katsoa mita materiaalia saat edullisesti ja s�velt�� sen mukaan.
Lectron Engineering Oy myy l�hes kaikkia osia elektrostaattisiin kaiuttimiin, tuo maahan alan kirjallusuutta ja myy akuustiikka-alan mittausohjelmia.
Tasomainen paneeli alkaa suunnata diskanttia voimakkaasti. Kun diskantti ei juurikaan vaimene etaisyyden kasvaessa (kun on voimakkaasti suuntautunutta) ja matalammat taajuudet vaimenevat (koska paneelin leveys on pienempi aallonpituuteen nahden ja taten suuntaavuus vahaisempaa) tulee taajuusvasteesta diskantti voittoinen kauempaa kunneltaessa (parin metrin p��st�).
Taajuusvasteongelmaa voi ratkaista joko telem�ll� paneelin sopivasti kaarevaksi ett� diskatit suuntautuvat sopivasti tai tekem�ll� sopivna s�hk�isen korjauksen. S�hk�isen korjauksen voi esimerkiksi tehd� kytkem�ll� sopiva vastus sarjaan muuntajan toisiopuolelle (suurjannitteinen) ja konkkaa rinnalle. Sopivat komponenttiarvot on parasta etsi� simuloimalla sopivalla ohjelmalla (esim. Spicell�). Passiivi suotimen etuna on pieni vaihevirhe (varsinkin keskiaanilla) ja muuntajan nakeman kapasitanssin pieneneminen diskantilla.
Subfoofer on kaiutin, joka hoitaa ��nialueen matalimman osan toistosta (tyypillisesti 20..100 Hz). Subwoofer kehitettin paljon matalia ��ni sis�lt�v�n musiikin toistoa, joten alussa sellaisten markkinat olivat pieni�. Kotiteatterien kasvava suosio on lis�nnyt subwoofereidne kysynt�� koska elokuvien ��niraidoissa k�ytet��n paljon matalia basso��ni�.
Nyky��n subwooferia k�ytet��n ehk� useimmiten korvaamaan pienten p��kaiuttimien bassotoiston puutteita. Subwooferin tarkoitus on ulosttaa hyvien p��kaiuttimien toistoa alemmaksi ja tuoda toistoon lis�� dynamiikkaa. Joissain tapauksissa alas ulosttuva basso tuo ��nitteisiin lis�� tilan tuntua.
Monien subwooferien toisto olottuu ehk� 30-40 Hz saakka, mutta vaativa k�ytt�j� saattaa haluta toistoa joka ylt�� jopa 20 Hz alapuolelle luonnollisilla ��nenpaineilla. T�llaisten vaatimusten toteuttaminen ei sitten onnistukaan ihan halvalla subwooferilla.
Alle 20 Hz toistolle ei ole yleens� mit��n tarvetta. L�hesl��n aina ei tarvitse p��st� edes kovinkaan l�helle edes tuota 20 Hz toistoa.
Alle 40Hz, s�vyk�s, nopea, kumisematon ja ylempiin taajuuksiin saumaton bassotoisto riitt�� useimmille ��nitteille. Joillain harvoissa urku��nitteiss� tai elokuvien ��nitehostaissa saattaa kaivata noin 20 Hz tuntumassa olevia ��ni�.
Aktiivisubwooferissa on sis�ll� oma vahvistin, joka ohjaa subbrielementti�. Eli aktiivisubbari vaatii oman virtapiuhansa. Aktiivisubbarit voidat ottaa signaalinsa joko linjatasoisesta vahvistimen subwooferulosta tai vahvistimen kaiutinl�ht�jen signaalista.
Passiivista subwooveria ohjataan samalla p��tevahvistimella kuin p��kaiuttimia (yleens� kytket��n p��kaiuttimien rinnalle).
Jos otat passivisen subwooferin ja kytket erillisen vahvistimen ohjaamaan sit�, niin t�m� yhdistelm� vastaa toiminnaltaa aktiivisubwooferia. Eli t�m�n systeemin joka koostuu passiivisesta subbarikaiuttimesta, erillisest� sit� ohjaavasta vahvistimesta ja aktiivisesta jakosuotimesta voi luokitellla koko j�rjestelm�n� aktiiviseksi subwooferiksi.
Aktiivista subwooferia pidet��n yleens� parempana ratkaisuna kuin passivista subwooferia, koska se on helpompi sovittaa huoneen ja kaiuttimien toistoon kuin passiivinen subwoofer. Aktiisessa subwooferissa voidaan vahvistin ja suodatus voidaan optimoida k�ytetylle elementille ja kotelolle, joten aktiivisubwooferista voidaan haluttaessa tehd� pienempikokoinen kuin vastaavaan toistoon p��sev�sta passivisesta subwooferista.
Passiivisubbarin pahin ongelma on s��t�jen puute. Bassoalueen sovitus p��kaiuttimien toistoon on helppoa kun erillinen vahvistin takaa tasons��d�n ja vaihe sek� suodatustaajuus s��timill� subwoofer voidaan hienos��t�� niin ettei se "kuulu" ollenkaan vaan sulautuu p��kaiuttimien toistoonsaumattomasti, lis�ten vain alap��h�n voimaa.
Passiivisubbarin ongelma on nimenomaan se ett� sen voimakkuutta suhteessa p��kaiuttimiin on hyvin vaikeaa (l�hes mahdotonta) s��t�� erikseen. Kun p��kaiuttimien herkkyydet kun vaihtelevat suuresti, niin passiiviseen subwooferin kunnolla sovittaminen niihin ei oikein onnistu ellei niit� ole alunperin suunniteltu toimimaan yhteen. T�st� syyst� passiivisubwoofer toimii yleens� kohtuullisen hyvin tapauksessa jossa passivisubwoofer on erityisesti suunniteltu toimimaan k�ytettyjen p��akiuttimien kanssa. Esimerkkin� t�llaisista systeemeist� ovat niin sanotut satelliittikaiutinsysteemit joissa on yksi subwooferlaatikko ja kaksi pient� sivukaiutinta, jotka on helppo sijoittaa huoneen sisustukseen. Kun satelliitit ja passiivisubbari ovat suunniteltu toimimaan yhten� kokonaisuutena pit�isi oikeastaan puhua moniosaisesta p��kaiutinparista.
Passiivisen subwooferin saa toistamaan molemmat kanavat vain siin� tapauksessa, ett� subwooferissa on erilliset s�hk�iset piirit molemmille kanaville. T�t� varten bassoelementtej� tulee olla kaksi kapppaletta (yksi kummallekin kanavalle) tai t�ytyy k�ytt�� yht� kahdella puhekella varustettua subwooferelementti�. Kaksi kanavaa toistavassa passivisubwooferissa t�ytyy olla omat erilliset jakosuotimet molemmalle toistettavalle kanavalle.
Kahden subwooferin k�ytt|� puoltavat l�hes kaikki seikat lukuunottamatta lompakkoa ja mahdollisia sijoitusvaikeuksia. Monosubwoofer on vaikeampaa integroida ��nikuvaan yht� hyvin kuin kaksi ja lopputulos j�� parhaimmillaankin heikommaksi. Vaikka jakotaajuus olisi alhainenkin, subwoofer aina sotkee stereokuvaa enemm�n tai v�hemm�n (yleens� ei kuitenkaan hirve�n h�iritsev�sti suhteessa tuohon bassotoiston parantumiseen). Kaksin kappalein subwoofer ei erotu yht� helposti omaksi ��nil�hteekseen kuin monona ajettaessa.
Stereokuvan paremman s�ilymisen lis�ksi kahden subwooferin etuna on se, ett� halutulla ��nenvoimakkuudella subbarin kuormitus puolittuu eli s�r| ja kompressio v�henev�t. N�m� murheet eiv�t edes ole lineaarisia vaan saattavat kuorman puoliintuessa v�henty� huomattavasti enemm�n. T�st� on merkitt�v�� etua ainakin suurilla ��nenpaineilla.
Kolmas, mutta ehk� stereosubbareilla hieman kyseenalainen seikka, on ep�symmetrisell� sijoittelulla saatava mahdollisesti v�h�isempi seisovien aaltojen h�iritsevyys ja tasaisempi bassovaste huoneen eri osissa. Yhdell� subbarilla bassoalueen korostumien ja vaimentumien tuomat vasteen mutkat ovat joka kohdassa kuuntelutilaa erilaisia, mutta kahdella voidaan v�h�n tasoittaa tilannetta.
Siit�, miten ep�symmetrinen sijoittelu yhdistettyn� bassop��n stereonapit�miseen ei ole hirve�sto kokemuksia. Kaksi subbaria voi jossain tapauksissa olla jopa helpompaa sijoittaa kuin yksi. Sivusein�lle sijoitus saattaa olla seisovien aaltojen kannalta edullinen paikka, mutta yhdell� subbrilla ��nikentt� puoltaa pahasti, jos yksi ainoa bassopalikka on voimakkaasti sivussa p��kaiuttimien sektorilta.
Jos puhutaan pelkist� elementeist�, niin vastaus on ett� autoelementti sopii hyvin kotisubwooferinkin rakentamiseen kun sen varustaa kotik�ytt��n sopivaksi mitoitetulla kotelolla.
Jos kyseess� on valmiiksi koteloitu autok�yttoon tarkoitettu subbari on enemm�n kuin todennak�ist�, ett� kotelo on liian pieni kotikaytt��n (eli ei todenn�k�isesti soi kotona hyvin ainakaan alimpien bassojen osalta). Mutta muuten ei ole mit��n esteit� kaytt�� autosubbareita kotona.
Jos systeemin 'p��' subbari on kunnollinen niin ei kannata. Kannattaa asettaa takakanavat small tilaan ja ohjata bassot subbarille. Jos subbari on oikein sijoitettu ei matalien ��nien suuntaa pysty havaitsemaan.
Jos v�ltt�m�tt� haluat k�ytt�� erillist� subbaria takakanavissa niin se toimii kaiutintasoisia inputteja ja outputteja k�ytt�m�ll� aivan samalla tavalla kuin asettaisit subbarin p��kanaville.
Miss��n perus-dolby-surroundsysteemiss� takanavan subwoofer on t�ysin turha kapistus, koska t�ss� j�rjestelm�ss� takanaviin ei koskaan l�hetet� matalia bassoja.
Subwooferista saatavaan ��nenpaineeseen vaikuttavat elementin kartion pinta-ala, kartion suurin liikepoikkeama, elementin herkkyys, vahvistinteho ja k�ytetty koteloratkaisu. Kaikilla n�ill� seikoilla on suuri merkitys lopputulokseen.
On toki todenn�k�isemp�� ett� isolla elementill� saadaan enemm�n ��nenpaineita, mutta klopputulokseen vaikuttaa suuresti miten subwoofer on suunniteltu ja toteutettu. Toteutuksen taidokkuudesta on siis hyvin paljon kiinni millainen on lopputulos.
Liitt�miseen on useita tapoja:
Jos kyseess� surround-vahvistin, jossa on subbaril�ht�, niin subbaria ohjaavan lis�vahvistimen voi suoraan kytke� t�h�n.
Normaalin stereovahvistimen tapauksessa jos laitteistossa on erillinen esivahvistin tai integroidussa vahvistimessa takana liit�nn�t etu- ja p��tevahvistinosien erottamiseksi, kytket��n sopiva jakuosuodatin esivahvistinosan ja p��tevahvistinosan v�liin. Jakosuodattimen ylip��st�puolen l�ht� kytket��n tuonne normaaleita kaiuttimia ohjaavaan vahvistimeen ja alip��st�l�ht� subbarivahvistimeen.
