Kol­mi­sen­kym­men­tä vuot­ta sit­ten Esa Me­ri­läi­nen teki sil­loi­sil­la, tar­koi­tuk­seen vä­hem­män ihan­teel­li­sil­la mut­ta im­pe­dans­si­vas­teel­taan riit­tä­vän ta­sai­sil­la BBX-kai­ut­ti­mil­laan vir­ta­oh­jaus­ta si­mu­loi­van ko­keen sar­ja­vas­tuk­sil­la. Hän ei voi­nut us­koa kuu­le­maan­sa: “Jou­si­soit­ti­met soi­vat ku­ten jou­si­soit­ti­met ei­vät­kä kuu­los­ta­neet ruos­tei­sil­ta sa­ra­noil­ta ku­ten ai­em­min. Sym­baa­lit soun­da­si­vat sym­baa­leil­ta ei­vät­kä sau­na­nuu­nil­ta. Ää­nen mu­tai­suus oli ti­po­ties­sään.”

Vai­ku­tel­ma pa­rem­mas­ta ää­nes­tä oli vä­li­tön ja il­mei­nen. Täs­tä al­koi Me­ri­läi­sen sit­keä tut­ki­mus­työ ai­heen pa­ris­sa, ja työ kul­mi­noi­tui vuon­na 2008 jul­kais­tuun kir­jaan Cur­rent-Dri­ving of Louds­pe­a­kers: Eli­mi­na­ting Ma­jor Dis­tor­ti­on and In­ter­fe­ren­ce Ef­fects by the Phy­si­cal­ly Cor­rect Ope­ra­ti­on Met­hod. Suo­mek­si­kin il­mes­ty­nyt teos on pe­rus­teel­li­nen ja huo­lel­la ar­gu­men­toi­tu, alan jon­kin­lai­nen pe­rus­te­os.

Vir­ta vas­taan jän­ni­te

Ker­ra­taan­pa. Maa­il­man maa­tes­sa ku­ten ma­kaa käy­tän­nöl­li­ses­ti kat­so­en kaik­ki au­di­o­vah­vis­ti­met ja dy­naa­mi­set kai­ut­ti­met toi­mi­vat jän­ni­te­oh­jaus­kaa­van mu­kaan. Se tar­koit­taa, et­tä jän­ni­te­läh­tee­nä toi­mi­va ma­ta­lan an­toim­pe­dans­sin (teho)vah­vis­tin pyr­kii oh­jaa­maan kai­ut­ti­men na­poi­hin syö­tet­tyä jän­ni­tet­tä, joka saa sit­ten vir­ran kul­ke­maan ele­men­til­le. Me­ri­läi­sen me­ta­fo­raa käyt­tä­en vah­vis­tin ikään kuin pa­kot­taa jän­nit­teen seu­raa­maan mu­siik­ki­sig­naa­lia vä­lit­tä­mät­tä sii­tä, mikä kuor­man läpi kul­ke­va vir­ta on.

Ti­lan­ne on ou­to, sil­lä kai­kil­le pi­täi­si ol­la sel­vää, et­tä vir­ta ja vain vir­ta saa dy­naa­mi­sen kai­u­ti­ne­le­men­tin kar­ti­on kiih­ty­mään, mikä sit­ten syn­nyt­tää ää­nen.

Me­ri­läi­sen tee­si on, et­tä tämä kai­u­tin­tek­nii­kan iä­ni­kui­nen jän­ni­te­oh­jau­sa­se­tel­ma on pe­rin­poh­jin vir­heel­li­nen. Hä­nen mu­kaan­sa sekä tek­ni­set syyt et­tä sub­jek­tii­vi­set kuun­te­lu­vai­ku­tel­mat pu­hu­vat vah­vas­ti sen puo­les­ta, et­tä luon­nol­li­sen ää­nen­laa­dun kan­nal­ta kai­ut­ti­mien vir­ta­oh­jaus on kirk­kaas­ti pa­rem­pi vaih­to­eh­to.

Jän­ni­te­oh­jauk­sen ydi­non­gel­ma Me­ri­läi­sen mu­kaan on pu­he­ke­laan in­du­soi­tu­vat, mo­nin ta­voin epä­mää­räi­set säh­kö­mo­to­ri­set voi­mat, jot­ka pää­se­vät va­paas­ti vää­ris­tä­mään pu­he­ke­lan vir­taa.

Mikä jän­ni­te­oh­jauk­ses­sa on poh­jim­mil­taan vi­ka­na? Jän­ni­te­oh­jauk­sen ydi­non­gel­ma Me­ri­läi­sen mu­kaan on pu­he­ke­laan in­du­soi­tu­vat, mo­nin ta­voin epä­mää­räi­set säh­kö­mo­to­ri­set voi­mat, jot­ka pää­se­vät va­paas­ti vää­ris­tä­mään pu­he­ke­lan vir­taa. Näi­tä epä­mää­räi­siä, kai­u­ti­ne­le­men­tin jän­ni­te- ja vir­ta­kon­ver­si­o­ta hei­ken­tä­viä hal­lit­se­mat­to­mia te­ki­jöi­tä syn­nyt­tä­vät esi­mer­kik­si pu­he­ke­lan taa­juu­den mu­ka­na vaih­te­le­vat im­pe­dans­sit, joi­den al­ku­läh­det­tä sekä mui­ta taus­tail­mi­öi­tä ja epä­täy­del­li­syyk­siä Me­ri­läi­nen on an­si­ok­kaas­ti eri­tel­lyt ja esi­tel­lyt kir­jas­saan ja kir­joi­tuk­sis­saan.

