Aloittelijat ›

Mulle on täysin epäselvää watti/ohmi jutut pa-laitteissa.
 
esimerkiksi
 
2 x 300 W 4Ohm tai 2 X 150 W 8Ohm, 1 X 600 W 8Ohm sillattuna
 
Mitäs tää nyt tarkoittaa? Onko laitteen teho riippuvainen siitä, moniko ohmiset kaiuttimet on? Mitäs toi siltaaminen tarkoittaa ja jos siltaa, niin tuleeko vahvistimesta mölyä vaan yhteen laatikkoon?
 
Ja entäs sitten teho merkinnät watti / RMS / ja se joku kolmas tapa merkata. Mitä ne tarkoittaa ja mitä kannattaa tuijottaa. Entäs jos ei ole mitään merkittynä, niin mikä tieto silloin ilmoitetaan.

Mitäs tää nyt tarkoittaa? Onko laitteen teho riippuvainen siitä, moniko ohmiset kaiuttimet on?
 
No periaatteessa kyllä. Tuohan tarkoittaa sitä, että paljonko vahvistin antaa tehoa tiettyyn kuormaan. Eli 8ohmin kaiuttimella tehoa saa 150w per kanava, tuon esimerkin perusteella.
 
Mitäs toi siltaaminen tarkoittaa ja jos siltaa, niin tuleeko vahvistimesta mölyä vaan yhteen laatikkoon?
 
Pa-päätteissähän on yleensä kaksi erillistä vahvistinta, yksi kullekin kanavalle ja sillattaessa nämä kaksi vahvistinta käyttäytyy kuten yksi vahvistin, mutta tehoa saa enemmän.
Eli jos siltaat vahvistimen on siinä vain yksi ulostulo, josta voit sitten syöttää kaman yhteen tai vaikka kahteen kaiuttimeen, riippuen tietysti kaappiesi ja vahvistimesi rakenteesta. Eli onko kamoissa mahdollista ketjuttaa kaappeja.
Teknisemmin siltauksesta voi sitten kertoa joku muu.

Mulle on täysin epäselvää watti/ohmi jutut pa-laitteissa. esimerkiksi
 
2 x 300 W 4Ohm tai 2 X 150 W 8Ohm, 1 X 600 W 8Ohm sillattuna.
 
Teho (W) lasketaan jännitteen (V) ja virran (A) tulona:
 

   1) P (teho) = U (jännite) * I (virta)

 
Jännitteen, virran ja resistanssin välillä pätee yhtälö:
 

   2) U (jännite) = R (resistanssi) * I (virta)

 
---
Kun kakkosyhtälö sijoitetaan ykköseen, saadaan tehosta ja resistanssista laskettua virta:
 

   3) P = R * I * I
      P = R * I ^ 2
      I^2 = P / R
      I = sqrt( P / R )

 
---
Kaiuttimilla on oma resistanssinsa, esimerkiksi juuri 2, 4 tai 8 ohmia. Sivuhuomautus: Kaiuttimen resistanssi muuttuu taajuuden mukaan, mutta tässä sitä ei tarvitse ottaa huomioon - puhutaan impedanssista eli vaihtovirtavastuksesta.
 
Jos kaiuttimen resistanssi on 4 ohmia ja sen läpi kulkee 300W, niin kolmosyhtälöstä saadaan laskettua kaiuttimen läpi menevä virta:
 

    I = sqrt( P / R ) = sqrt( 300W / 4ohm ) ~ 8.67 A

 
Jännite on tällöin:
 

    U = R * I = 4ohm * 8.67 A = 34 V

 
---
Mitä tapahtuu, jos kaiutin vaihdetaan 8 ohmiseksi? Karkeasti ottaen vahvistimen jännitteen- ja virransyöttökyky on kiinteä (ei aivan eikä aina, mutta kuitenkin).
 
Kun resistanssi kasvaa kaksinkertaiseksi ja vahvistimen ulostulojännite pysyy vakiona, niin elementin läpi kulkeva virta puoliutuu:
 

    I = U / R = 34V / 8ohm = 4.33 A

 
...Josta seuraa, että vahvistimen syöttämä teho on:
 

    P = U * I = 34V * 4.33A ~ 150W

 
---
Vastaavasti, jos kaiutin vaihdetaan 2-ohmiseksi, virta tuplautuu ja samalla teho tuplautuu. Toimii hyvin niin kauan, kun vahvistin pystyy syöttämään tuplavirran sekä kestää sen.
 
