Kolmenkymmenen vuoden aikana olen käynyt lukemattomia kertoja allaolevan esimerkin kaltaisen keskustelun.
Minkälaisia vahvareita sulla on subille alle kahensadan euron?
Onhan niitä vaikka minkälaisia, minkälainen subbari sinulla on?
Viissataawattinen
Okei, muistatko minkä merkkinen tai mallinen se on?
Oisko ollu joku ässällä alkava tai ehkä se ei ollukkaan, emmä muista
Ei sulla sattus olemaan se mukana?
Ei oo, mä tarttisin vaan nyt vahvarin sille.
Mä en oikein pysty myymään sulle sopivaa vahvaria kun en tiedä minkälainen subbari sulla on. Muistatko että minkälaiset puhekelat siinä on?
Puhekelat? Se on refleksikotelossa.
Okei. Mites niitä liittimiä mihin tulee kaiutinjohdot. Onko niitä liitinpareja yks vai kaks?
Emmä tiedä, se oli valmiiksi kotelossa. Mitä väliä sillä on?
No katsos kun jos sulla on vaikka yhdellä neljän ohmin kelalla se subbari niin sun kannattaa ostaa semmonen vahvari josta saat tehoa neljän ohmin kuormaan. Jos taas se on vaikka kahdella neljän ohmin kelalla niin sillon kannattas ostaa semmonen vahvari joka antaa tehoa paremmin siihen kahden ohmin kuormaan.
Mutta mähän kytken sen vahvarin yhteen oomiin oli mulla mikä subbari tahansa, mä haluun digivahvarin?
Ööö, et pysty.
Tä?
Subwooferin impedanssi
Subwooferin puhekelan tai puhekelojen nimellisimpedanssi (esim. 4 Ω tai 2 Ω) kertoo, millaiseksi kuormaksi subbari on tarkoitettu vahvistimelle. Monissa subwoofereissa puhekeloja on yksi tai kaksi, ja siksi spekseissä näkyy merkintöjä kuten SVC 4 Ω (1×4) tai DVC 2 Ω (2×2) ja DVC 4 Ω (2×4). SVC (Single Voice Coil) tarkoittaa yhtä puhekelaa ja DVC (Dual Voice Coil) tuplapuhekelaa. Yksi puhekela tai kaksi puhekelaa ei tee subwooferista parempaa eikä huonompaa ääneltään eikä vaikuta siihen, miten subbarista saa painetta.
Käytännön hyöty tuplakelasta on se, että keloja voi kytkeä eri tavalla (sarjaan tai rinnan) ja saat samalla elementillä eri kokonaiskuorman vahvistimelle. Ja useamman elementin järjestelmissä kytkentämahdollisuuksia on vielä enemmän. Yhden puhekelan elementti on silti aivan yhtä hyvä kuin tuplakelainen jos elementille on sopiva vahvistin.
Puhekelan DC vastus ( Re ) eli resistanssi
Puhekelan DC-vastus (Re) eli resistanssi on eri asia kuin nimellisimpedanssi. Re on se ohmiluku, jonka saat yleismittarilla, kun mittaat puhekelaa yleismittarilla elementin ollessa paikallaan. Nimellisimpedanssi taas on valmistajan antama luokitusarvo vaihtovirtakäytölle (se “2 Ω / 4 Ω” mitä spekseissä ilmoitetaan). Siksi esimerkiksi “4 ohmin” elementti voi näyttää mittarilla vaikka noin 3–4 ohmia, eikä se tarkoita että elementissä olisi vikaa – se on vain DC-vastus, ei nimellisimpedanssi.
Voiko nimelllisimpedanssin mitata?
Nimellisimpedanssia ei mitata yleismittarilla kuten puhekelan DC-resistanssia (Re). Nimellisimpedanssi määritetään mittaamalla kaiuttimen impedanssikäyrä eli impedanssi taajuuden funktiona:
- elementille syötetään vaihtovirtasignaali
- mitataan jännitteen ja virran perusteella, mikä on impedanssi eri taajuuksilla.
Kun käyrä on mitattu, nimellisimpedanssi valitaan niin, että elementti sijoittuu 2/4/8 ohmin “luokkaan” sen mukaan, kuinka matalaksi impedanssi käy taajuusalueella. Käytännössä impedanssin minimi ei saisi pudota alle 80 % nimellisarvosta (eli nimellisarvo on tyypillisesti noin 1,25 × mitattu minimi).
Nimellisimpedanssi määrittelyä ohjaa IEC 60268-5 (Sound system equipment – Part 5: Loudspeakers), jossa nimellisimpedanssi sidotaan impedanssikäyrän minimiin. Impedanssin minimi käyttötaajuusalueella ei saa pudota “liikaa” nimellisarvon alle. Ammattilaispuolella mittaus- ja ilmoitustapoihin viitataan usein myös AES2-2012 -suosituksessa (mittaus- ja spesifiointikäytännöt kaiutinelementeille).
Puhekelojen määrä ja impedanssi eivät kerro
- sitä että onko subbari parempi vai huonompi
- sitä että soiko subbari lujempaa
- sitä mihin koteloon se subbari käy
- paljonko subbari kestää tehoa
Niin sanottu tuplakakkonen ( DVC 2 ) on käyttökelpoinen ja suosittu näistä syistä:
- kelat rinnankytkettyinä siitä saadaan 1 ohmin kuorma. Markkinoilla on paljon kohtuuhintaisia vahvistimia jotka antavat parhaiten tehoa 1 ohmin kuormaan
- kelat sarjaankytkettyinä siitä saadaan 4 ohmin kuorma. Lähes kaikki markkinoilla olevat vahvistimet kykenevät ohjaamaan siltakytkettyä 4 ohmin kuormaa
Tilanne muuttuu täysin jos laitetaan kaksi subbaria. Silloin nuo samat kuormat saa helpoten aikaiseksi kun on käytössä elementtejä joissa on tuplaneloset kelat ( DVC 4 ) eli 2 kappaletta 4 ohmin keloja per subbari.
Lisää infoa kytkennöistä ja impedansseista löydät sivulta Subwoofereiden kytkentä. Siellä on esimerkkikuvat erilaisista kytkennöistä ja impedanssilaskuri.
Impedanssivaihtelu subbarissa
Kun elementti laitetaan koteloon ja sitä soitetaan vahvistimella, sen impedanssi vaihtelee paljon nimellisimpedanssiin verrattuna. Taajuuden mukaan aika rajustikin. Kuvassa näkyy erään elementin impedanssivaste suljettuun koteloon, refleksikoteloon ja 6th order bandpass-koteloon asennettuna. Punainen viiva näyttää elementin nimellisimpedanssiarvon ( 4 ohmia ) ja sininen viiva impedanssivasteen maksimiarvon.
Impedanssivaihtelu ei kuvaajan ”rajuudesta” huolimatta ole suuri ongelma varsinkaan subwoofereilla, koska niiden kanssa hyvin harvoin käytetään passiivisia jakosuotimia. Tässä vain havainnollistetaan sitä, että miksi johonkin tiettyyn taajuuteen ei välttämättä menekään ”tuhatta wattia tuhannen watin vahvistimelta”.