Pä­te­mät­tö­miä us­ko­muk­sia ja put­ki­vah­vis­ti­mia

1-tiekaiuttimen elementtinä toimii Scan-Speakin perussarjan 5-tuumainen 15W/8434G00. Kotelo on sisätilavuudeltaan 7 litraa, josta vaimennuskanava vie 5 litraa.

Tar­kas­te­lun­sa si­vu­tuot­tee­na Me­ri­läi­nen tu­lee ku­mon­neek­si jou­kon ää­nen­tois­toon liit­ty­viä har­ha­luu­lo­ja, esi­mer­kik­si et­tä vah­vis­ti­men vai­men­nus­ker­roin (luku, joka on saa­tu ja­ka­mal­la kai­ut­ti­men ni­mel­li­nen im­pe­dans­si vah­vis­ti­men pie­nel­lä an­toim­pe­dans­sil­la) ker­too vah­vis­ti­men ky­vys­tä kont­rol­loi­da kai­u­ti­ne­le­men­tin kar­ti­on lii­ket­tä, kun to­si­a­si­as­sa vai­men­nus­ker­toi­men tyy­pil­li­sel­lä alu­eel­la vai­men­nus­ta ta­pah­tuu mar­gi­naa­li­ses­ti vain re­so­nans­si­taa­juu­den tun­tu­mas­sa ja jo noin kak­si ok­taa­via re­so­nans­sin ylä­puo­lel­la (tyy­pil­li­ses­ti noin 150 hert­sis­sä) vai­ku­tus on käy­tän­nös­sä ole­ma­ton.

Har­ha­luu­loa on se­kin, et­tä kai­u­ti­ne­le­men­tin ai­kaan­saa­ma il­man­pai­neen vaih­te­lu jo­ten­kin riip­pui­si ele­men­tin kar­ti­on lii­ke­poik­ke­a­mas­ta, kun se oi­ke­as­ti riip­puu vain kar­ti­on kiih­ty­vyy­des­tä. Ei­kä kar­ti­on al­hai­nen mas­sa lii­ty pa­rem­paan tran­sient­ti­tois­toon vaan ai­no­as­taan kiih­ty­vyy­teen, jon­ka kar­tio saa tie­tyl­lä sig­naa­lis­ta riip­pu­val­la voi­mal­la.

Toi­saal­ta vir­ta­oh­jauk­sen edut voi­si­vat se­lit­tää ta­kai­sin­kyt­ke­mät­tö­mien put­ki­vah­vis­ti­mien suo­si­o­ta, kos­ka emf- eli elect­ro­mo­ti­ve for­ce -jän­ni­te­kom­po­nent­tien hai­tal­lis­ta vai­ku­tus­ta kai­ut­ti­men ja vah­vis­ti­men yh­teen­so­vi­tuk­ses­sa voi­daan mer­kit­tä­väs­ti pie­nen­tää vah­vis­ti­men riit­tä­vän suu­rel­la läh­töim­pe­dans­sil­la. Put­ki­vah­vis­ti­mis­sa na­vois­ta mi­tat­tu im­pe­dans­si voi hy­vin­kin ol­la 2–4 oh­mia ja kah­den oh­min ulos­tu­loim­pe­dans­si voi tar­koit­taa jo kol­men de­si­be­lin vä­hen­nys­tä hai­tal­li­sis­sa vir­rois­sa.

Te­o­ri­as­ta käy­tän­töön

Jän­ni­te­oh­jauk­sen hait­ta­vai­ku­tus­ten suu­ruus­luok­kaa voi­daan mi­ta­ta, ja Me­ri­läi­sen mu­kaan se on kai­kis­sa ta­pauk­sis­sa mer­kit­tä­vä. Jot­kin hait­ta­vai­ku­tuk­set nä­ky­vät suo­raan muun mu­as­sa sä­rö­mit­tauk­sis­sa (esi­mer­kik­si tyy­pil­li­sen kai­u­ti­ne­le­men­tin kes­keis­mo­du­laa­ti­o­sä­rö kes­ki­a­lu­eel­la yh­den wa­tin sig­naa­li­ta­sol­la on jän­ni­te­oh­jauk­ses­sa 3–5 pro­sent­tia mut­ta vain mur­to-osa täs­tä vir­ta­oh­jauk­ses­sa). Muut jän­ni­te­oh­jauk­sen häi­ri­ö­vai­ku­tuk­set liit­ty­vät ajal­li­seen tark­kuu­teen ja ovat Me­ri­läi­sen mu­kaan ver­rat­ta­vis­sa ko­te­lo­dif­f­rak­ti­oi­den vai­ku­tuk­siin.

