Kaiutinten impedanssisovitus

Impedanssi (Z) tarkoittaa vaihtovirtavastusta ja sen yksikkö on ohmi (Ω). Muusikon arkeen tämä teoreettinen käsite tunkeutuu esimerkiksi silloin, kun kaiutin kytketään vahvistimeen. Tällöin kaiuttimen impedanssi muodostaa kuorman, jota vasten vahvistin työskentelee. Sen vuoksi kaiuttimen nimellisimpedanssin eli sen muodostaman kuorman pitää olla vahvistimen kaiutinlähtöön sopiva, jotta laitteisto toimii kunnolla ja pysyy ehjänä.

Kaikille päätevahvistimille ilmoitetaan jokin optimikuorma ja perussääntö on yksinkertainen: vahvistimeen kytketään vain sellainen kaiutin, että sen nimellisimpedanssi vastaa vahvistimessa ilmoitettua impedanssia (todellisuudessa kaiuttimen impedanssi vaihtelee taajuuden mukaan, mutta nimellisimpedanssi antaa riittävän kuvan vahvistimen ja kaiuttimen yhteensovittamista varten).
Pääsääntö: vahvistimeen kytketään sen suuruinen kuorma kuin kaiutinliitännän optimikuormaksi on ilmoitettu. Jos siis vahvistimen kaiutinlähdön viereen on merkitty 8Ω, niin siihen kytketään vain ja ainoastaan 8Ω kaiutin. Jos kaiutinlähdön viereen on merkitty 16Ω, niin siihen kytketään vain ja ainoastaan 16Ω kaiutin. Jne.

Putki- vs. transistorivahvistimet

Putkivahvistimet ja transistorivahvistimet poikkeavat hieman toisistaan. Jos putkivahvistin kytketään epäsopivaan kuormaan, saattaa pääteputkien ikä lyhentyä huomattavasti, päätemuuntaja tai jopa tasasuuntaaja vioittua ja ikävimmässä tapauksessa edessä on kallis remontti.
Monissa putkivahvistimissa on kuitenkin useita erillisiä ja eri tavoin merkittyjä kaiutinliitäntöjä tai kytkin, jolla kaiutinliitännän vaatimaa nimellisimpedanssia voidaan muuttaa. Tämä on käytännöllistä, sillä näin vahvistimeen voidaan kytkeä erilaisia kaiutinkaappeja, kunhan noudatetaan perussääntöä: vahvistimen kaiutinliitännän tai sen sovitukseen vaikuttavan kytkimen vieressä olevan lukeman tulee vastata kaiutinkaapin lukemaa.
Tarkkana on syytä olla, sillä myös monet kaiutinkaapit on kytketty siten, että niiden nimellisimpedanssia voidaan vaihtaa liittämällä vahvistimelta tuleva johto eri jakkiin tai napsauttamalla liittimen vieressä oleva kytkin toiseen asentoon. Silloinkin pätee pääsääntö: jos lukema on vahvistimen päässä 4Ω, on kaiuttimenkin oltava 4Ω. Jos taas lukema on vahvistimen päässä 8Ω, on kaiuttimenkin oltava 8Ω. Ja niin edelleen…
Transistorivahvistimet ovat oma lukunsa tässäkin. Niiden kaiutinliitännöille ilmoitettu impedanssivaatimus on pienin sallittu lukema. Esimerksi 4Ω kaiutinlähtöön voi kyllä kytkeä esimerkiksi 8Ω tai 16Ω kaiuttimen, mutta tällöin vahvistimen antoteho ei enää ole sama kuin se olisi optimikuormalla 4Ω. Kuorman kasvaessa vahvistin hyytyy lopulta kokonaan, joten rajansa on tälläkin soveltamisella. Jos haluaa varmistaa täyden antotehon ja puhtaan signaalin, on syytä noudattaa perussääntöä myös transistorivahvistimen kanssa: kaiuttimelle ilmoitetun nimellisimpedanssin on oltava sama kuin vahvistimelle ilmoitettu optimikuorma.

Sovelluksia

Toisinaan yhteen vahvistimeen täytyy kytkeä useita kaiutinkaappeja, kun pinotaan kitaristille kunnon stäkkiä erillisistä komeroista, tai halutaan ketjuttaa lavamonitoreita samaan syöttöön. Tai sitten kaapin sisällä olevia erillisiä elementtejä on kytkettävä toisiinsa esimerkiksi kaapin kokonaisimpedanssin sovitusta varten.
Yksinkertaisessa tapauksessa kaiutinelementit kytketään toisiinsa joko sarjaan tai rinnan. Soveltamalla sekä sarjaan- että rinnankytkentää samanaikaisesti voi kuitenkin esimerkiksi saman, neljällä 12-tuumaisella kalustetun kaiutinkaapin kokonaisimpedanssia muunnella tarpeiden mukaan.

 

Sarjakytkennän kokonaisimpedanssi lasketaan kaavalla: Z = Z1 + Z 2  

 

 

Rinnankytkennän kokonaisimpedanssi lasketaan kaavalla: 1/Z = 1/Z1 + 1/Z2

Piirrokset: TommiPosa
 

Vaikuttiko juttu kiinnostavalta? Se on julkaistu alunperin Riffin numerossa 2/2010 ja samaa aihepiiriä käsitteleviä, laajempia artikkeleita löydät painetusta Riffi-lehdestä.

Riffiä myyvät Lehtipisteet, kirjakaupat ja hyvin varustetut soitinliikkeet kautta maan. Lehteä sekä irtonumeroita voi tilata myös suoraan kustantajalta näillä sivuilla olevan Riffi-kaupan kautta.
Ennen vuotta 2010 julkaistuja numeroita voi tiedustella suoraan asiakaspalvelusta s-postilla, taannehtivia lehtiä myydään niin kauan kuin ko. numeroa on varastossa.
Lehden digitaalinen versio vuosikerrasta 2011 alkaen on ostettavissa myös Lehtiluukkupalvelusta

 

 

12.12.2013
|
Lauri Paloposki
Tekninen toteutus: Sitebuilders Finland Oy