Kaiutin

Wikipedia

Seinään kiinnitetty kaiutin.
Suurenna
Seinään kiinnitetty kaiutin.

Kaiutin on sähköakustinen laite, joka muuttaa vahvistimelta saapuvan vaihtovirran ilmanpaineen vaihteluiksi eli ääneksi. Kaiuttimen toiminta perustuu yleensä ns. dynaamiselle periaatteelle jossa voimakkaassa magneettikentässä olevaan johtimeen (puhekela) johdetaan äänen mukaan vaitelevaa virtaa ja tämä aiheuttaa puhekelaan (kaiuttimen kartioon) mekaanisen liikkeen ja sitä kautta ilmanpaineen vaihtelun jonka aistimme äänenä.

[muokkaa] Rakenne

Eräs yleinen kaiutinmalli on kaksitieperiaatteella toimiva passiivinen dynaamisilla elementeillä toteutettu kotelokaiutin. Siinä on tavallisesti halkaisijaltaan 4 - 8 tuuman keskiäänielementti, joka kotelon bassovirityksen eli refleksikotelon avulla toistaa myös matalampia taajuuksia. Korkeita ääniä varten on diskanttielementti. Jakosuodin erottelee eri elementeille menevät taajuusalueet ja muokkaa taajuusvastetta halutunlaiseksi. Ns. kolmitierakeneessa on äänitaajuuskaista vastaavasti jaettu kolmeen rinnakkaiseen kaistaan niille erityisesti optimoitujen kapeampikaistaisten kaiutinelementtien tai -elementtiryhmien kesken.

Aktiivikaiuttimissa on yhdysrakenteinen monikanavainen vahvistin ja aktiivielektroniikalla (tästä nimitys) toteutettu jakosuodatin kutakin eri kaistan kaiutinelementtiä tai -elementtiryhmää varten. Jakosuodatus eri taajuusalueita toistaville elementeille on toteutettu ennen tehovahvistinta, ja kukin elementti tai -ryhmä on suoraan kytketty vahvistimen ulostuloihin. Aktiivinen jakosuodatus voi olla toteutettu analogiaelektroniikalla tai nykyään yhä yleisemmin käytetyllä digitaalisella signaaliprosessorilla (DSP). Jälkimmäisellä tekniikalla saavutetaan merkittäviä etuja esim. kaiutinelementtien taajuus- ja vaihevasteen korjauksessa sekä kaiuttimen huonevasteen korjauksessa sen varsinaisessa loppusijoituspaikassa.

Lisäksi on olemassa erikoisempiakin akustisia rakenteita, esimerkiksi sähköstaattisia tasopaneleita, dynaamisia nauhakaiuttimia, torvella tai muulla akustisella sovitteella kuormitettuja säteilijöitä sekä myös ionisoituneen kaasupurkauksen modulointiin perustuvia, tosin hyvin harvinaisia, säteilijöitä..

Dipolikaiuttimessa, joka periaatteessa toimii ilmamolekyylien ns. nopeuslähteenä, elementtejä ei ole koteloitu, joten se säteilee ääntä sekä eteen- että taaksepäin. Taaksepäin suuntautunut ääni on vastavaiheessa eteenpäin suuntautuvaan nähden johtuen elementin liikkeestä. Vastavaiheiset ääniaallot kumoavat toisensa, ja siksi dipolikaiutin ei juurikaan säteile ääntä sivuille, kun taas tavallinen monopolilähde, joka erotuksena edellisestä toimii ns. painelähteenä, säteilee kaikkiin suuntiin kotelon mittoja merkittävästi suuremmilla aallonpituuksilla.

Sähköstaattiset sekä magnetostaattiset panelikaiuttimet ovat pääsäntöisesti dipoleita, mutta monopoliraketeitakin esiintyy erityisesti korkeataajuuselementeissä. Dipolikaiutin voidaan toteuttaa myös perinteisillä dynaamisilla elementeillä yleensä n. 5 kHz taajuuksiin asti.

[muokkaa] Teho

Suurin osa tavalliselle passiivikaiuttimille menevästä tehosta menee bassoelementeille ja siitäkin suurin osa kuluu puhekelan lämmittämiseen, noin prosentin verran menee äänen tuottamiseen.

Kaiuttimen sähköakustinen muuntosuhde ilmoitetaan spesifikaation yhteydessä painejänniteherkkyytenä redusoituna 1 W tehotasoon syötettynä kaiuttimen nimellisimpedanssia vastaavaan resistanssiin. Vakiintunut tapa ilmoittaa herkkyys on metrin päästä kaiuttimen edestä mitattu keskimääräinen äänenpaine 1W:n (vastaa 2,83V 8ohm kuormaan) teholla vapaassa äänikentässä (kaiuton tila). Käytännön kaiuttimien herkkyys vaihtelee suuresti n. 80dB:stä jopa 110dB:n herkkyyksiin yltäviin torvikaiuttimiin. Kaiuttimen tällä tavoin määriteltyä painejänniteherkkyyttä ei tule sekoittaa hyötysuhteeseen, joka on määritelty Pout/Pin, johon vaikuttavat kaiuttimen suuntaavuus, eli ympäröivään tilaan säteilty kokonaisääniteho, kuin myös kaiuttimen kompleksiseen sisäänmenoimpedanssiin syötetty pätöteho, joka riippuu kaiuttimen taajuusriippuvan impedanssin reaaliosasta. 1 m etäisyydellä säteilevälle alkiosäteilijälle on äänitehotaso n. -11 dB vastaavasta äänenpainetasosta mitattuna vapaassa kentässä.

Kun otetaan huomioon desibeliasteikon logaritminen luonne, on kaiuttimen herkkyydellä suuri merkitys saatavaan äänenpaineeseen. Siinä missä 100dB herkkä kaiutin vaatii siis 1 watin tehon vahvistimelta tuottaakseen äänenpainetta 100dB, 90dB herkkä kaiutin vaatii 10W ja 80dB herkkä kaiutin 100W. Tehon kaksinkertaistaminen tuottaa aina 3db lisää äänenpainetta.

[muokkaa] Kaiutinvalmistajia

[muokkaa] Kotimaisia

  • Genelec
  • Amphion
  • Penaudio
  • Gradient
  • Harrin Kaiutin
  • Olavi Räsänen

[muokkaa] Ulkomaisia

  • Bowers & Wilkins
  • DALI
  • Dynaudio
  • Infinity
  • Jamo
  • JBL (yhtiö)
  • Kef
  • Krell
  • Labtec
  • Tannoy
  • Yamaha

[muokkaa] Katso myös

Commons
Wikimedia Commonsissa on lisää materiaalia aiheesta kaiutin.


Tämä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.
Harkitse myös, voisiko tämän mallineen vaihtaa johonkin kuvaavammista tynkämallineista.