Viimeisen� mahdollisuustena on subbarivahvistimen kytkeminen sopivan jakosuotimen (ainakin alip��st�toiminto) l�pi joko normaalikaiuttimien kaiutinl�ht�ihin tai kuulokel�ht��n. Jos jakosuodatin kytket��n kaiutinl�ht�ihin, pit�� jakosuotimesta l�yt� kaiutintasoisille signaaleille sopiva sis��ntulo. Kuulokel�ht� menee yleens� suoraan sopivalla v�likaapelilla kiinni jakosuotimen linjatasoiseen sis��ntuloon.
Vaiheenk��nt�kytkimen asennolla on vaikutusta ��nenlaatuun. Tuolla vaiheenk��nn�ll� pyrit��n saamaan p��kaiuttimista ja subwooferista, tuleva ��ni samaan vaiheeseen. Se mik� on mihinkin tilanteeseen oikein riippuu p��kaiuttimien sek� subbwooferin vaiheominaisuuksista sek� niiden sijoitamiseen huoneessa.
Subbasen vaihetta on hankala saada samaan vaiheeseen yl�p��n kanssa kaikilla mahdollisilla taajuuksilla, vaikka subbasen asettaisi samalle kuunteluet�isyydelle kuin yl�p��kaiuttimet. Kaikilla taajuuksilla t�m� onneksi ei ole v�ltt�m�t�nt�. Vaiheen kannalta on kriittinen se taajuuskaista, jota molemmat (yl�p�� ja subbari) toistavat. T�ll� kaistalla subbari ja yl�p�� kannattaa saattaa mahdollisimman hyvin samaan vaiheeseen. Tyypilliset subwooferit tarjoavat t�h�n vaiheen asetteluun vain asennon o astetta tai 180 astetta vaiheenk��nt��.
Oikea vaihes��d�n asento selvi� parhaiten kokeilemalla. Jos subbarin vaihe on v��r� verrattuna p��kaiuttimiisi basso kuulostaa ep�m��r�iselt�.
Subbarin sovitus on aika problemaattinen juttu tason- ja vaiheens��t�ineen. Jos subbari sulautuu hyvin kaiuttimiisi, ei paljoa kannata sijoituksia ja vaiheita ruveta muuttelemaan. Jos yhteensovitus ei ole paras mahdollinen, kannattaa kokeilla parantaisiko vaiheenk��nt�s��d�n asettaminen toiseen asentoon ��nenlaatua. Yleens� toinen noista kytkimen asennoista kuullostaa selv�sti paremmalle kuin toinen.
Kannattaa subwooferin ostamista kannattaa mietti�, mihin subbaria meinaa k�ytt��, millaiset ovat omat mieltymykset, millaisessa tilassa ja millaisten p��kaiuttimien kanssa sit� k�ytt��. Ihmisill� on musiikin kuuntelun ja elokuvien katselun suhteen erilaisia mieltymyksi�. V�ltt�m�tt� sama subwoofer ei toimi hyvin sek� elokuvak�yt�ss� ja musiikinkuuntelussa. Yleens� musiikinkuuntelussa halutaa tarkkaa toistoa, kun taas elokuvak�yt�ss� halutaan mielummin alas menev�� toistoa, joka ei v�ltt�m�tt� tarvitse olla kaikkein tarkin. Jos satut kuuntelemaan paljon urkumusiikkia, niin tarvitset kuuloalueen alarajalel asti toistavan subwooferin, koska alimman oktaavin puute kyll� kuuluu urkumusiikisaa.
Kannattaa my�s huomata, ett� kaikki eiv�t halua (tai voi) kuunnella musiikkia samalla volyymilla kuin live-konserteissa eiv�tk� kaikki halua (tai voi) k�ytt�� elokuvien katseluun samanlaisia ��nenpaineita kuin elokuvateattereissa. Jos suuriin ��nenpaineisiin ei ole mahdollisuuksia, niin ei v�ltt�m�tt� tarvitse massivisen suurta subwooferia.
Hankinnoissa kannattaa muistaa, ett� ei ole olemassa hintarajaa musiikista nauttimiselle. Ei ole olemassa tietty� kynnyst�, jonka yli p��sty��n musiikkitoisto olisi kunnossa.
Valmistajien ilmoittamat tiedot harvoin kertovat varsinaisesta ��nenlaadusta kamalan paljoa. Subbarien v�itettyihin alarajataajuuksiin ei juuri ole luottamista ja erottelukyky� on mahdoton selvitt�� elementin koon tai vahvistimen tehon perusteella (joista j�lkimm�inenkin saattaa olla liev�sti markkinointiosaston k�sittelem�� informaatiota). Jotain hyvin yleisluontoisia p��telmi� teknisist� tiedoista voi tehd�, mutta laadusta ei pysty oikein varmistumaan kuin itse kuuntelemalla miten hyvin tuo subwoofer tekee sen mit� valmistaja lupaa.
Mit� fysiikan lakeihin tulee, niin ne eiv�t sin�ll��n rajoita alasulottuvaa toistoa tai sen m��r��. Yleens� rajoittavat lait liittyv�t rakenteisiin ja materiaalien hintojen mielekkyyteen. Basson ulottuvuuden ja sen m��r�n m��r��v�t karkeasti kaksi fysikaalista mittaa: kartion pinta-ala ja kartion liikepoikkeama. Eli ts. toisen arvon pienentyess� toisen on kasvettava jotta saavutettaisiin sama tulos.
Kun palataan takaisin omaan maailmaamme, vaikuttaa basson ulottuvuuteen ja kaikkeen muuhunkin hyvin moni asia. Ihan kaikkiin asiaa k�sitteleviin juttuihin ei kuitenkaan kannata suoraa p��t� uskoa. Yleens�kin ��nentoistossa jos miss� on melkoisesti parkkiintuneita kuvitelmia, jotka ajan saatossa sitten muuttuvat "totuuksiksi".
Jos subwooferisi elementiss� on vain yksi puhekela, niin voit kytke� toisen vahvistimen kanavan sy�tt�m��n tehoa t�ll� elementille. N�in tosin saat subwooferillesi vain vahvistimen yhden kanavan tehon. Jossa saisit sek� vasemman ett� oikean kanavan matalat ��nen toistumaan, pit�� ohjaavan signaalin olla monoa (signaali mahdollisesti teht�v� monoksi ulkoisella kytkenn�ll�).
Jos vahvistimesi pystyy sy�tt�m��n pieni� impedansseja (puolet subwooferelementin nimellisimpedanssista), niin voit soveltaa my�s siltauskytkent�. Siltauskytkent�� varten vahvistimessasi pit�� olla kytkin t�t� varten tia sinun pit�� rakentaa ulkoinen signaalin 180 asteen vaiheenk��nn�st� huolehtiva kytkent�. Siltakytkenn�ss� elementille menev� signaali otetaan vahvistimen molempien kanavien plus-navoista. Miinukset j�tet��n kytkem�tt�. Tehoa siltakytkenn�ll� saat yleens� 3-4 kertaa enemm�n kuin mit� vahvistimen yksi kanava saisi sy�tetty� samaiseen elementtiin.
Jos subwooferelementiss�si on kaksi puhekelainen kaiutinelementti, niin voit ajaa kumpaakin puhekelaa omalla vahvistimen kanavalla.
Kaiutinkotelon virityksell� tarkoitetaan kotelotilavuuden valintaa ja mahdollisen refleksivirityksen taajuuden valitsemista siten, ett� saavutetaa k�ytett�v�ll� elementill� haluttu toisto. Kotelon mitoitus ja viritys on aina elementtikohtainen asia. Sopivna virityksen laskemiseksi pit�� tiet�� kaiutinelementin Thiele-Small parametrit (jos ei tiedossa, niin k�yt�nn�ss� pakko mitata jos haluaa jotain kunnollista). Jos sattumanvarainen elementti laitetaan sattumanvaraisen kokoiseen koteloon, jossa on sattumanvarainen putki, lopputulos on hyvin pienell� todenn�k�isyydell� edes hyv�. Jos elementien Thiele-Small ei ole mahdollista saada tietoon, niin ainoa vaihtoehto on tehd� jonkun kokoinen suljettu kotelo ja toivoa parasta. Suljetussa kotelossa elementti toimii yleens� jotenkuten, vaikka kotelon koko olisikin pieless�.
Niinsanottu Butterworth-viritys antaa mahdollisimman alas t�ysin suorana ylettyvan vasteen (elementti+kotelo -yhdistelm�n 'hyvyysluku' Qtc on 0.707). Mik�li kotelotilavuutta t�st� pienennet��n (Qtc yli 0.707) alkaa vaste nousemaan loivasti matalia taajuuksia kohti, k��ntyy alasp�in jyrkemmin ja vaimenee nopeammin. Vastaavasti kotelotilavuutta suurennettaessa (Qtc alle 0.707) basson taso alkaa laskea hiljalleen jo ylemp��, mutta loivemmin.
Bassotoiston laatu riippuu tuosta Qtc arvosta. Selv�sti yli Qtc 0.707 (1 tai suurempi) bassotoisto on pehme� ja erottelevuus k�rsii. Vastakkaiseen suuntaan ment�ess� ��ni muuttuu tiukemmaksi, mutta liian pienill� arvoilla my�s potku alkaa helposti olla mennytt�.
Bassotaajuuksilla alkaa kaikkien kaiuttimien taajuusvaste jossain vaiheessa laskea vapaassa kent�ss� mitattuna. Refleksikotelossa refleksiputkessa oleva ilmapatsas alkaa resonoimaan tietyll� taajuudella elementin kanssa ja voimista toistoa. Jos tuo taajuus valitaan sopivasti alueelle, joss pelk�n elementin tuottama basson m��r� on jo vaimentunut, voidaan kokonaisuuden bassotoisto saada ylettym��n alemmas. Putken mitat ja kotelon tilavuus vaikuttavat siihen, mille taajuudelle resonanssi osuu. Jos refleksivirityksen taajuus on liian korkea, tulee bassovasteesta piikitt�v� ja toiston tarkkuus taas k�rsii. Liian matalalla viritystaajuudella ei my�sk��n saavuteta hyv�� toistoa.
N�iden lis�ksi on olemassa viel� lukuisia muita kotelotyyppej� (bandpass, torvi, jne.), jotka vaativat omat virityksens� toimiakseen kunnolla.
Subwooferin sijoittamisohjeista on kaksi erilaista versiota: jotkut v�itt�v�t ett� subwooferin voi sijoittaa minne tahansa huoneessa koska bassojen suunta ei kuulu ja musiikin haarastajat taas ovat vakaasti sit� mielt� ett� suunta kuuluu. Yleinen kompromissi on sijoittaa subwoofer p��kaiuttimien v�liin. Jotkut kokeneet kuitenkin h�itt�v�t ett� stereokuva k�rsii jos kaiuttimien v�liss� on vain yksi subwoofer ja suosittelevat kahden subwooferin k�ytt�� (sijoitettuna p��kaiuttimien luokse). Subwooferin suunnan kuulemiseen vaikuttaa k�ytetty subwooferin jakotaajuus ja suodatuksen jyrkkyys (mit� korkeampia taajuuksia subwooferista kuulee sit� paremmin sen paikan kuulee ja sit� enemm�n se sotkee stereokuvaa).
Jos k�yt�t yht� subwooferia niin aluksi kokeile sijoitettaa se keskelle p��kaiuttimien v�liin. Jos t�ll�in esiintyy jotain inhottavia resonasseja niin siirtele sit� l�hemm�s ja kauemmas seinist� sek� liikuttele tuossa kaiuttimien v�limaastossa.