---
EDIT: Asiaa voidaan ajatella tällä tavalla.
 
Vahvistimen kannalta kaiutinjohtoihin tuleva jännite on ratkaiseva tehon kannalta. Mikäli vahvistimesta loppuu "potku", niin se tarkoittaa sitä, ettei vahvistin enää saa pidettyä jännitettä riittävän suurena.
 
Kaiuttimen resistanssia voidaan pitää kaiuttimen "liikevastuksena". Karkeasti sanottuna kaiuttimen resistanssi on kiinni kaiuttimen kelasta eli mitä suurempi elementti, sitä suurempi vastus. Mitä suurempi vastus, sitä suurempi on elementin jännitteensietokyky (ts. sitä suuremmilla jännitteillä sitä voidaan ajaa).
 
Jos vahvistimen ulostulojännite on pieni, mutta virransyöttökyky suuri, niin voidaan käyttää pieniohmisia kaiuttimia ja paksuja kaapeleita.
 
Pienellä ulostulojännitteellä vahvistin ei saa kaikkea irti suurempi-ohmisesta elementistä.
 
Jos vahvistimen ulostulojännite on suuri, niin kaiuttimeksi käy suurempi-ohminen elementti - pienempi-ohmisella kaiuttimen läpi menevä teho kasvaa liian suureksi ja elementti voi rikkoontua.
 
---
Siltaus tarkoittaa sitä, että vahvistimen molemmat kanavat käytetään mono-signaalin vahvistukseen eli yleensä teho tuplautuu.
 
---
Mitäs tää nyt tarkoittaa? Onko laitteen teho riippuvainen siitä, moniko ohmiset kaiuttimet on?
 
Laitteen teho ei ole siitä kiinni, vaan kaiuttimelle tulevan tehon määrä. Toisin sanoen; vahvistin syöttää signaalia elementille tietyllä jännitealueella ja sillä on tietty virransyöttö- ja virrankestokapasiteetti ==> voidaan laskea, paljonko vahvistimella voidaan syöttää tehoa elementtiin, kun elementin resistanssi tiedetään.
 
Mitäs toi siltaaminen tarkoittaa ja jos siltaa, niin tuleeko vahvistimesta mölyä vaan yhteen laatikkoon?
 
Siltauksen saa joku muu selittää (ts. miten se kytketään), mutta jeps, tällöin vahvistinta käytetään mono-vahvarina.
 
Ja entäs sitten teho merkinnät watti / RMS / ja se joku kolmas tapa merkata. Mitä ne tarkoittaa ja mitä kannattaa tuijottaa. Entäs jos ei ole mitään merkittynä, niin mikä tieto silloin ilmoitetaan.
 
Vahvistinten teho ei ole yksikäsitteinen asia, koska kyseessä on vaihtovirta. Siksipä vahvistimen teho voidaan mitata erilaisilla tavoilla.
 
Yleisesti vahvistimelle annetaan jatkuva teho (RMS) ja piikkiteho. Piikkiteho on täysin epäolennainen asia (koska piikkiteholle ei ole ilmoitettu esim. säröastetta (THD)). Valmistajan ilmoittama piikkiteho voi siis olla aivan mitä tahansa ;-)
 
Jatkuvissa tehoissa taas on (standardista riippuen) säröytymisraja, jossa signaalin täytyy olla. Jatkuva teho voidaan siis ottaa ulos ilman merkittävää signaalin säröytymistä.
 
EDIT: Vahvistimilla on oma taajuusvasteensa kuten kaiuttimella ja mikrofonillakin. Siksi jatkuva teho mitataan usealla eri taajuuksisella sinisignaalilla. Jatkuvan tehon mittauksessa täytyy käyttää säröytymisrajaa, koska yleisesti vahvistimet voivat syöttää moninkertaisia tehoja, mutta A) hetkellisesti (koska vahvistinkomponentti lämpenee) ja B) säröytyneenä.
 
Jos signaalissa on piikkejä tai vahvistinta kuormitetaan raskaasti, signaali säröytyy eri tavoilla vahvistimesta riippuen ja se ei ole aina mukavaa kuultavaa. Tästä syystä piikkitehoilla ei ole käytännön merkitystä - säröytymistavalla on paljon suurempi merkitys.
 