Vir­ta­oh­jauk­sen te­o­reet­ti­sis­ta ja mit­taa­mal­la to­den­ne­tuis­ta eduis­ta huo­li­mat­ta jän­ni­te­oh­ja­tut dy­naa­mi­set kai­ut­ti­met ovat edel­leen val­ta­vir­taa. It­se muis­tan koh­dan­nee­ni vain pari vir­ta­oh­jat­tua tai sel­lai­sek­si väi­tet­tyä kai­u­tin­ta kah­den vii­me vuo­si­kym­me­nen ai­ka­na. Jos vir­ta­oh­jaus tek­niik­ka­na on niin yli­voi­mai­nen, mik­si se ei ole yleis­ty­nyt?

Yk­si syy on se, et­tei vir­ta­oh­jauk­seen so­pi­via, Qm-ar­vol­taan riit­tä­vän ma­ta­lia kai­u­ti­ne­le­ment­te­jä ole ol­lut saa­ta­vil­la. Ku­ten Me­ri­läi­nen pai­not­taa, ei ole kui­ten­kaan mi­tään pe­ri­aat­teel­lis­ta syy­tä, mik­si vir­ta­oh­jauk­seen so­pi­via ele­ment­te­jä ei pys­tyt­täi­si käy­tän­nös­sä ra­ken­ta­maan. To­del­li­sen syyn vir­ta­oh­jaus­kai­ut­ti­mien hi­taal­le yleis­ty­mi­sel­le Me­ri­läi­nen ar­vi­oi liit­ty­vän ar­vo­val­ta­tap­pi­oon, jota jän­ni­te­oh­jauk­ses­ta luo­pu­mi­nen alan de fac­to -stan­dar­di­na mer­kit­si­si koko kai­u­tin­te­ol­li­suu­del­le.

Mit­taus­tu­lok­set

Herk­kyys (2,83 V, 1 m): 79 dB

Ala­ra­ja­taa­juus (-6 dB): 67 Hz

Suun­taa­vuu­sin­dek­si (100–10000 Hz): 5,5 dB

Li­sä­vii­ve 1 kHz: 0,00 ms

Vapaakenttävasteet suoraan edestä 2,5 m:n etäisyydeltä (punainen), 20 astetta suvussa (sininen), 60 astetta sivussa (vihreä) ja tehovaste (musta).

Lisäviive taajuuden funktiona.

Virtakaiuttimen impedanssi virtasovittimen kanssa.

Virtakaiuttimen impedanssivaste ilman virtasovitinta.

Kuun­te­le­mal­la pa­ras

Oli mi­ten oli, eh­kä pai­na­vin syy ol­la in­nos­tu­mat­ta vir­ta­oh­jauk­ses­ta, min­kä Me­ri­läi­nen­kin osin myön­tää, on et­tä par­haat jän­ni­te­oh­jaus­mal­lis­sa toi­mi­vat vah­vis­tin–kai­u­ti­nyh­dis­tel­mät tuot­ta­vat var­sin kor­ke­a­laa­tuis­ta ään­tä. Vaik­ka vir­ta­oh­jaus toi­si­kin laa­dul­lis­ta pa­ran­nus­ta ää­neen, jää­kö ra­ja­hyö­ty niin pie­nek­si, et­tei se mak­sa vai­vaa?

Nä­en­näi­ses­tä ää­nen­laa­dus­ta huo­li­mat­ta Me­ri­läi­sen mu­kaan ab­so­luut­ti­ses­ti ja elä­vään mu­siik­kiin ver­ra­ten jän­ni­te­oh­jauk­ses­sa saa­tu ää­ni on kau­ka­na ihan­teel­li­ses­ta, ei­kä to­del­lis­ta ke­hi­tys­tä täs­sä suh­tees­sa ole juu­ri ta­pah­tu­nut vuo­si­kym­me­niin.

Tois­tai­sek­si Me­ri­läi­sel­lä ei ole ol­lut esit­tää pal­jon muu­ta evi­dens­siä kä­si­tyk­sel­leen vir­ta­oh­jauk­sen ää­nen­laa­dul­li­ses­ta pa­rem­muu­des­ta kuin omat sub­jek­tii­vi­set ko­ke­muk­sen­sa. Kun asi­as­ta kiin­nos­tu­neet har­ras­ta­jat ei­vät ole suo­ra­nai­ses­ti voi­neet osal­lis­tua kuun­te­lu­tes­tei­hin vir­ta­oh­jaus­lait­teis­tol­la, asia on jää­nyt sii­hen.

Nyt ti­lan­ne on muut­tu­nut. Kir­jas­saan Me­ri­läi­nen jo esit­te­li ke­hit­tä­mi­ään esi­merk­ki­pii­re­jä kai­ut­ti­men oh­jaa­mi­sek­si vir­ral­la. Pit­kän ke­hi­tys­työn jäl­keen hän on saa­nut val­miik­si vir­ta­kai­u­tinp­ro­jek­tin, jos­sa hyö­dyn­ne­tään ta­va­no­mais­ta pie­nen an­toim­pe­dans­sin jän­ni­te­vah­vis­tin­ta ja vain pas­sii­vi­o­sis­ta koot­tua muun­ta­ja­laa­tik­koa. Me­ri­läi­sen mu­kaan tämä kai­u­tin­kon­sep­ti an­taa mah­dol­li­suu­den pääs­tä naut­ti­maan vir­ta­oh­jauk­sen ää­nen­laa­tu­ta­sos­ta ”ai­na­kin suu­rim­mal­ta osin”.