Nurkkaan subbaria ei kannatta sijoitaa. Vaikka nurkkaisjoitus lis��kin bassotoistoa niin se saa koko huoneen kumisemaan huoneen ominaisresonasitaajuuksilla.
Jos hyv�� paikka ei satu oikein siirtelem�ll� sit� subwooferia hiukan paikasta toiseen kaiuttimien v�liss�, niin sitten suraavalla menetelm�ll voi helposti selvitt�� (huoneresonanssien suhteen) optimipaikan ilman ett� painavaa subwooferia tarvitsee kannniskella ymp�ri huonetta:
Istutat subbarin tuolin paikalle jossa itse kuuntelet musiikkia ja ly�t sopivan testisignaalin (pistetaajuus tai pinkki kohina, v�h�n tilanteesta riippuen) soimaan repeatilla. Sen j�lkeen k�velet hissukseen ymp�ri huonetta etsien paikkaa jossa jytin� kuuluu kaikkein voimakkaimmin sill� taajuusalueella jota subbarin pit�isi ensisijaisesti toistaa. Kun sopivia paikkoja l�ytyy niin roudaat subbarin kuhunkin niist� vuorotellen, soittelet testi- signaaleita ja kuuntelet istuen 'omalla paikallasi'. Se sijoituspaikka mik� kuullostaa parhaalta on se oikea.
Pieness� betonik�mp�ss� kannattaa suosia melko pieni� subwoofereita ihan senkin takia, ett� niiden sijoittaminen v�hiten huonolle paikalle on helpompaa kuin 200-300 litraisten j�rk�leiden. Mit� suurempi subwoofer on fyysisilt� mitoiltaan, sit� helpommin se tekee mieli sulloa nurkkaan, jossa yksik��n normaalikaiutin ei toimi tarkoitetulla tavalla. Pieni subbari voi siksi tuottaa k�yt�nn�ss� paremman ��nenlaadun kuin suurempi, se on mahdollista sijoittaa ongelmattomasti hyv�lle paikalle (toisin kuin tuo suurempi).
Nessikeskustelujen USA:ssa on suosiossa subwooferin sijoittaminen nurkkaan. Selityksen� on ett� silloin (sen lis�ksi ett� bassot ovat voimakkaimmat) saadaan kaikki huoneresonanssit esiin ja sen pit�isi tasoittaa bassovaste. Ehk� jossain erikoistilanteessa, mutta ainakin tyypillisess� t�k�l�isess� kivitalossa tuollainen ykistt�isen subwooferin sijoittamin nurkaan tekee bassoista helposti jyrisev�� ep�tasaista puuroa. Kahden subwooferin kanssa voisi ehk� kokeilla, josko t�m� ratkaisu toimisi (jotkut subwoofervalmistajat suosittelevat).
Jos subbari toistaa vain taajuuksia, jotka on alimman huoneresonanssin alapuolella, niin silloinhan nurkkasijoituksesta ei tule noita huoneresonanssiongelmia. Kun subbari pukkaa my�s huoneen resonanssitaajuuksia, niin tulee ongelmia. Pienten kaiuttimien (siis muiden kuin subbarin) yhteydess� joudutaan usein k�ytt�m��n korkeaa jakotaajuutta subbaselle jolloin nurkkasijoitus antaa huonon tuloksen.
Puurakenteisessa talossa seisovat aallot ovat huomattavasti heikompia kuin kivikopeissa koska puu ei betonin tapaan heijasta kaikkea bassos�teily� takaisinp�in. Huokoinen puu imee osan energiasta itseens� resonoimalla ja p��st�� osan suoraan l�pi. N�in olleen vaikka nurkkasijoitus ei toimikaan betonitalossa, niin se voi olla ihan k�ytt�kelpoinen puutalossa.
Usean subwooferin ratkaisu ei valitettavasi toimi odotetulla tavalla. Huoneen resonanssitaajuudet ovat niin alhaalla, ett� kyse on (by definition) seisovista aalloista eik� mist��n heijastuksista. Jos ��nil�hteit� on useampi, syntyy vain useampia kuoppia ja huippuja huoneen eri kohtiin.
Subwoofereissaon hyvin paljon eroja, osa perusrakenteesta johtuvia ja osa rakenteen hyv�ksik�yt�n onnistuneisuudesta. ��nellisi� eroja on kokonaisuudessa muussakin kuin maksimi��nenvoimakkuudessa tai ulottuvuudessa. Hyvin harvalla lattian rajassa n�k�tt�v�ll� mustalla laatikolla akustiset instrumentit kuulostavat luonnollisilta. Leffak�ytt��n sopii helposti muukin kuin tarkin mahdollinen laite. Harva osaa sanoa kuulostiko elokuvan r�j�hdystehoste t�sm�lleen luonnolliselta, kun noissa elokuvan tehoaste��niss� ei edes l�hesk��n aina pyrit� luonnollisuuteen. Luonnonmukaista toistoa haettaessa on sek� subwooferin laatu, ett� sen eritt�in tarkka sovitus p��kaiuttimiin on hyvin t�rke�� hyv��n lopputulokseen p��semiseksi.
Koska eri koteloratkaisuilla saadaan erilaisia etuja ja haittoja, on markkinoilla erilaisia subwoofereita erilaisiin makuihin (napakka toisto, hyvin alas asti ylettyv� toisto jne.) Hifi-lehdess�kin on testattu subbareita useaan otteeseen ja kun eroja on ollut, on niist� kerrottu.
Kaupallisien subbareiden kotelo on yleens� jouduttu tekem��n mahdollisimman pieneksi markkinoinnin vaatimuksesta. Pient� koteloa suunnitellessa on mahdollista valita halutaanko matalalle ulottuvaa toistoa herkkyyden kustannuksella, vaiko enemm�n ��nenpainetta alarajataajuuden kustannuksella. Valmiissa subwoofereissa on yleens� tehty valinta jolla saadaan enemm�n ��nt� alarajataajuuden kustannuksella. Kaupallisissa ratkaisuissa on l�ht�kohtana yleens� muutakin kuin hyv� ��ni. Kotelon koko pit�� olla mahdollisimman pieni, voitto pit�� maksoimoida ja se onnistuu esimerkiksi tinkim�ll� mahdollisimman monessa kohdassa kuitenkin niin ett� subwooferista ei tule aivan surkeaa.
Hyv� subbarin sovitus p��kaiuttimiin vaatii yleens�, ett� bassot leikataan pois p��kaiuttimilta. Monissa subwoofereissa t�t� suodatusta ei ole otetuettu mitenk��n optimaalisesti.
Tarvittava vahvisitnteho riippuu subbarin herkkyydest� ja halutusta kuunteluvoimakkuudesta ja monesta muusta asiasta. Esimerkiksi subwoofer, jonka herkkyys on 96db:t� antaa 100W:n teholla yht� paljon ��nt� kuin herkkyydelt��n 90db:n subbari 400W:n teholla (olettaen ett� nuo herkkyyslukemat ovat vertailukelpoisia, eli mitattu bassotaajuuksilla ja samalla tavoin). T�ss� herkkyysasiassa kannattaa muistaa, ett� edell� esitetty p�tee tilanteessa, jossa kummankin subwooferin toisto bassoalueella on identtinen, tuo herkkyys on koko subwooferin (elementti+koteli) herkkyys eik� pelk�n elementin ja elementit kest�v�t nuo ilmoitetut tehot (lineaariset liikeradat eiv�t lopu kesken).
Normaaleissa kotioloissa kohtuullisen herk�ll� elementill� voi hyvinkin p�rj�t� vaikka 30W vahvistimella ja oikein kovaa kuunteleva saattaa tarvita satojen wattien vahvistintehoa, ett� se ei lopu kesken.
Jos pid�t subwooferia vain jatkamassa p��kaiuttimien bassotoistoa alemmas ja tasons��din on asetettu niin, ett� matalimmat taajuudet eiv�t korostu, ongelmia harvoin tulee j�rkevill� kuunteluvoimakkuuksilla. Jos sen sijan ruuvaat subwooferin tasons��d�n 'demoasentoon' eli niin pitk�lle kuin ruuvia riitt��, hermostuu ymp�rist� huomattavasti helpommin. Kovempaa soitettaessa on kyll� totta, ett� matalat ��net helposti kuuluvat seinien l�pi, mutta kohtuullisilla kotikuunteluvoimakkuuksilla ei pit�isi tulla ongelmia, ellet ole niit�, joilla on aina bassos��din kaakossa. Illalla ja y�ll� on toki syyt� pit�� voimakkuudet kurissa, mutta p�iv�ll�, kun ymp�rist�ss� on paljon muitakin h�ly��ni�, reilumpikaan kuuntelu tuskin h�iritsee.
Subwooferin ��nen kuuluminen huoneistosta vaihtelee talosta toiseen. Joissain on paremmat ��nieristykset, toisissa ei. Yleens� vanhemmissa raskaasti rakennetuissa taloissa paremmat kuin uudemmissa kevytrakenteisissa elementtitaloissa.
Subbawooferit ovat suunnilleen ainoita kotistereolaitteita, jotka haluavat maadoittua s�hk�verkkoon (=maadoitettu pistoke). Vaikka ottaisit kaiken s�hk�n yhdest� pisteest�, ei tilanne luultavasti parane, koska toinen maadoituspiste on jossain talon kellarissa oleva antennivahvistin.
Vaihtoehtoja ongelman ratkaisuun on oikeastaan kaksi, turvallinen ja turvaton. Turvallinen vaihtoehto on hankkia antennijohtoon erotusmuuntaja, joka tekee galvaanisen erotuksen toiseen maadoituspisteeseen (maksaa noin 10 euroa). Toinen turvallinen ratkaisu on kytket� subwooferi s�hk�verkkoon suojaeritusmuuntajan kautta (maksaa noin 100 euron luokkaa). Turvaton vaihtoehto on kytke� subbari maadoittamattomaan pistorasiaan tai teipata subbarin virtajohdosta maadoitusliuskat vaikka roudarinteipill� irti. Turvaton ratkaisu onkin sitten vikatilanteissa potentiaalisesti hengenvaarallinen, joten sit� en miss��n tapauksessa voi kenellek��n suositella.
Mit� enemm�n subwooferiin sy�tet��n tehoa, sit� enemm�n subwooferin elementti liikkuu. Mit� suurempaa liiketta subbarielementti tekee, sita suuremmaksi kasvaa kaiuttimen tuottamat harmoniset s�r�t. Puhamattakaan tilanteesta jolloin puhekela liikkuu ulos lineaariselta alueeltaan.
T�m�n lis�ksi tilanteeseen tulee viel� mukaan suuren tehon kaiuttimessa aiheuttama tehokompressio (puhekela kuumenee ja impedanssit kasvaa).
Ensiksi tarvitaan kaiutinelementti, joka pystyy muuttamaan siihen tuodun signaalin hyv�ll� hy�tysuhteella ilman liikkeeksi. Toiseksi t�ll�iselle elemtille tarvitaan yleens� iso kotelo. Matalilla taajuuksilla kaiuttimen koko kasvaa nopeasti t�ysin �lyvapaaksi, jos herkkyytt� halutaan paljon. PA-k�ytt��n tehdyt subwoofer-elementit toimivat 200 litran ja suuremmissa koteloissa, eiv�tk� silti toista juuri alle 30Hz. Herkkyysk��n ei viel� nouse edes l�helle 100dB/W.