---
Toivottavasti tästä oli jotain apua.

Kiitos vaan vastauksista, ne oli laajemmat kuin osasin odottaa ja jopa minä ymmärsin ne. Asia tuli siis selville.
 
Oswaldo Ardiles

Jatketaan ihan pikkuisen...
 
Kysymys: "Mistä vahvistimen teho syntyy?"
 
Kun tarkastellaan päätevahvistinten ominaisuuksia, niin ensimmäinen tarkasteltava parametri on vahvistinpiirin (transistori tai putki) käyttöjännite. Tavallisessa 20-40W @ 4ohm trankkupäätteessä käytetään vahvistinpiirejä, joiden käyttöjännitteet ovat 8-18V luokkaa.
 
Kaiutinjohtoon tulee maksimisignaalilla lähes käyttöjännitteen mukainen jännite (transistorin vahvistuskäyrä on lähes lineaarinen).
 
EDIT: Mikään vahvistin ei pysty antamaan jännitteitä enempää kuin käyttöjännitteensä määrän kaiutinlinjaan. Jos vahvistinpiirin käyttöjännite on +/-10V, sisään tulee esivahvistettu +/-1V tasolla oleva signaali ja vahvistuskerroin on 15 (+23dB), niin signaali leikkautuu huipuistaan, oli vahvistimen virrankesto sitten ihan mikä tahansa.
 
EDIT: Linjatasoinen signaali on tasoltaan n. 5V (+/- 2.5V). Jos tämän signaalin veisi sellaisenaan elementille, niin tehoa pitäisi tulla ulos 6.25W - ei kuitenkaan tule, miksi? Koska linjatasoisen signaalin toisessa päässä oleva puskurivahvistin ei kykene tuottamaan tarvittavaa virtamäärää pitääkseen jännitteen noin ylhäällä - jännite kaapelissa tippuu eikä elementistä kuulu paljoa mitään.
 
Päätevahvistimella on siis kaksi tehtävää; tarjota tarpeeksi tehoa (jännitettä + virtaa) sekä myös vaimentaa linjatasoista signaalia - joissain kotistereoissa onkin volume-nupilla asento +0dB eli vahvistuskerroin on 1 (signaali suoraan sellaisenaan elementille).
 
Neljän ohmin elementeillä 8V käyttöjännitteellä saadaan tehoa max. 16W, 18V jännitteellä max. 80W. Mikäli vahvistin toimii paremmin korkeilla jännitteillä muttei kuitenkaan kestä suuria virtamääriä, lähtölinjaan voidaan kytkeä vaimentava vastus (tai käytetään suurempiohmista elementtiä).
 
Vahvistimesta saadaan tehoa irti lisää kahdella tavalla:
 
- Nostetaan käyttöjännitettä, jolloin kaiutinlinjaan saadaan suurempia jännitteitä; samalla elementin kautta kulkeva virtamäärä ja sitä kautta teho kasvaa (U=R*I, P=U*I).
 
- Käytetään pienempi-ohmisia kaiuttimia, jolloin kaiutinlinjassa kulkee suurempia virtoja (ja suunnitellaan vahvistin noille virtamäärille)
 
(-Tietysti myös useammalla eri tavoin rinnan kytketyillä vahvistimilla)
 
Vahvistinpiirin lisäksi käyttöjännitteen kasvattamista rajoittaa muuntaja. Rajoitusta voidaan kuitenkin kiertää erilaisilla inverttereillä (jännitteiden kertojilla). Muuntaja on muutenkin ratkaisevassa asemassa vahvistimessa, sillä muuntajan täytyy olla antoteholtaan vähintään samaa luokkaa kuin vahvistinpiiri on ottoteholtaan - ts. jos vahvistinpiiri ottaa 300W ja muuntaja antaa 200W, vahvistimen teho on itse asiassa 200W, sillä suurilla volumeilla muuntajan antama jännite alkaa tippua kulutuksen kasvaessa (eikä vahvistin tietenkään voi antaa ulos enempää tehoa kuin se saa muuntajasta).
 