Ky­sees­sä on ko­ro­tus­muun­ta­jal­la avus­tet­tu, sar­jaim­pe­dans­sia ja Scan-Spe­a­kin laa­ja­kais­tais­ta kai­u­ti­ne­le­ment­tiä (15W/8434G00) hyö­dyn­tä­vä yk­si­tie­kai­u­tin.

Ky­sees­sä on ko­ro­tus­muun­ta­jal­la avus­tet­tu, sar­jaim­pe­dans­sia ja Scan-Spe­a­kin laa­ja­kais­tais­ta kai­u­ti­ne­le­ment­tiä (15W/8434G00) hyö­dyn­tä­vä yk­si­tie­kai­u­tin. Vir­ta­oh­jauk­sen kes­kei­sen on­gel­man, bas­so­re­so­nans­sin vai­men­nuk­sen, Me­ri­läi­nen on rat­kais­sut sul­je­tul­la, ta­kaa täy­te­tyl­lä sok­ke­lo­ka­na­val­la, joka vi­ri­te­tään va­nu­kap­pa­lei­den si­joi­tuk­sel­la. Ko­te­lon seit­se­män lit­ran il­ma­ti­la­vuu­des­ta ka­na­va vie vii­si lit­raa. Toi­nen vaih­to­eh­to on käyt­tää rcl-vai­men­nus­ta ja pelk­kää sul­jet­tua vii­den lit­ran ko­te­loa.

Kai­ut­ti­men kuun­te­lu vir­ta­oh­jat­tu­na

Me­ri­läi­sen vir­ta­oh­jat­tua kai­u­tin­ta kuun­nel­tiin Hi­fi­maa­il­man kuun­te­lu­ti­las­sa Mu­si­cal Fi­de­li­tyn M6 500i -vah­vis­ti­mel­la en­sik­si sel­lai­se­naan ikään kuin mui­hin kau­pal­li­siin kai­ut­ti­miin ver­tau­tu­va­na tuot­tee­na. Sekä Mi­ka­el Ne­derst­röm et­tä Heik­ki Ki­ve­lä kuun­te­li­vat Me­ri­läi­sen kai­u­tin­ta kuun­nel­tu­aan en­sik­si mui­ta leh­den ko­kei­lus­sa ol­lei­ta kau­pal­li­sia kai­ut­ti­mia.

Passiivinen virtasovitin kytketään vahvistimen ja kaiuttimen väliin.

Mo­lem­pien kom­men­teis­sa nä­kyi sel­väs­ti vir­ta­oh­ja­tun kai­ut­ti­men pie­nes­tä ko­te­lo­ti­la­vuu­des­ta joh­tu­va ra­jal­li­nen tois­to­kais­ta. Bas­so­jen puut­teen ko­et­tiin te­ke­vän soin­ti­ta­sa­pai­nos­ta ”hen­non” ja ”ke­vy­en” (Ne­dest­röm) tai ”vah­vas­ti ylä­re­kis­te­riin kal­lel­laan ole­van” (Ki­ve­lä). Sama seik­ka sai kai­ke­ti dis­kant­ti­tois­ton ko­ros­tu­maan sen to­del­lis­ta luon­net­ta nä­ky­väm­min. Ne­dest­röm piti sub­ba­ria vält­tä­mät­tö­mä­nä, ja Ki­ve­lä ei saa­nut soin­ti­ta­sa­pai­noa is­tu­maan omiin näy­te­le­vyi­hin­sä ”oi­kein mil­lään”. Nor­maa­lil­la pis­tey­tyk­sel­lä mo­lem­pien an­ta­ma pis­te­lu­ku jäi al­le kes­ki­ar­von.

Oma ar­vi­o­ni kai­ut­ti­mes­ta oli sel­väs­ti myön­tei­sem­pi. En kes­kit­ty­nyt soin­ti­ta­sa­pai­noon ja näy­te­le­vyi­nä käy­tin pää­a­si­as­sa klas­sis­ta mu­siik­kia ja yli­pää­tään mu­siik­kia, mil­lä tois­to­kais­tan ra­jal­li­suus ei ko­ros­tu­nut. Kiin­ni­tin huo­mi­o­ta Ne­dest­rö­min mai­nin­taan, et­tä ”soun­di ei kui­ten­kaan ole lii­an me­tal­li­nen ei­kä pi­tem­mäl­lä­kään kuun­te­lul­la ra­sit­ta­va” ja et­tä ”kai­ken­lai­nen mu­siik­ki soi so­pu­suh­tai­ses­ti”.

En­sim­mäi­nen iso ha­vain­to­ni kai­ut­ti­men ää­nes­tä oli juu­ri sen ra­sit­ta­mat­to­muus. Mint­ze­rin big­ban­din ki­re­ät tor­vi­sek­ti­ot ei­vät rii­pi­neet kor­via edes suu­rem­mil­la ää­nen­voi­mak­kuuk­sil­la, mikä on tä­män ko­koi­sel­ta kai­ut­ti­mel­ta saa­vu­tus.