Oikeasti herk�t kaiuttimet ovat puhtaasti torvirakenteeseen perustuvia. Valitettavasti bassotorvi on aina jumalattoman suuri, vaikkei sen alarajataajuus olisi viel� kummoinenkaan.
Aktiivisubwooferiin kuuluvat seuraavat osat:
Yleisin kotirakentajan vaihtoehto:
Autok�ytt��n tehty aktiivinen jakosuodin toimii kotilaitteistossakin hyvin, kun sille sy�tt�� oikeanlaista k�ytt�j�nnitett�. Autok�ytt���n tehdyt jakosuotimet sy�v�t nimellisesti 12V tasaj�nnitett� (toimimimaan hyvin yleens� ainakin 11-15V j�nnitealueella). T�ll�isen jakosuotimen saa toimimaan hyvin tavallisella edullisella yleismuuntajalla, josta saat ulos 12V tasaj�nnitett� parisataa millampeeria tai enemm�n. Sopivia muuntajia l�ytyy marketeista ja kodinkonekaupoista aika hyv� valikoima hintaluokassa 6-15 euroa (tyypillisesti noita pistorasiaan menevi� malleja, joissa s��dett�v� j�nnite 3-12V, virtaa noin 500 mA ja johdossa kasa erilaisia liittimi�). T�ll�isen virtal�hteen saa kiinni muuntajaan seuraavilla ohjeilla:
Joistain hifikaupoista l�ytyy my�s erityisesti subwiiferk�ytt��n tehtyj� vahvistinmoduuleita, jotka on helppo sijoittaa subwooferin koteloon sis��n ja ne sis�lt�v�t vahvistimen lis�ksi jakosuotimen elektroniikkan.
Elektroniikka paremmin hallitseva kotirakentaja voi tehd� jakosuotimen jonkun rakennussarjan (seim. Hifi 100/1 jakosuodin) tai kirjan ohjeen (vaikka Rakenna HIFI Laitteita) mukaan.
Edell� olevilla perusohjeilla ja j�rkev�ll� suunnitelulla voi tehd� oikein hyvin toimivan aktiivisubwooferin. Tyypillisesti edell� esitetyill� ohjeilla suunnitellusta subooferista tulee koteloltaan melko kookas jos sen haluaa toistaa bassoja hyvin alas.
Monissa kaupallisissa subwoofereissa on kotelon koon pit�misen� pinn� k�ytet��n subwooferin toistossa s�hk�ist� korjausta, jonka avulla pieneenkin koteloon sijoitetulla elementill� saadaan aikaan hyvin matalle ulosttuva toisto (tosin t�m� tapahtuu maksimi��nenpaineen kustannuksella). T�ll�isen subwiiferratkaisun suunnittelu on hankalampaa, koska jousut suunnittelmaan sek� kotelon ett� tilanteeseen sopivan suotimen, joiden yhteisvaste sitten ratkaisee lopputuloksen. Hyv�n tuloksen aikaansaamiseksi pit�� k�yt�nn�ss� tuntea hyvin sek� subwoofersuunnittelua ett� elektroniikka ja varautua tekem��n muutama kotelo/suodinversio parhaan tuloksen aikaansaamiseksi. Jos l�hdet t�lle tielle, niin kotikonstein rakentaessa kannattanee pysy� suljetun kotelon k�yt�ss� sek� k�ytt�� jakosuodinta, jossa on s��dett�v� tasainen matelien ��nien korostusmahdollisuus sek� jyrkk� ali��nisuodin (kuuloalueen alapuolisten ��nien poistamiseksi sotkemasta tilannetta).
Ylivoimaisesti t�rkeint� on subweeoferi rakentamisessa on mitoittaa kotelo oikein. Jos se ei ole kohdallaan niin mik��n elementti ei soi hyvin.
Subwoofer on harvinaisen kiitollinen rakennettava. Teoreettisen vasteen laskemiseen kaavoista tarvitaan vain muutama parametri, ja lis�ksi lopputulos vastaa haluttua yll�tt�v�n tarkasti. Yleens� kaupallisissa subwoofereissa on jouduttu tekem��n erilaisia kompromisseja, ja itse rakentaessaan voi paremmin yritt�� rakentaa omien mieltymysten mukaisen subwooferin. Henkil�kohtaiset vaatimukset saattavat vaihdella tottumusten tai k�ytt�tarkoituksen mukaan (napakka ja kuiva toisto tai paljon matalaa murinaa). Ja aina ei tarvitsekaan yritt�� itse suunnitella omaa subwooferia, sill� webist� ja alan lehdist� l�ytyy hyviksi havaittuja kokoonpanoja eri makuihin. Kunnolisella itse tehdyll� subwooferilla saa usein hyv�n vastineen siihen sijoitetulle rahasummalle. Esimerkiksi autok�yt�ss� subwooferin rakentaminen itse on ennemminkin s��nt� kuin poikkeus ja moni rakentelutaitoinen on tehnyt itse kotisubbarinsakin.
Subwoofereissa k�ytet��n usempia elementtej� yleens� joistain seuraavista syist�:
Mik�li elementit asennetaan per�kk�in, muttuvat lis�ksi elementin parametrit (t�m� mahdollista joskus pienemm�n kotelon k�yt�n kuin yhdelle elementill�). Per�kk�in asennuksessa elementtien v�limatka alentaa yl�rajataajuutta.
Vaikka halvoilla elementeill� olisikin lupaavan n�k�iset parametrit haluamasi k�ytt��n, ovat ne silti ��nenlaadultaan yleens� huonompia kuin kallis vastaavantyyppisest� asumuksesta pit�v�. S�r�� on enemm�n, kompressio voi olla suurta ja parhaimmillaan k�ytt�ik�kin voi olla v�h�inen. Halvimpien elementtien valmistajien laadunvalvonta on usein siin�m��rin tuntematon termi, ett� yksil�erot ovat suuria niin parametreissa kuin mekaanisessa rakenteessa (puhekelat hankaavat, kartiot vinossa).
Jos olet aktiivista subwooferia rakentamassa, elementin hinta on vain osatekij� kokonaislovesta lompakossasi. Kokonaisummaa ei kamalasti heilauta, pist�tk� laatikkoosi (tai levyysi) halvimman mahdollisen elementin vaiko v�h�n j�re�mm�n, kunnollisen peruselementin. On teht�v� itselleen etuk�teen selv�ksi, onko tarkoituksena s��st�� rahaa vaiko rakentaa kunnollinen subbari. V��r�ss� paikassa s��st�minen yleens� pilaa koko projektin. Halpiselementit eiv�t yleens� ole hirve�n laadukkaita kokonaisuusisia ja niiden yleinen ongelma on, ett� niiden ominaisuudet tyypillisesti heittelee tuntuvasti valmistuser�st� toiseen (mm. thiele-small-parametrien arvot). Periaatteessa jokainen yksil� tulisi mitata suunnittelun perustaksi, jos elementeiss� on v�h�nkin isommat valmistustoleranssit. Kun k�ytet��n sopivaa taajuuskorjausta, lopputulos voi olla halpaelementill�kin tyydytt�v�.
Vifalla, Peerlessill� ja monella muulla laatumerkill� on mallistossaan edullisia ja hyv�laatuisia subbarielementtej�, joilla on hintaa joku satanen enemm�n kuin Kenny Evereteill� ja vastaavilla halpaelementeill�. Hifi-lehdess� on julkaistu listoja bassoelementeist� (esimerkiksi numerossa 4-5/1996), joten kannattaa vilkaista noita vanhoja Hifi-lehti� vaikka l�himm�ss� kirjastossa.
Yleensa elementtien herkkyydet on mitattu 1kHz:n taajuudella milla ei ole mitaan tekemista subbastaajuuksien kanssa. Tuo 1 kHz taajuudella mitattu herkkyys ei viel� paljoa kerro, miten tehokkaasti elementti toimii matalimpien ��nien toistamisessa. Herkkyyslukuja katsoessaan kannattaa olla tarkkana, ovatko mill� avoi nuo ilmoitetut herkkyydet on mitattu (eli onko kyseess� 1 kHz herkkyys vai bassotaajuuksien todellinen herkkyys).
Tuomas Juhola on kommentoinut seuraavaa: "Itsell�ni on 120 litrainen bassorefleksikotelo, johon on ripustettu bebekin 12 tuumainen vanha kunnon KENNY-elementti. Ja hyvin soi, kunhan muistaa ottaa p�lykupin preparointiveitsell� irti. Tosin jokin elementin parametri saattaa v�h�n muuttua. P�lykuppi on kielt�m�tt� ongelma, koska siit� tulee pahoja sivu��ni�. Vika saattoi kyll�kin minun versiossani olla kupin liimauksessa. My�skin elementtiin menevi� piuhoja voi joutua hieman lyhent�m��n etteiv�t ne resonoi jollain taajuudella."
Eli tuon selostuksen perusteella kyseess� ei ole mik��n hirve�n korkealuokkainen elementti, mutta kyll� siit� jotain k�ytt�kelpoistakin saa jos on rakenteluintoa eik� tuloksen tarvitse olla kaikkein parasta hiuppuhifi�.
T�ll�inen konstruktion on mahdollinen ja sit� k�ytet��nkin joissain kaupallisissa subwoofereissa. T�ss�ratkaisussa pit�� subwooferkotelon pohjaan laittaa riitt�v�n korkeat ajalat, ett� ilma p��see vapaasto liikkumaan elementin ymp�rill�. Pohjasijoitus toimii, koska tavalliset subbarit ovat sen verran paljon ymp�ris�teilevi�, ett� elementin suunnalla ei ole suurtakaan merkityst�- Pohjasijoituksessa ei tarvitse p�hk�ill� elementin mekaanisen suojaamisen suhteen ja kokonaisuudesta saa helposti tyylikk��n kun elementti ei sojota suoraan silmiin.
Jos refleksiputkikin sijoitetaan kotelon pohjaan, niin siin� tapauksessa tulee taata, ett� refeleksiputken p��n ymp�rill� on tarpeeksi vapaata ilmatilaa, ett� putki toimii kuten on laskettu (mielell��n v�hint��n putken paksuuden verran vapaata tilaa putken p��n ja lattian v�liin).
Tietynlaiselle elementille ei ihan mink�kokoinen kotelo sovi. Suljetun kotelon ilma toimi ik��nkuin kaiutinelementin takana olevana jousena joka vastustaa sopivasti sen liikett�. Paras vaste saadaan kun k�ytet��n sellaista koteloa, joka on elementin ominaisuuksiin n�hden optimaalinen. Suljetun kotelon kohdalla kotelon vaikutus elementtiin v�henee kotelon suurentuessa ja l�hestyt��n enemm�n "free air"-tyyppist� kotelointia, johon siis ei kaikki elementit sovellu. My�sk��n refleksikotelon koko ei voi olla ihan mit� sattuu jo senkin takia ettei koteloa saa viritetty� oikealle taajuudelle mill��n k�yt�nn�ss� kunnolla toimivilla ratkaisuilla.
Niin kauan kuin koteloon ei mahdu seisovia aaltoja on kulmikkaista muodoista kuutio paras. Kuutio on tilavuuteen n�hden lujempi kuin muut kulmikkaat muodot ja sen sein�m�pinta pienempi kuin muilla kulmikkailla kappaleilla. Py�re�t kappaleet ovat lujuusmieless� kuutiota paremmat, mutta niit� on kuitenkin paljon hankalampi rakentaa puusta. Py�reist� muodoista sylinteri on hyv� ja pallo on paras.