---
Vahvistiment ja kaiuttimet: Vahvistinpiiristä ja sen kytkennästä riippuu, millaisia kaiuttimia vahvistimen kanssa tulee käyttää. Vahvistinpiiri, joka toimii isoilla käyttöjännitteillä muttei kestä paljoa virtaa, käytetään suurempi-ohmisia kaiuttimia (tai etuvastuksia). Toisaalta, piiri tai kytkentä, joka kestää virtaa mutta käyttää pientä käyttöjännitettä, voidaan kytkeä pienempi-ohmiseen kaiuttimeen.
 
Putkivahvistimet toimivat tavallisesti suuremmilla käyttöjännitteillä kuin transistorivahvistimet.
 
---
Kysymys: "Saako kaiuttimen ohmimäärä olla suurempi kuin suositeltu (eli 4ohm tilalta 8 tai 16 ohm)?"
 
Yleensä saa. Ääni vain on vaimeampi.
 
Mutta välttämättä asia ei ole näin, tosin vain erikoistapauksissa - on olemassa vahvistinkytkentöjä, joissa vahvistinasteella olevat jännitteet kasvavat liian suureksi mikäli kaiutinlinjassa ei ole tarpeeksi kuormaa (ts. siellä on liikaa resistanssia).
 
Yleissääntönä on myöskin se, ettei pääteastetta saisi käyttää ilman kuormaa (siis kaiutinjohtojen ollessa irti, jolloin resistanssi on miljoonia ohmeja). Näissä tapauksissa vahvistinpiirillä olevat takaisinkytketyt jännitteet kasvavat (kun ei ole kaiutinta "syömässä" tehoa) ja saattavat rikkoa vahvistimen.
 
Kaupalliset vahvistimet on usein suojattu tätä kuormattomuutta vastaan, mutta kotitekoiset eivät (harrastelijat eivät jaksa kiinnittää moiseen epäolennaiseen asiaan huomiota - "Eihän kukaan käytä vahvaria ilman kuormaa, eihän?").
 
Kysymys: "Saako ohmimäärä olla pienempi?"
 
Yleensä näin päin on vaarallisempaa, sillä resistanssin pienentyessä virta kasvaa ja se on tavallisesti haitallisempaa kuin esim. käyttöjännitteen kasvattaminen vahvistinpiireillä. Mikäli pienempi-ohmisia käytetään, vahvistinta ei saisi käyttää täydellä teholla.
 
Kysymys: "Jos kaiuttimen tehonkesto on 100W, niin saako siihen kytkeä 50W vahvistimen?"
 
Tottakai.
 
Kysymys: "Entäs toisin päin?"
 
Silloin pitää varoa, ettei vahvistin riko kaiutinta eli ei saa luukuttaa täysillä.
 
Liian suurella soitettu elementti särkee. Kuten transistorivahvistimien tapauksessa, elementin särö on terävää leikkaavaa säröä - ei ollenkaan putkimaisen pehmeää.
 
Hyvässä tapauksessa liian suurella teholla ajetun kaiuttimen kalvo menee rikki tai jokin osa katkeaa kaiuttimen sisällä. Tämä voi toki johtaa pääteasteen rikkoutumiseen, jos sitä ei ole suojattu "nollakuormaa" vastaan (ts. ei kaiutinta kytkettynä).
 
Pahimmassa tapauksessa vahvistimen syöttämä tehomäärä riittää siihen, että kaiuttimen kelan eristekerros vaurioituu ja kaiutin menee oikosulkuun. Tästä seuraa lyhyessä ajassa vahvistimen palaminen (virta vahvistinpiirillä kasvaa hurjaksi resistanssin ollessa lähes nolla) ja ikävimmässä tapauksessa vahvistimen palaminen rikkoo myös siihen kytketyn esivahvistimen (esim. CD-soittimen tai vastaavan) tai vahvistimen muuntajan.
 
Mieluummin siis ylitehoinen elementti kuin alitehoinen.
 
Kysymys: "Paljonko kaiutinkaapeleissa on jännitettä?"
 
Erittäin hankala kysymys. Teholtaan 200W / kanava olevan vahvistimen kaiutinkaapeleissa kulkee parhaimmillaan n. 100V jännite. Suomessa kaiutinterminaalien ja kaikkien siihen liittyvien sähköisten osien täytyy olla suojattu, mikäli jännitettä kulkee yli 70V (ts. ei pitäisi päästä työntämään vahingossa sormiaan esimerkiksi elementin liitosnapoihin).