En­sim­mäi­nen iso ha­vain­to­ni kai­ut­ti­men ää­nes­tä oli juu­ri sen ra­sit­ta­mat­to­muus. Mint­ze­rin big­ban­din ki­re­ät tor­vi­sek­ti­ot ei­vät rii­pi­neet kor­via edes suu­rem­mil­la ää­nen­voi­mak­kuuk­sil­la, mikä on tä­män ko­koi­sel­ta kai­ut­ti­mel­ta saa­vu­tus. Pik­ku kai­ut­ti­miin tun­tui mah­tu­van ään­tä yl­lät­tä­vän pal­jon ja ni­me­no­maan puh­taas­ti. Ur­ku­ää­ni­tet­tä­kin oli suh­teel­li­sen help­po kuun­nel­la.

Tiu­kal­la säh­kö­ki­ta­roin­nil­la ja joil­la­kin te­no­ri­ää­nit­teil­lä kes­ki­a­lu­eel­la il­me­ni lie­vää ah­taut­ta ja ää­nen ko­ven­tu­mis­ta, mut­ta tämä oli enem­män poik­keus kuin sään­tö. Or­kes­te­ri­mu­siik­ki, soo­lo­sel­lo­kap­pa­leet ja pi­a­no­te­ok­set hyö­tyi­vät kor­rek­tis­ta ää­nen­vä­rie­sit­te­lys­tä ja hie­nos­ti ra­ken­ne­tus­ta ti­la­vai­ku­tel­mas­ta.

En­nen kaik­kea: Ää­nes­tä puut­tui kai­ken­lai­nen tur­ha häi­ly­vyys ja elä­vyys. Ää­ni­läh­teet tois­tui­vat ta­san oi­keil­ta pai­koil­taan. Tun­tui kuin kai­u­tin oli­si pan­nut mu­sii­kin mie­lek­kää­seen ojen­nuk­seen. Ko­ko­nai­suu­te­na hy­vin joh­don­mu­kai­nen, na­pak­ka ja vii­pyi­le­mä­tön esi­tys.

Vir­ta­oh­jaus vas­taan jän­ni­te­oh­jaus

Sitä en tie­ten­kään tien­nyt, oli­vat­ko ää­nen hy­veet seu­raus­ta vir­ta­oh­jauk­ses­ta vai jos­ta­kin muus­ta. Sik­si, Me­ri­läi­sen ke­ho­tuk­ses­ta, ver­ta­sim­me vir­ta­oh­jat­tua kai­u­tin­ta it­seen­sä jän­ni­te­oh­jat­tu­na. Jän­ni­te­oh­jaus­ta var­ten oli vält­tä­mä­tön­tä kor­ja­ta kai­ut­ti­men vas­te vas­taa­maan vir­ta­oh­ja­tun kai­ut­ti­men vas­tet­ta. Kor­jaus teh­tiin An­ti-Mo­den pa­ra­met­ri­sil­lä filt­te­reil­lä, joil­la kor­jat­tu vas­te saa­tiin­kin nou­dat­ta­maan hy­vin tar­kas­ti al­ku­pe­räis­tä vas­tet­ta. Ai­noa ero oli, et­tä jän­ni­te­oh­jat­tu­na ää­nen­voi­mak­kuu­den ta­soa piti hie­man nos­taa vir­ta­oh­jau­sa­se­tel­maan ver­rat­tu­na.

Virtakaiuttimen vaste ilman virtasovitinta (punainen), sovittimella (sininen) ja ilman sovitinta taajuuskorjattuna kuunteluita varten (vihreä).

Sama kai­u­tin, sama vas­te, ai­noa ero oh­jaus­ta­vas­sa. Teh­tä­vä ei ol­lut help­po. Suu­ria, vä­lit­tö­mäs­ti erot­tu­via ää­nen­laa­tu­e­ro­ja oh­jaus­ta­po­jen vä­lil­lä ei ol­lut. Oli­si­ko sit­ten­kin niin, et­tä kai­ut­ti­men ää­ni pa­lau­tuu vain taa­juus­vas­tee­seen mui­den seik­ko­jen ol­les­sa tois­si­jai­sia?

Sil­loin­kin kun ero­ja tun­tui ole­van, ei ol­lut ai­na help­po päät­tää, kum­pi oli pa­rem­pi. Mo­lem­mis­sa ajo­ta­vois­sa tun­tui ole­van puo­len­sa. Lo­pul­ta pää­dyin kuun­te­le­maan, on­ko jom­man­kum­man esi­tys jo­ten­kin jär­keen­käy­vem­pää tai ikään kuin kor­vien hel­pom­min lu­et­ta­vis­sa.

Ää­nes­tä puut­tui kai­ken­lai­nen tur­ha häi­ly­vyys ja elä­vyys. Ää­ni­läh­teet tois­tui­vat ta­san oi­keil­ta pai­koil­taan. Tun­tui kuin kai­u­tin oli­si pan­nut mu­sii­kin mie­lek­kää­seen ojen­nuk­seen.