Taajuusalueella, miss� koteloon mahtuu seisovia aaltoja kuutio ei ole hyv�, koska kaikki seisovat aallot kasautuvat samoille taajuuksille. Kun koteloon mahtuu seisovia aaltoja niin kotelon muodon merkitys kasvaa ja seisovien aaltojen ongelmien torjumiseksi on koteloon laitettava sopivaa vaimennusainetta.
Subwooferin jakotaajuus kannattaa asettaa sen verran alhaiseksi, ett� subwooferkoteloon ei mahdu seisovia aaltoja (koteloon ei p��se taajuuksia joissa syntyisi seisovia aaltoja). Jos koteloon p��see taajuuksia jotka muodostava seisovia altoja tulee taajuusvasteeseen resonansseja ja vaimentumia noiden seisovien aaltojen taajuuksien kohdalle.
Usein on my�s suositeltu ett� kotelossa pyritt�isiin elementti saamaan mahdollisimman kaukasi kotelon takasein�st�. Koteloa ei kuitenkaan kannata tehd� aivan pitk�n putken muotoiseksi koska silloin se alkaa muistutaa transmissiolinjaa joka k�ytt�ytyy eri tavalla kuin tavallinen kotelo.
Suljetun kotelon mitoittamiessa voit k�ytt�� kaavaa:
Vkotelo = Vas / (((Qtot*Qtot)/(Qts*Qts)) - 1)Miss�:
Ns. ihannekotelon (Qtot = 0,707) voi mitoittaa seuraavalla kaavalla:
Vkotelo = Vas / ( 0.5/(Qts*Qts) - 1 )Suljetun kotelon resonanssitaajuuden voi laskea kaavasta:
F = fs * sqrt (1 + Vas/Vkotelo)Miss�:
Refleksiputken pituuden voi k�tev�sti laskea seuraavalla kaavalla:
l=(22700*d^2)/(f^2*V)-0,79*d
jossa:
Ihannekoteloa laskettaessa lasketaan ihanteellista tilavuutta, johon eiv�t kuulu refleksiputken tilavuus, elementin viem� tila ja kotelon sis�ll� olevat tukirimat. Eli kun lasket kaiutinmitopituskaavoilla tai sopivalla suunnitteluohjelmalla kotelon tilavuuden, niin varsinaista kotelon mittoja miettiess�si muisti lis�t� t�h�n saatuun tulokseen ne tilavuudet, jota releksiputki, elementti ja tuet kotelon sis�lt� viev�t. Eli rakennettavan kotelon kokonaistilavuuden voi laskea kaavalla:
Vkotelo = Voptimi+Vrefleksiputki+Velementti+Vsis�tuet
Kotelon viritt�minen niin, ett� -3 dB piste on 20 Hz paikkeilla ei ole realistinen tavoite elementille, jossa Qts-arvo on alle 0.5:n. Ison Qts-arvon omaavat elementitk��n taas eiv�t ole oikein hyv� t�h�n, silla niiss� on heikkotehoiset magneetit elementin kokoon suhteutettuna (tuloksena on huono transienttitoisto). Kaytann�ss� kunnollisiin tuloksiin p��set vain s�hk�isell� korjauksella.
Useimmilla elementeill� toteutettuna 20 Hz taajuus saadaan noin -10 dB tasolle viel� kohtuullisen kokoisella refleksikotelolla. Kun viritystaajuus on valittu tarpeeksi alhaiseksi, voidaan alap��st� vaimentunut vaste korjata s�hk�isesti 1. asteen alip��st�suotimella suoraksi tuonne 20 hertsiin saakka. Jotta kaiuttinelementtiin ei sy�tett�isi liian alhaisia taajuuksia voimakkaasti vahvistettuna, pit�� s�hk�isess� korjaimessa olla jyrkk� ylip��stsuodatin joka poistaa matala taajuudet hiukan 20 Hz alapuolelta.
Hyvin suositussa Hifi 100/1 subwooferiohjeessa k�ytet��n s�hk�ist� korjausta, jotta se saadaan toistamaan alimmatkin taajuudet kunnolla (s�hk�inen korjaus tehd��n 100/1:n jakosuotimessa).
Suunnitteluohjelmilla teht�viss� simuloinneissa kannattaa ottaa huomioon ett� yleens� suunnitteluohjelmat antavat toistok�yr�n kaiuttomassa huoneessa. Normaalissa huoneessa bassop�� korostuu, eli jos toisto menee kaiuttomassa 20Hz:iin suorana, on todellisuudessa tuloksena melkoinen korostuma alabassoalueella kun subbari tuodaan normaaliin huoneeseen. Korostuksen m��r� tietysti riippuu huoneesta, mutta subbarin simulointivaiheessa kannattaisi ottaa huomioon sellainen "sopiva" korostus alabassoilla.
Subwooferaiuttimissa k�ytetyt alip��st�suodattimet on perinteisesti LC-suodattimia joiden kytkent� on seuraavan tyyppinen:
[vahvistin +] o-----(kela)---+----o [kaiutin +]
|
-
- kondensaattori
|
[vahvistin -] o--------------+----o [kaiutin -]
T�ll�isell� suotimella saavutetaan 12 dB/oktaavi suodatuksen jyrkkyys.
Esimerkkikomponenttiarvot 100 Hz alip��st�duodattimelle 4 ohmin elementille:
12.8 mH kela ja 200 uF kondensaattori.
Voit laskea omat komponenttiavot muille taajuuksille sueraavilla kaavoilla:
C = 79577 / (Rw * Fc) L = 318.3 * Rw / FcMiss�:
[vahvistin +] o-----(kela)--------o [kaiutin +]
[vahvistin -] o-------------------o [kaiutin -]
Esimerkkitapaus 100 Hz alip��st�suodatus 4 ohmin elementille:
kelan arvo on 6.37 mH. Kelan arvo muille taajuuksille on
laskettavissa kaavalla:
L = 159.155 * Rw / FcMiss�:
Kelaa valitessa kannattaa huolehtia siit�, ett� valitsee sellaisen kelan jonka kelasyd�n ei p��se kyll�stym��n k�ytetyill� kaiuttimen tehoilla. Kun kelan syd�n kyll�styy, niin kelan induktanssi putoaa voimakkaasti ja t�m� aiheuttaa ��nen s�r�� ja muita h�iri���ni�. Kondensaattorin tulisi olla kaiuttimen jakuosuotimeen sopivaa tyyppi� (bipolaarielko tai polyesterikondensaattori) ja omata riitt�v� j�nnitekesto (suurempi kuin vahvistimen suurin ulostuloj�nnite).
Valmiiksi laskettuja komponenttien arvoja l�ytyy osoitteesta http://www.ljudia.com/fi/informa/tekninfo/delfilt.htm l�ytyv�st� taulukosta. 6 dB taulukosta l�ytyy kelan arvo pelk�ll� kelalla tapahtuvaan suodatukseen (kelan arvot millihenrein�). 12 dB taulukosta l�ytyy LC-suodattimen komponenttien arvot LC-suotimelle (kelan arvot millihenrein� ja kondensaattorien arvot mikrofaradeina).
Yksinkertaisin ylip��st�suodatin on kondensaattori sarjassa kaiuttimeen menev�n johdon kanssa. Jos kaiuttimet ovat 8 ohm nimellisimpedanssin, niin heit�t vain 220uF bipolaarielkon sarjaan kaiuttimen kanssa, tuloksena noin 90Hz ylip��st� jyrkkyydell� 6dB/oktaavi. Tuon kokoiset kondensaattorit tosin maksavat parikymppi� kappale, ja noitahan siis tarvitaan kummallekkin kaiuttimelle yksi. Ja tuon k�ytetyn kondensaattorin tulisi viel� olla bipolaarista mallia.
[vahvistin +] o---(kondensaattori)---o [kaiutin +] [vahvistin -] o----------------------o [kaiutin -]Tarvittava kondensaattorin arvo on laskettavissa kaavalla:
C = 1 / (6.28318 * Fc * Rt)Miss�:
C = (1/Rt) / (2 * pi * Fc)
Yll� esitetyss� kytkenn�ss� elektrolyyttikondensaattorin rinnalle kannattaa laittaa korkeiden ��nien toistoa parantamaan 100nF..10uF polyesterikondensaattori, koska elektrolyyttikondensaattorien ominaisuudet korkeilla ��nill� eiv�t ole polyesterikondensaattorien veroisia.
Kondensaattorin k�yt�ss� kannatta huomioida, ett� t�ll�isell� sarjakondensaattorilla bassojen taso ei putoa aivan tasaisesti, koska kaiuttimen impedanssi ei ole taajuuden funktiona vakio. Refleksikotelossa olevalla kaiuttimella on kaksi impedanssipiikki� bassop��ss� ja umpikotelolla yksi. N�iden piikkien kohdalla taso ei putoa yht� paljon kuin niiden ymparist�ss�. Lopputuloksena on siis ainakin jonkin verran piikik�s toistok�yr�.
Sama p�tee my�s muihinkin samalla periaatteela tehtyihin suodattimiin. Normaaleissa kaiuttimissa keski��ni- ja diskanttielemenit ovat tyypillisesti suljetussa kotelossa. Ensimm�isen asteen (siis t�m� pelkk� sarjakondensaattori) suodin ei toimi halutulla tavalla, ellei elementin impedanssia kompensoida tai valita riitt�v�n tasaisen impedanssivasteen omaavia elementtej� (esim. magneettinesteellinen diskanttielementti).
Hifi-lehti on kustantanut kirjan kaiuttimien rakentamisesta, ja t�st� kirjata l�ytyy my�s yksi ehk� kuulusii Hifi-lehden rakennusohje: Hifi 100/1 subwoofer. Verkossa on useita subwooferien rakentamiselle pyhitettyj� kotisivuja.
Liiketakaisinkytkent� vaatii subwooferiin sopivaa elektroniikkaa ennen p��tevahvistinta sek� sopivan anturin tunnistamaan kaiutinkartion todellista liikett�. Seuraavassa mahdollisia anturiratkaisuja:
Liiketakaisinkytkent�� ei saisi pit�� min��n loppuratkaisuna tai itsetarkoituksena, koska huonosta subwooferin konstruktiosta saa taatusti viel� kehnomman k�ytt�m�ll� feedbackia. Eli subwooferein perustan pit�� olla kunnossa: laadukas elementti, tukeva kotelo (mieluummin Qtot=<0.5) ja tehoa PALJON. Oikein suunniteltu liiketakaisinkytkent�kokonaisuus tarjoaa paljon etuja suhteellisen edullisesti.
Perinteisten" subbareiden vastetta oiotaan usein hyvinkin voimakkaalla s�hk�isell� korjauksella ja lopputuloksena s�r� vain lis��ntyy, samoin vaihevirhe. Liiketakaisinkytkenn�ll� vaste saadaan suoraksi, lis�ksi soiminen (s�r�, ohjaamaton tila) pienenee merkitt�v�sti. Eli ainakin kaksi k�rp�st� yhdell� iskulla.
Kotikaiuttimilla on tavoitteena saavuttaa mahdollisimman hyv� toisto haluttuun kuuntelupisteeseen. PA-��nentoistolla on taas tavoitteena aikaansaada riit�v� m��r� ��nt� halutulle alueelle sill� tavoin ett� ��ni on riitt�v�n hyv� joka paikassa kyseisell� kuuntelualueella. Koska kaiuttimilla tarvitsee tuottaa paljon enemm�n ��nt� kuin kotona, pit�� PA-kaiuttimilla olla suurempi herkkys kun kotikaiuttimilla ett� vahvistintehoa ei tarvita eivan kohtuuttomasti ja lis�ksi kaiuttimien tulee kest�� paljon jatkuvaa tehoa. Muita toivottavia ominaisuuksia ovat taisainen ��nikentt� koko taajuusalueella ja sellainen rakenne ett� useita kaiuttimia voi helposti yhdistell� uureksi kaiutinkokonaisuudeksi. Muita vaatimuksia ovat mekaaninen kest�vyys (kest�� kuljetukset, s��n, kaiuttimia t�niv�t ihmiset jne.) ja helppo siirrett�vyys (mm. kantokahvat vakiona, kooltaan j�rkev�sti liikuteltavissa).
PA-kaiuttimissa joudutaan tekem��n kompromisseja taajuusvasteen suhteen jotta nuo muut yksityisohdat voitaisiin saada riitt�v�n hyviksi tarkoitukseen. Taajuusvasteiden virheit� jotka aiheutuvat sek� kaiuttimien virheist� ett� kulloisestakin sijoituspaikasta korjataan sitten erilaisilla elektronisilla taajuuskorjaimilla. Kaiutimet, taajuuskorjain ja mittalaitteet eiv�t korjaa huoneakustiikan ongelmia, mutta niill� voidaan hyv�ss� tapauksessa v�hent�� joitain ongelmista.
Torvikaittumilla pystyt��n saamaan paljon normaaleja kaiutinratkaisuita parempia hy�tysuhteita, eli enemm�n ��nt� samalla teholla. Torvirakenne toimii er��nlaisena akustisena muuntajana joka sovittaa ��nil�hteen paremmin ilman ominaisuuksiin. Torvirakenteen suunnittelulla voidaan my�s vaikuttaa kaiuttimen suuntaavuuteen ja halutessa aikaan saada hyvinkin suuntaavia kaiuttimia.
Torvirakenteiden haittana on ett� torvi on mekaanisesti paljon hankalampi toteuttaa kuin perinteinen kaiutinkotelo. Lis�ksi yksi torvi ei pysty toistamaan kovin laajaa taajuuskaistaa ilman suurempia v��ristymi�, joten jos kaiutin toteutetaan pelkill� torvielementeill� niin siit� pit�� tehd� monitieratkaisu jossa tulee sitten vastaan muita ongelmia.
Erilaisia torviratkaisuja k�ytet��n yleens� PA-��nentoistossa, jossa on tarvetta suurien ��nenpaineiden tuottamiseen. Lis�ksi torvien suuntaavuudella kaiuttimien suutakuvioista voidaan tehd� sellaisia, ett� useita kaiuttimia voidaan pinota p��llekk�in ja vierekk�in ilman ett� ne h�iritsisiv�t toistensa toistoa. PA-puolella hy�tysuhde ja suuntaavuusasiat ajavat hifin edelle ja soundi on monesti aina kammottava.
Tyypillisesti PA-��nentoistossa korkeiden ��nien toisto hoidetaan torvielementeill� ja keski��nien toisto torvikuormitetuilla normaaleilla kaiutinelementeill�. Bassoalueella on yleens� perinteiset bassorefleksikotelot. Bassotaajuuksilla toimivasta torvirakenne on k�yt�nn�ss� hanakalan kookas, joten alimpien bassojen toistossa ei yleens� k�ytet� torvirakenteita muuta kuin hyvin isoisssa systeemeiss�.
Seuraavassa muutamien torvien perusteita exponetiaalitorville:
Kotikaiuttimissakin ollaan taas hiljalleen menossa kohti jonkulaisia torvirakenteita, kun p��s��nt�isesti kaiuttimien diskanttielementtien edess� alkaa olla pieni torven nys� suuntamassa ��nt�.
Torvien teoria on pitk� juttu. Yleens� k�ytet��n exponentiaalisia torvia. Torven lajenemisvakio m��r�� suuntaavuuden korkeilla taajuuksilla ja suuaukon pinta-ala m��r�� suuntaavuuden alap��ss�.
Hifi-lehden ohjeiden mukaiset rakennussarjoina saatavat kaiuttimet ovat yleinen puheenaihe sfnet.harrastus.audio+video uutisryhm�ss�. Suositelluin pikkukaiutin on ollut Hifi 12/2, josta on ollut l�hinn� vaan hyv�� sanottavaa. Muita mainittuja kaiuttimia ovat olleet Hifi 10/2, 6/2 ja 45/3. Hifi 100/1 subwooferia on vuoroin kehuttu hyv�ski kun toistaa kunnolla matalatkin ��nen ja haukuttu toisinaan l�ysyydest�. Kyseisten kaiuttimien rakennusohjeet on julkaistu Hifi-lehdess� ja Tuomelan Rakenna Hifikaiuttimet -kirjassa. Hifi-lehti� ja kyseist� kirjaa kannattaa etsi� l�himm�st� kirjastosta.
Hifi 12/2 -kaiuttimen vapaakentta- ja tehovaste ovat erinomaiset, alimmat bassot luonnollisesti puuttuvat, erottelukyky on hyva. Herkkyys on kokoon n�hden alas ulottuvan toiston (-6 dB 38 Hz) vuoksi pieni. Normaalikuuntelussa pari Wattia tosin kylla riitt��, ainakin kerrostalossa. Hifi 12/2 on testattu Tekniikan Maailmassa vuoden 1992 kaiutintestiss�. Hifi 12/2 sopii hyvin stereokaiuttimiksi musiikinkuunteluun ja viidell� kappaleella (+subbarilla) tekee jo ihan laadukkaan kotiteatterisysteeminkin. Hifi 12/2 parihinnaksi tuli takavuosina noin 2000-2500 mk. Suomen Hifitalo myy Hifi 12/2 kaiuttimista omia muunneltuja versoitaan 12/B ja 12/C, joissa kallis Dynaudion D-28 diskanttin tilalla k�ytet��n muita diskanttielementtej�. Basso/keski��nielementti on sama Seas P17 REX. N�m� versiotkin ovat ihan hyvi� Tekniikan Maailman vuoden 1995 kaiutintestin mukaan.
Halvoista valmiista pikkukaiuttimista JPW Mini Monitor on ryhm�ss� hyvin usein mainittu hyv�ksi kaiuttimeksi hintaansa (70-100 euroa/kpl) n�hden esimerkiksi kotetatterik�ytt��n, koska kaiutinta on saatavissa ysitt�iskappalein ja my�skin magneettisuojattuna versiona. Kaiutin on my�skin p�rj�nnyt lehtien testeiss� kohtuullisen hyvin ja tarjoaa hintaluokassaan hyv�n vastineen rahoille. Ainakin kotiteattrik�yt�ss� Mini Monitorit vaativat bassop��ss� tuekseen kunnolisen subwooferin. JPW:t on sin�ns� aivan k�yv�t, mutta on niiss� joitain puutteitakin: niist� ei saa ulos kovin paljoa ��nt� (90 dB korvilla), basso ei mene kovinkaan alas ja toistoltaan hieman poissaolevan tuntuiset. K�yt�nn�ss� subbaria k�ytett�ess� jakotaajuus subbarin ja minimonitorien v�lill� joudutaan asettamaan noin 70 Hz tuntumaan, mik� ei takaa optimaalista tulosta musiikinkuuntelussa.
Kaiuttimen tekniset tiedot:
Lopuksi kannattaa mainita, ett� kaiuttimia ei kannata ostaa vaan sekalaisten suositusten perusteella. Suositusten avulla voi saada vinkkej�, mihin kaiuttimiin kannattaa tutustua, mutta lopullinen valinta kannattaa tehd� kuuntelun ja omien mieltymysten perusteella (mik� kuulostaa hyv�lle omalla mielimusiikilla).
Hifi-"merkkiset" kaiuttimet ovat aikoinaan , 80-luvun alkupuolella, olleet Hifi-lehden rakennussarjakaiuttimia. Eli hifi-lehdess� on ollut kotelon mitat, jakosuotimen kytkent�, ja mit� elementtej� kyseiseen kaiuttimeen tulee. Ja siit� sitten Niilo N�pp�r� on rakennellut omien taitojensa mukaan hyvin, tai hyvin huonosti, soivan kaiuttimen. Kaiuttimien rakennusohjeet on julkaistu my�s Pekka Tuomelan kirjassa "Rakenna hifikaiuttimet" (Helsinki Media Erikoislehdet, Tecnopress, 1993, 202 s.). T�m� kirja l�yty monesta kirjastosta.
Kaiuttimien numeritunnuksiin on koodattu tietyt perustiedot kaiuttimesta. Ensimm�inen numero tarkoittaa kotelon basso-osan tilavuutta litroissa ja toinen elementtien lukum��r��. Hifi 45/3 on siis 45 litrainen kolmitiekaiutin ja Hifi 12/2 on 12 litrainen kaksitiekaiutin.
Nyky��n Hifi-rakennussarjakaiuttimia myy Suomen Hifi-talo, jolla on webbisivut osoitteessa http://www.hifitalo.fi/. Heilt� saa my�s osia ja ohjeita kaikkiin aikoinaan Hifi-lehdess� esiteltyihin kaiuttimiin (mik�li kyseisi� elementtej� on yleens� saatavana). Hifi-lehden rakennussarjakaiuttimet ovat ilmeisesti olleet hinta/laatu suhteeltaan erinomaisia, koska niita on rakenneltu tuhansia kappaleita. Hifitalo myy my�s omia kaiuttimia valmiita Chorus-nimisi� kaiuttimia, joista osa on mukana my�s hiukan muunneltuja versoita Hifin rakennusarjakaiuttimista.
Suomen Hifi-talo kehitti oman kaiutinmallinsa 12B Hifi-lehden jukaisemasta Hifi 12/2 kaiuttimen rakennusohjeesta. 12C on 12B-mallista edelleen kehitetty malli. Muutoksessaan Suomen Hifi-talo vaihtoi alkuper�isess� Hifi 12/2-kaiuttimessa k�ytetyn kalliin diskanttielementin nykytyylin mukaisesti (halvemmaksi) kalotiksi. Muutoksien lopputukoksesta on ristiriitaisia mielipiteit�. Tekniikan maailman kaiutintesti vuonna 1995 arvosteli Hifitalon versiot ihan kelpo kaiuttimiksi, mutta monet hifiharrastajat pit�v�t kalliimpaa alkuper�ist� 12/2 paremmin soivana kaiuttimena.
Ljudian kaiutinrakennusarjoista ei ole ollut paljoa kommentteja sfnet.harrastus.audio+video-uutisryhm�ss�, vaikka niist� silloin t�ll�in kysyt��nkin. Kommenttien v�hyydest� johtuen ei t�ss� FAQ-listassa voi vet�� tuotteista mink��n suunnan johtop��t�ksi�. Ainut kommentti, jota niist� olen l�yt�nyt on kommentti marraskuulta 1998 nimimerkilt� "Jarkko", joka ei antanut viestiss��n oikeita yhteystietojaan. Alla kommentti lyhennettyn� ja uudelleen editoituna (sama asiasis�lt�):
"Mulla on kaksi Zachry 3550 mk2 kaappia (n.1700 mk). Mukana tuli kokoamiseen tarvittavat osat, ruuviliittimet, ei ty�kaluja. Taajuusvaste lienee alaosasta liioiteltu. Oletan ett� noin 60 Hz on todellinen alaraja sitten vaimenee nopeasti. Jakosuodin erikoinen, mutta ��ni oli yll�tys. Ei hifi�, mutta k�ynee kaapeiksi, joita voi k�ytt�� ilman ett� korvat pyyt�v�t vaihtamaan heti kaiuttimet toisiin. En k�yt� noita kotona vaan juhlissa ym."