En­si­vai­ku­tel­ma oli, et­tä vir­ta­oh­jat­tu­na kai­ut­ti­men ää­nes­sä oli vä­hem­män yli­mää­räis­tä hä­li­nää ja ku­mi­naa. Ää­ni­läh­teet tun­tui­vat ole­van ta­na­kam­min omil­la pai­koil­laan ja soin­ti him­pun peh­me­äm­pi. Kaik­ki nämä te­ki­vät mu­sii­kis­ta hel­pom­min kuun­nel­ta­van. Jän­ni­te­oh­jaus tun­tui tuot­ta­van yli­mal­kai­sem­man ja kol­kom­man, vä­hem­män sä­vyk­kään lop­pu­tu­lok­sen.

Erääl­lä jou­sik­var­tet­ti­le­vyl­lä vir­ta­oh­jat­tu­na kai­u­tin tun­tui vä­hem­män hyök­kää­väl­tä ja va­pau­tu­neem­mal­ta. Ää­ni­läh­teet vai­kut­ti­vat tois­tu­van le­ve­äm­mäl­tä kais­tal­ta ja ava­ram­min. Toi­sin sa­no­en ero­ja, vaik­ka­kaan ei val­ta­via, tun­tui ole­van eri­tyi­ses­ti liit­ty­en ää­nen sä­vy­jen te­rä­vyy­teen (vir­ta­oh­jat­tu­na vä­hem­män te­rä­vä), ää­ni­ku­vaan (vir­ta­oh­jat­tu­na luon­nol­li­sem­pi) ja sii­hen, mi­ten vir­ta­oh­jaus tuot­ti pe­rus­teel­li­sem­man ja jän­ni­te­oh­jaus sum­mit­tai­sem­man lop­pu­tu­lok­sen.

Kak­si asi­aa sai epäi­le­mään omia ha­vain­to­ja­ni. En­sim­mäi­nen oli se, et­tä vai­ku­tel­ma tun­tui osit­tain riip­pu­van sii­tä, mis­sä jär­jes­tyk­ses­sä kuun­te­lu ta­pah­tui. Esi­mer­kik­si erääl­lä Björ­kin kap­pa­leel­la vir­ta­oh­jauk­sen jäl­keen jän­ni­te­oh­jaus tuot­ti eri­no­mai­sen ta­sok­kaan ää­nen se­kin, ja vas­ta uu­del­leen vir­ta­oh­jat­tu­na kuun­nel­tu­na ää­ni vai­kut­ti saa­van piir­tei­tä, jois­ta use­at oli­vat jän­ni­te­oh­jaus­ta pa­rem­pia.

Toi­sek­si, kos­ka vai­ku­tel­ma­e­rot ei­vät ol­leet ai­na il­mei­siä ja kai­u­tin soi hie­nos­ti mo­lem­mil­la ajo­ta­voil­la, jäin miet­ti­mään, pys­tyi­sin­kö tun­nis­ta­maan ajo­ta­vat sok­ko­kuun­te­lus­sa. Ko­ke­mus Me­ri­läi­sen pik­ku kai­ut­ti­mes­ta ko­ko­nai­suu­te­na – niin jän­ni­te- kuin vir­ta­oh­jat­tu­na – oli kui­ten­kin rei­lus­ti myön­tei­sen puo­lel­la.

Mau­ri Ero­sen kuun­te­lu­vai­ku­tel­mat

Ver­tai­lu oli han­ka­laa. Jän­ni­te­oh­jat­tu­na ja vir­ta­oh­jaus­ta vas­taa­vak­si taa­juus­kor­jat­tu­na (An­ti-Mode Dual Co­ren pa­ra­met­ri­sel­la kor­jai­mel­la) kai­u­tin oli ää­rim­mäi­sen no­pe­a­liik­kei­nen, jos­kin soin­ti­ta­sa­pai­nol­taan toi­mi­tuk­sen kuun­te­lu­huo­nees­sa ym­mär­ret­tä­väs­ti ke­vy­en­puo­lei­nen. Soin­ti­vä­ri on kui­ten­kin yh­te­näi­nen koko taa­juu­sa­lu­eel­la. Te­no­ri­fo­nin ala­re­kis­te­ris­sä on ai­do­no­lois­ta re­he­vyyt­tä. Kai­u­tin an­taa ää­nit­teen hoi­taa tul­kin­nan ja ai­van mas­sii­vi­sim­pia for­te­ja lu­kuun ot­ta­mat­ta vä­lit­tää ar­ti­ku­laa­ti­on en­si­luok­kai­ses­ti. Akus­ti­sel­la mu­sii­kil­la tu­los on jän­ni­te­oh­jat­tu­na­kin hui­ke­an hyvä.

Vir­ta­oh­jaus te­kee tois­tos­ta hi­ve­nen hel­pom­man kuu­lois­ta. Vaik­ka tran­sient­tien na­pak­kuu­des­sa ei kuu­lu muu­tos­ta suun­taan tai toi­seen, hä­vi­ää ää­nes­tä kuin vai­vih­kaa jo­kin sär­mä. Erot­te­lun puut­tee­na tai sä­vy­jen peh­men­ty­mi­se­nä se ei kuu­lu, en­nem­min­kin tem­mon rau­hoit­tu­mi­se­na. Ai­van kuin kuun­te­lul­le jäi­si enem­män ai­kaa. Sa­mal­la Mi­les Da­vi­sin trum­pe­tin cres­cen­dois­sa on enem­män im­pak­tia. Ylä­bas­sos­sa ja ala­kes­ki­a­lu­eel­la kont­ra­bas­so taas kas­vaa py­kä­län suu­rem­mak­si. Hy­vin hiuk­sen­hie­not erot ei­vät ai­na­kaan hei­ken­nä ään­tä. Oli­si mie­len­kiin­tois­ta kuul­la tek­niik­ka käy­tös­sä ai­dos­ti koko kais­tan kai­ut­ti­mis­sa.

Pas­sii­vi­nen vir­ran­puh­dis­tus kai­ut­ti­mel­le | Esa Me­ri­läi­nen

Kai­u­tin­kon­sep­ti pe­rus­tuu ele­men­tin aja­mi­seen tä­män omaa im­pe­dans­sia mo­nin­ker­tai­ses­ti suu­rem­man sar­jaim­pe­dans­sin kaut­ta ja täs­tä ai­heu­tu­van herk­kyy­den ale­ne­man kom­pen­soi­mi­seen suu­rel­ta osin ko­ro­tus­muun­ta­jan avul­la.

Virtakaiuttimen kytkentäkaavio.

Täy­teen vir­ta­oh­jauk­seen pää­se­mi­nen vaa­ti­si trans­kon­duk­tans­si­vah­vis­tin­ta, mut­ta täs­sä ku­va­tul­la me­ne­tel­mäl­lä­kin pääs­tään mel­ko pit­käl­le sii­hen suun­taan. Uut­ta on myös vir­ta­oh­jauk­sel­la toi­men­pi­tei­tä vaa­ti­van bas­so­re­so­nans­sin vai­men­nus ja hal­lit­se­mi­nen sul­je­tul­la, ta­kaa täy­tet­tä­väl­lä pie­noist­rans­mis­si­o­lin­jal­la. Rat­kai­sul­la muo­dos­te­taan ele­men­til­le so­pi­va akus­ti­nen kuor­ma­re­sis­tans­si.

1-tie­kai­ut­ti­men ele­ment­ti­nä toi­mii Scan-Spe­a­kin pe­rus­sar­jan 5-tuu­mai­nen 15W/8434G00. Ko­te­lo on si­sä­ti­la­vuu­del­taan 7 lit­raa, jos­ta vai­men­nus­ka­na­va vie 5 lit­raa.

Muun­ta­ja­na toi­mii 2x115 V / 2x12 V stan­dar­di­muun­ta­ja, joka ta­ka­pe­rin kyt­ket­ty­nä tuot­taa so­pi­van muun­to­suh­teen. 8 oh­min kuor­maim­pe­dans­si nä­kyy muun­ta­jan en­si­ö­puo­lel­la 0,42 oh­mi­na, jon­ka kans­sa vai­kut­taa sar­jas­sa 9-ker­tai­nen re­sis­tans­si koos­tu­en vas­tuk­sis­ta R1 ja muis­ta pie­nem­mis­tä re­sis­tans­seis­ta. Näin ele­ment­tiin in­du­soi­tu­vien hai­tal­lis­ten säh­kö­mo­to­ris­ten voi­mien kyky ai­kaan­saa­da vir­to­ja ja si­ten kuul­ta­via hait­to­ja pie­ne­nee pe­ri­aat­tees­sa kym­me­ne­so­saan eli 20 dB ver­rat­tu­na jän­ni­te­oh­jauk­seen, jos­sa hait­ta­vir­to­ja hil­lit­see ai­no­as­taan ele­men­tin oma im­pe­dans­si.

Ke­loil­la ja kon­den­saat­to­reil­la muo­dos­te­taan pii­riin li­säim­pe­dans­sia, jol­la oi­kais­taan nor­maa­le­ja etu­le­vy­si­ron­nan ja kar­ti­on tuo­mia vas­te­ko­ros­tu­mia. Vah­vis­ti­men nä­ke­mä kuor­ma on ma­ta­lil­la taa­juuk­sil­la rei­lut 4 oh­mia ja saa­vut­taa mak­si­min­sa, rei­lut 11 oh­mia, 6 kHz:llä. Vah­vis­ti­men an­toim­pe­dans­sin on tar­koi­tus ol­la pie­ni, jot­ta ylä­taa­juuk­sien vas­te ei poik­kea lii­kaa suun­ni­tel­lus­ta.

Syö­te­tys­tä te­hos­ta 10 % pää­tyy täs­sä ele­men­til­le lo­pun ku­lu­es­sa vas­tuk­sis­sa ja muun­ta­jas­sa. Herk­kyys ei kui­ten­kaan ale­ne ai­van tätä vas­taa­vas­ti, sil­lä ma­ta­lil­la taa­juuk­sil­la vir­ta­oh­ja­tun ele­men­tin ja ka­na­van yh­teis­vai­ku­tuk­sel­la saa­daan ai­kaan pa­rin de­si­be­lin nou­su.

Ko­te­lo koos­tuu 2 lit­ran ele­ment­ti­kam­mi­os­ta ja vä­hän yli 1,5 met­rin pi­tui­ses­ta, 9 ker­rok­seen tai­te­tus­ta, ta­sa­pak­sus­ta vai­men­nin­ka­na­vas­ta. Vai­men­nu­sai­nee­na on käy­tet­ty noin tuu­man pak­sui­si­na ark­kei­na saa­ta­va­na ole­vaa So­no­fil-va­nua.

Ma­ta­lien taa­juuk­sien vas­tet­ta sää­de­tään ka­na­van vä­li­köi­den täyt­tö­mää­ril­lä. Suu­rin vai­ku­tus on ka­na­van al­ku­pään vä­li­köi­den täyt­tö­as­teel­la lop­pu­pään vai­kut­ta­es­sa lä­hin­nä alim­piin taa­juuk­siin. Vä­li­köis­sä käy­te­tään ta­sai­ses­ti ase­tel­tu­na nii­hin juu­ri so­pi­via 14 cm x 16 cm va­nu­lap­pu­ja, joi­ta on si­joi­tel­tu seu­raa­vas­ti (nu­me­roin­ti al­ka­en yl­hääl­tä): vä­li­köt 1, 2 ja 9: tyh­jiä; vä­lik­kö 3: 1 ker­ros; vä­li­köt 4, 5, 7 ja 8: 1½ ker­ros­ta; vä­lik­kö 6: 2 ke­ros­ta. Kam­mi­on sei­nä­mät ka­na­van suu­ta lu­kuun ot­ta­mat­ta on myös vuo­rat­tu sa­mal­la ai­neel­la.

Myös pelk­kää sul­jet­tua ko­te­loa voi­daan käyt­tää. Ti­la­vuu­dek­si so­pii 5 lit­raa, mut­ta bas­so­re­so­nans­si on täl­löin kom­pen­soi­ta­va ele­men­tin rin­nal­le kyt­ket­tä­väl­lä RCL-ket­jul­la.

Ele­men­tin huo­nos­ti tun­net­tu fy­siik­ka | Esa Me­ri­läi­nen

Kal­von liik­keel­le lait­ta­va voi­ma (F) on ver­ran­nol­li­nen pu­he­ke­lan vir­taan (i) kaa­van F=Bli mu­kai­ses­ti, mis­sä B on mag­neet­ti­vuon ti­heys il­ma­vä­lis­sä ja l on lan­gan pi­tuus mag­neet­ti­ken­täs­sä eli il­ma­vä­lin alu­eel­la. B on vuon­ti­heys, joka val­lit­see vir­ran ol­les­sa nol­la. Vir­ta ai­heut­taa oman mag­neet­ti­kent­tän­sä, joka re­a­goi­des­saan py­sy­vän ken­tän kans­sa saa ai­kaan voi­ma­vai­ku­tuk­sen joh­ti­meen.

Ele­men­tin re­so­nans­si­a­lu­een ylä­puo­lel­la tämä voi­ma puo­les­taan ku­vau­tuu kal­von kiih­ty­vyy­dek­si (a) New­to­nin II lain F=ma mu­kai­ses­ti, mis­sä m on liik­ku­va mas­sa. Kal­von tuot­ta­ma aal­to­muo­to taas seu­raa tätä kiih­ty­vyyt­tä (a), ei siis kal­von lii­ke­poik­ke­a­maa, joka pie­ne­nee jyr­käs­ti taa­juu­den kas­va­es­sa ja tu­lee vas­ta 180° kiih­ty­vyyt­tä jäl­jes­sä.

Kyt­ken­tä voi­daan esit­tää re­sis­tans­sin ja kah­den ac-jän­ni­te­läh­teen avul­la (kuva). Rc ku­vaa pu­he­ke­lan vas­tus­ta, läh­de em ku­vaa pu­he­ke­lan tuot­ta­maa säh­kö­mo­to­ris­ta voi­maa (SMV), joka saa­daan lais­ta: em = Blv (v=no­peus) läh­teen ei puo­les­taan ku­va­tes­sa pu­he­ke­lan in­duk­tans­sis­ta ai­heu­tu­vaa SMV:tä.

Sekä em et­tä ei ovat alt­tii­ta useil­le häi­ri­öil­le, jot­ka pys­ty­vät sot­ke­maan vir­ran kul­kua syö­tet­tä­es­sä ku­van mal­lia jän­ni­te­läh­teel­lä (jän­ni­te­vah­vis­ti­mel­la). Sen si­jaan syö­tön tul­les­sa vir­ta­läh­teel­tä em ja ei nä­ky­vät ai­no­as­taan ele­men­tin na­pa­jän­nit­tees­sä il­man et­tä ne muok­kaa­vat vir­taa mi­ten­kään.

Sekä em et­tä ei ovat tyy­pil­li­ses­sä ele­men­tis­sä suu­ruu­del­taan mer­kit­tä­viä em:n do­mi­noi­des­sa kais­tan ala­pääs­sä ja ei:n vas­taa­vas­ti ylä­pääs­sä. Nämä jän­ni­te­kom­po­nen­tit ovat li­säk­si vai­heel­taan lä­hes vas­tak­kai­sia, jol­loin ne tie­tyl­lä taa­juu­del­la kais­tan kes­ki­vai­heil­la lä­hes ku­mo­a­vat toi­sen­sa hait­ta­vai­ku­tus­ten jää­des­sä kui­ten­kin ku­mou­tu­mat­ta.