Toinen kommentti: "Tuomelan uusimmassa kaiutinrakennuskirjassa mitattu muutama Ljudian rakennussarja. Taajuusvasteita voisi kuvata yhdell� sanalla: vuoristorata."
Acoustic 707 -kaiuttimia on kaupiteltu ainakin eri puolla etel�suomea kadun varsilla ja parkkipaikoila suoraan paketiautosta. Niit� kehutaan kovasti maan parhaiksi ja v�itet��n myyv�n murto-osalla alkuper�isest� hinnasta. Yleens� myyntihinta on parin tonnin paikkeilla. Kyseisi� kaiuttimia on myyty samoin menetelmin ymp�ri maailman (hiukan eri nimill� tosin).
Hifi-lehti testasi kyseiset kaiuttimet Helmikuun 1998 numerossa, ja totesi ett� kaiuttimet eiv�t ole hintansa arvoiset, vaan laadultaan halpojen pakettikaiuttimien luokkaa.
Pakettiautoista myyd��n samaan tapaan my�s "Linear Phase"-nimisi� kaiuttimia. Lis�� tietoa n�ist� pakettiautosta myyt�vist� kaiuttimista l�ytyy my�s osoitteesta http://www.frii.com/~rjn/audio/whitevan.htm.
Bose-kysymyshan on kansainvalisissa uutisryhmissa jo klassikko, jonka esittaminen saa ujossakin kirjoittajassa asustavan fleimaajan esille. Bosen-laitteilla on omat kannattajansa, joiden mielest� Bose tekee hyv� tuotteita ja hyv��n hintaan. Vastustajien mielest� taas Bosen tuotteet ova ylimarkkinoituja, ylihintaisia ja huonoja. Totuus on ehk� jossain tuossa v�liss�, kuten monella muullakin valmistajalla. Lis�tietoja aiheesta tarjoaa The Bose FAQ osoitteessa http://home.earthlink.net/~busenitz/bs.html sek� Bosen webbisivut osoitteessa http://www.bose.com/.
Cervin Vegan kaiuttimet on tyypillisesti suunniteltu sellaisiksi, ett� niist� l�htee todella paljon ��nt� ja paljon bassoa. Tyypillisesti n�iden kaiuttimien herkkyys on luokkaa 95-104 dB/w/1m, joten pienell�kin vahvistimella niist� l�htee paljon ��net�. Kun tehonksesta on ylees� reilusti, niin isommalla vahvistimmella niist� saa todella paljon ��nenpainetta.
Cervin Vegan kaiuttimissa bassotoistolle on ominaista, ett� bassoalue on jonkin verran korostunut 60-100 Hz alueelta, joten tyypillisen pop/rock-musiikin bassoja tulee todella reilusti. Yleens� toisto kyll� vaimenee matalimmilla bassoilla.
Johtuen n�ist� suunnitteluperusteista Cervin Vegan kaiuttimien ��ni ei ole niin hyv� kuin hyviss� hifikaiuttimissa. T�m� on havaittavissa monessa mallissa stereokuvassa ja ��nen puhtaudessa vaativammalla musiikilla. Cervin Vegan kaiuttimet ovat taas eritt�in sopivat kaiuttimet diskopopille ja ��nekk��lle rokille, miss� halua ett� bassoja tulee niin ett� tuntuu.
Riippuen kotioloista ja siell� olevista mittalaitteista voi hifiharrastaja suorittaa ainakin joitain laitteiston suorituskyvyn mittauksia. Suurimpaan osaan mittauksista tarvitaan ainakin joitain perusmittalaitteita, ett� mit��n j�rkevi� tuloksia voi saada aikaan.
Vahvistimien ja vastaavien komponenttien mittaaminen onnistuu kotioloissa ehk� n�pp�rimmin ja edullisimmin sopivan testiCD:n ja sopivan yleismittarin avulla. Perusperiaatteena mittauksissa on ett� testi-cd:ll� voipi soitella eri taajuuksia ja sitten mittailla laitteen antamaa j�nnitett� sopivalla mittalaitteella (oskilloskooppi, yleismittari). Yleismittaria k�ytett�es�s kannattaa huomioida, ett� yleismittarit on yleens� suunniteltu n�ytt�m��n tarkasti oikein vain 50/60 Hz ymp�rist�ss�. Monien yleismittareiden taajuuvaste on selv�sti pudonnut jo 1 kHz kohdalla (se paljonko on pudonnut on mittarimallikohtaista). Yleismittarien kohdalla herkimm�ll� mitta-alueella taajuusvaste on yleens� paras. Jos luottaa siihen, ett� CD soittimen linjal�hd|n taajuusvaste on suora, silloin tietysti mittarin mittavirhe voidaan mitata ja kompensoida muissa mittauksissa. On huomattava, ett� t�m� kalibrointi pit�� suorittaa erikseen kullakin mittarin j�nnitealueella, koska taajuusvaste vaihtelee j�nnitealueittain.
Edell� kuvattua mittaustapaa voinee soveltaa hyvin moneen taajuusvastemittauksen. Muita vaihtoehtoja vastaavien mittauksten suoritukseen on sitten tehd� homma samalla tapaa, mutta k�ytt�� j�nnitemittarina oskilloskooppia, joilla tuo taajuusvaste on selv�sti yleismittareita parempi. Mittauksia voi my�s suorittaa erikoismittalaitteilla (yleens� k�ytet��n audiolaitehuolloissa) sek� tietokoneella ��nikortin ja sopivien mittausohjelmien avulla (muunmuassa Audio Speker Workshop ja LoudSpeaker LAB ohjelmat sopivat t�h�n).
Kaiutinmittauksien tekemiseen tarvitaan edell� kerrottujen lis�ksi sopiva mittamikrofoni ja sille sopiva esivahvistin. Sen j�lkeen mittaukset onnistivat edell� mainituilla tietokoneohjelmilla kunhan ymm�rt�� kaiutimittausten perusteet.
Audiomittaukseissa tarvittavalla mikrofonilla tulisi olla mahdollisimman suora taajuusvaste ja muutenkin hyvin tunnetut ominaisuudet. K�yt�nn�ss� mittamikrofonin siis pit�� olla suuntakuvioltaan pallokuvioinen (onmidirectional eli ottaa ��nt� yht� voimakkaasti joka suunnasta) ja mekaanisesti pienikokoinen. Edullinen, pienikokoinen pallokuvioinen kapseli voi olla erinomaisen hyv� taajuusvasteen tasaisuuden suhteen. Pallokapselissa ei oikein ole mit��n, mik� pahasti v��rist�isi toistoa.
Tietokoneella mittauksia tehdess� ei ole olennaista, onko jonkin mikin vaste viivasuora vai ei, vaan se, ett� mikist� on olemassa riitt�v�n tarkka taajuustaste mitattuna. Silloin taajuusvirheet voidaan eliminoida mittaustuloksesta. Lis�ksi pit�isi mikin toiminnasta tiet��, onko odotettavissa jotain yll�tyksi� esim. suuntakuvioissa eri taajuusalueilla.
K�yt�nn�ss� mahdolliset mikrofoniratkaisut ovat silloin pieni elektreetti tai kondensaattorimikrofonikapseli.
Valmiita mittamikrofoneja saa useilta eri mikrofoneja tekev�lt� valmistajilta. Hyvin monella valmistajalla on mallistossa tarpeeksi suoran ja muuten ongelmattoman vasteen antavia mikrofoneja. Ainakin seuraavia merkkej� kannattaa vilkaista jos olet mittamikrofonia etsim�ss�: Bruel&Kjaer, Earthworks, AKG, Neumann, Sennheiser, Audio Technica ja Behringer. Yleens� hyv�t mittamikrofonit maksavat useita tuhansia markkoja kappaleelta.
Hyvin tunnettu mikrofonivalmistaja on aina varmempi valinta kuin halpamikki, mutta halpamikrofonistakin voi saada hyvin suoran taajuusvasteen. Sit� ei vain varmasti tied�, eik� yksil�st� toiseenkaan voi olla varma, mik� on heitto vasteessa. Kalliit mikrofonit on tuotettu tasalaatuisemmin, ja voi olla varmempi siit�, ett� saa mit� ostaa.
Edullisista mittamikrofoneista voinee mainita esimerkiksi Behringer valmistaa taajuusvastemittauksiin sopivaa mittamikrofonia ECM8000, jonka hintaluokka on noin 100 euora. Toinen halpa tapa on tehd� mikrofoni itse jostain edullisesta suoran vasteen antavasta mikrofonikapelista.
Eli yhdell�k��n huippumikill�k��n se ei ole sellainen suora, kuin valmistaja ilmoittaa. Valmistajan mittaus voi olla ihan todellinen, mutta on tehty yleens� metrin et�isyydell� kaiuttomassa huoneessa. Sellaisessa mittatilanteessa vaste on suora ja siihen voi "luottaa". Tultaessa tavalliseen huoneeseen, tilanne tosin muuttuu.
Kyll�, yhdell�k��n mikill� ei ole naulan suoraa vastetta. Jokainen mikki on v�h�n� yksil�, erot tulevat kapselista, parhaimmissakin mikeiss� on aina pient� hajontaa. Sit� ei voi s��t�� jostakin ruuvista suoraksi. Kalliimmat mikrofonit on yleens� valmistettu tasalaatuisimmin kuin halvemmat, mutta on niiss�kin eroja.
Mittausteknisesti olennaista ei ole, onko jonkin mikin vaste viivasuora vai ei, vaan se, ett� mikist� on olemassa riitt�v�n tarkka taajuustaste mitattuna. Silloin taajuusvirheet voidaan eliminoida mittaustuloksesta. Yleens� mittamikrofonit testataan ja kalibroidaan valmistajan tehtaalla huomattavasti paremmalla ja kalliimmalla mittalaitteella ja referensseill� kuin mit� tuo mikrofoni maksaa. Jos mittamikrofonisi valmistaja toimittaa kalibroidun vasteen paperilla, silloin tied�t mik� on sun mikin todellinen vaste (mitattu ja mahdollisesti s��detty valmistajan tehtaalla).
Tehtaalla s��detyn mikin vasteella ei ole mit��n tekemist� sinun huoneen akustiikan kanssa, kun puhutaan mikin kalibroimisesta valmistajan tehtaalla. Ja kun mikin vaste on suora, silloin vasta tied�t ett� mikki n�ytt�� sinun huoneessa kaiuttimen vasteen niinkuin pit��, on se sitten suora tai v��r�. Mutta jos mikin vaste on pieless� (yleins� halvat), silloin kaiuttimen vaste n�ytt�� my�s v��r�lt�.
Mittamikrofoneja ei k�ytet�� yleisesti ��nityksiin siksi, ett� niiden pohjakohina on yleens� turhan voimakas vaativaan ��nitt�miseen. Lis�ksi mittamikrofonissa voi olla muitakin puuteita, vaikkapa diskantin transienttitoistossa ja s�r�arvoissa. Mutta mittauksiin sellainen k�y erinomaisen hyvin. Esimerkiksi tyypillisiss� mittamikrofoneilla teht�viss� vastemittauksissa suhteellisen voimakas pohjakohina ei ole mik��n ongelma, mutta ��nitystouhuissa t�m� kyll� h�iritsee.
Yleisin mikrofonityyppi on pieni elektreettikapseli jollaisella saa helposti suoralla taajuusvasteella edulliseen hintaakin. Elektreettikapselien yleisin ongelma on suuri kohintaso, mutta se ei haittaa mittausk�yt�ss� kaiuttimia mitatessa. Halvin k�ytt�kelpoinen elektrettimikrofonikapseli on noin viiden euron hintainen Monacorin pieni MCE-2000 elektreettikapseli (saa monesta paikkaa, Helsingist� RadioDuosta). Valmistaja ilmoittaa MCE-2000-elektreettikapselin taajuusvasteeksi 20-20000Hz +- 2db. T�t� kapselia on k�ytetty Hifi-lehden desibelimittarin rakennusohjeessa (Hifi-lehti numerot 2/1991 ja 6-7/1991) yhten� mikrofonivaihtoehtona.
Muita mahdollisia kapseleita ovat esimerkiksi Sennheiserin pienet elektreettikapselit (esim. MKE2) joiden hinta l�htee muutamasta satasesta kappale. Kun l�hteen hankkimaan mikrofonikapselia, niin kaanttaa hankkia sellainen johon saa mukaan datalehdet joista selvi�� taajuusvaste ja muut ominaisuudet (kun tiet�� ominaisuudet niin joitain puutteita voi kompensoida tuloksia k�sitelt�ess� kun ep�ideaalisuudet tuntee).
Jotta mikrofonin mekaaninen rakenne ei h�iritsisi mittauksia, niin mikrofonikapseli kannattaa sijoittaa ohuen metalliputken p��h�n, jolloin tuo mikrofonin runkona toimiva putki ei paljon h�iritse kapselin ymp�rist�n ��nikentt��.
Elektreetti- ja kondensaattorimikrofonit tarvitsevat toimiakseen k�ytt�j�nnitteen. Kondensaattorimikrofonissa k�ytt�j�nnitett� tarvitaan mikrofonissa toimintaan tarvittavien potentiaalierojen synnytt�misen mikrofonikalvon molemmin puolin. Elektreettikapselissa k�ytt�j�nnitett� tarvitaan mikrofonin sis�ll� olevaan pieneen vahvistinasteeseen.
Kaupalliset mittamikrofonit tyypillisesti ottavat k�ytt�j�nnitteens� joko mikrofonikaapelia pitkin esivahvistimelta (tavallinen Phanton Power tyypillisesti j�nnitteell� 12-48V) tai sitten niiss� on oma paikka tehin antavalle paristolle. Itse rakennetuissa mittamikrofonisysteemeiss� on k�tevint� k�ytt�� erillsit� paristoa (3-9V).
Kaiuttimen vasteen mittauksessa vakiotaajuisella sinisignaalilla tehty mittaus on arvoton. Jos k�yt�t mittauksessa huojuvaa sini��nt� tai kaistakohinaa (tai kohinaa, riippuen mittaristasi), mittauksella on jotain arvoa, mutta suurin varauksin. Mittamikrofoni ja mittari vaikuttavat my�s tulokseen. Puhumattakaan kuunteluhuoneesta.
Ennen mittausten tekemist� suosittelen tutustumaan mittausmikrofonin sijoittelun vaikutukseen mittaustulokseen. Siirr� mikki� vaikka sivusuunnassa tai jonnekin p�in muutama sentti, parikymment� sentti�, puoli metri�, metri ja ihmettele, miten ne mittaustulokset voivat olla niin erilaisia vaikka mit��n muuta ei tehty kuin siirrettiin v�h�n mikki�.
Vasteen mittaus kuunteluhuoneessa on vaikeaa, ett� siit� olisi mit��n iloa. K�yt�nn�ss� tarvitsisit jonkin tietokonepohjaisen mittalaitteen ja riitt�v�n suorasti toistavan mittamikin, ett� saisit jotenkin j�rkevi� tuloksia. Eik� tietsikan tuloksiinkaan voi luottaa kuin osittain. Kaikkien akustitsen mittalaitteiden ja menetelmien rajoitukset t�ytyy tiet��, ennene kuin luottaa niihin sokeasti ja soveltaa tuloksia vaikkapa vasteen korjailuun.
Akustiset mittaukset ovat karkeasti suuntaa-antavia, esimerkiksi kaiuttimen suotimen suunnittelu siten ett� tuijottaa vain mittarin kertomaa taajussvastetta siin� yhdess� pisteess� johtaa helposti t�ysin mets��n.
Kokeneet korvat ovat kaiuttimen ��nenlaadun arvostelussa parhaimpina mittareina, tosin eiv�t aina aivan objektiivia. Kaiuttimissa on lukematon m��r� ominaisuuksia ja asioita, jotka eiv�t n�y taajuusvasteessa mutta kuuluvat ihan oikeasti. Akustisilla mittauksilla pystyt��n kattamaan n�ist� asioista vain harva, mutta mittauksetkin ovat tarpeellisia, koska jos kaiutin on mittausten perusteella joltain osin pahasti pieless�, ei se pysty soimaan hyvin. Toisin p�in tuloksia ei pysty soveltamaan, koska vaikka kaiutin olisi kaikkien mittausten mukaan hyv�, niin ei se takaa ett� se soi hyvin.
Sen sijaan s�hk�isess� toistoketjussa mittarit taas antavat oikein k�ytettyn� laitteen laadusta luotettavan kuvan, ja kun perusmittaukset ovat kunnossa eiv�t korvatkaan kuule mit��n, kunhan tekee testin AB-sokkokuunteluna jossa on riitt�v�n monta vaihtokertaa, ett� ei huijaa itse��n tai kavereitaan.
Jotta voisit mitata kaiuttiesi ominaisuuksia tietokoneella, niin tietokoneessasi pit�� olla ��nikortti, siihen sopiva mikrofoni sek� sopiva ohjelmisto. Linkkej� kaiutinsuunnittelu- ja mittausohjelmiin l�ytyyy osoitteesta http://www.epanorama.net/audiospeakers.html.
��nikorttia mittaukseen k�ytett�ess� kannattaa otta huomioon, ett� tietokoneiden ��nikorttien taajuusvaste (etenk��n mikrofonilinja) ei useinkaan ole aivan suora, ja t�m� aiheuttaa mittausvirhett�. Onneksi osassa ohjelmia on nyky��n mahdollisuus mitata my�s ��nikortin aiheuttamat virheet ja kompensoida ne (ihan huonolla kortilla ei sittenk��n kannata ruveva mittailemaan).
Mittaukseen tarvitset seuraavat vehkeet (er�s usean ihmisen ja itseni kokeilema j�rjestely):
Ihan ensimm�iseksi mittausta aloitettaessa tulee huolehtia ett� ��nikortin asetukset on mittaukseen sopivasta ja mittaohjelma on kalibroitu eliminoimaan ��nikortin mahdolliset virheet (ja mikrofonin virheet, jos niist� on mittaustuloksia saatavana).
Itse kaiuttimien mittaamiseksi kaiutin tulee asettaa riitt�v�n kauaksi kaikista ��nt� heijastavista pinnoista (mittaus paras tehd� ulkona jos mahdollista). Sitten mittamikrofoni sjoitetaan sopivan et�isyyden p��h�n (melkein kiinni elementist� parin metrin p��h�n riippuen mittaustavasta) kaiuttimesta ja aloitetaan mittaaminen.
Mahdollisimman suora taajuusvaste kaikissa liit�nn�iss� on eduksi ��nikortissa mittuastarkoituksissa, niin ei tarvitse ohjelmassa niin hirve�sti noita virheit� korjata. Monessa vanhemmassa ��nikortissa linjaliit�nn�t on suhteellisen tasaisia vasteeltaan, mutta mikrofiniliit�nt�jen vasteet on mit� sattuu (jopa l�hes puhelimen luokkaa ja automaattisella tasons��d�ll� pilattuna). Aina moni ��nikortti kelpaa linjaliit�nt�j� k�ytt�m�ll� mittauksiin ainakin pienen taajuusivirheiden korjailun ja kalibroinnin j�lkeen. Jotta mittamikrofonin kanssa voisit k�ytt�� linjaliit�nt�j�, niin tarvitset mittamikrofonille oman esivahvistimen.
Taajuusvasteen huonous ei v�ltt�m�tt� tarvitse olla mik��n este mittauksille, sill� mittauslaitteiston vasteen kompensointi loopback-kaapelilla keskiverto ��nikortteja ja mikrofoniesivahvistimia k�ytett�ess� on l�hes v�ltt�mt�n joka tapauksessa. Jopa 5 dB:n vasteenpudotuksen esim. diskanttip��ss� pystyy kompensoimaan t�ysin kivuttomasti monessa ohjelmassa (esim. Loudspeaker Lab:ssa).
My�s ��nikortin fullduplex-ominaisuudet ovat ensiarvoisen t�rkeit�, jollei t�rkein asia. Usein nimitt�in kortin ominaisuudet huononevat radikaalisti k�ytett�ess� sit� fullduplexina. Vaikka kortin liit�nt�jen vasteet olisiva miten hyv�t, mutta jos fullduplex-toimintoa ei ole tuettu (raudassa tai drivereissa) tai fullduplex-tila on kovin h�iri�inen, on kortti k�ytt�kelvoton mittauksiin.
��nikortin signaali-kohinasuhteella ei ole pahemmin kaiutinmittauksissa merkityst�. Jo niinkin pieni lukema kuin 30 dB:� riitt�� normaalimittauksiin. Jos on tarvetta mitata huoneakustiikkaa ja tarkkoja visiputousk�yri�, niin sitten suurempi dynamiikka olisi tarpeen (60 dB tai enemm�n riitt�� moniin tarkoituksiin).
Kaiutinelementin Thiele-Small parametreja tarvitaan sopivan kaiutinkotelon mitoittamiseen. Yleens� helpoin tapa on hankkia nuo tiedot kaiuttimen valmistajalta, maahantuojalta tai netiss� olevista parametrilistoista (sopivia linkkej� aiheeseen on osoitteesta http://www.epanorama.net/audiospeakers.html#element).
Joissain tapauksissa kun kaiutinelementtien parametreja ei saa muuten tietoon (esimerkiksi kaiutinelementti jonka valmistajasta ja typist ei ole tietoa), on nuo parametrit mitattava itse jos meinaa ihannekotelon mitoittaa. Ohjeita kaiutinelementin parametrien mittaamiseen l�ytyy osoitteesta /docs/audio/speaker_parameters.html. N�iden ohjeiden hy�dynt�miseksi tarvitset sopivan signaaligeneraattorin (funktioneneraattori tai tietokoneen ��nikortti sopivalla ohjelmalla varustettuna), muutaman vastuksen ja sopivan yleismittarin (n�ytt�� j�nnitteit� suunnilleen oikein mitattavalla taajuusalueella).
Kaiutinelementtien parametreja voi mitata my�s tietokonelle, muunmuassa osoitteesta http://www.speakerworkshop.com/ l�ytyv�ll� Audua Speaker Workshopilla voi mitata osan kaiutinelementtien parametreista. Ihan ilman kolvausta t�m�k��n mittaus ei suju, koska elementin mittaamista varten pit�� rakentaan muutamasta vastuksesta ja liittimest� koostuva mittauskytkent�, joka kytket��n PC:n ��nikortiin.
Markku Salonen on kirjoittanut joukon artikkeleja, joissa h�n tutkii huoneen vaikutusta kaiuttimien sointiin ja h�n esittelee jutuissaan my�s k�ytt�mi��n mittausmenetelmi�. N�m� artikkelit l�ytyv�t seuraavista osoitteista: