Kitarat: kitarakamat ›

Aivan. Juurikin noin se menisi jos kaiuttimille syötettävän tehon määrä muuttuisi. Juju on kuitenkin se, että vahvistimen syöttämän tehon määrittää kuorman suuruus (impedanssi) ja jos kyseinen suure on yhtä suuri kummankin esimerkin tapauksessa niin myös vahvistimen kyseiseen kuormaan syöttämä teho pysyy vakiona. Jos tällaisessa tapauksessa sitten halutaan vahvistimen tehoa ruveta "säätämään" niin ainoa vaihtoehto on uuden vahvistimen hankkiminen. Sellaisen joka syöttää kaksinkertaisen tehon kyseisen suuruiseen kuormaan.
 
Siis rautalangasta: Vahvistin jonka antoteho on vaikkapa 100 wattia 8 ohmiin ei mysteerisesti muutu vahvistimeksi jonka antoteho on 200 wattia 8 ohmiin. Jos halutaan tuo 200 wattia 8 ohmiin teho, niin sitten täytyy olla vahvistin sen mukaan. Miten vahvistimen antoteho sitten muuttuu muilla impedansseilla rippuu ihan siitä vahvistimesta itsestään ja ne peukkusäännöt eivät yleensä ole kauhean paikkaansapitäviä.
 
Pienemmällä kuorman impedanssilla luultavimminkin saataisiin vahvistimesta ulos enemmän tehoa. Eri asia on sitten onko järkevää vertailla systeemejä joiden impedanssit ovat eri suuruiset jos alunperin oli tarkoitus verrata vain lisättävien kaiutinelementtien lukumäärän vaikutusta äänenvoimakkuuteen.
 
Mutta tottahan tuo on: Jos kaiuttimille syötettävää tehoa kasvatetaan niin niistä saatava äänenpainekin yleensä myös luonnollisesti kasvaa. Esimerkkisi tapauksessa tehon tuplaaminen nostaa äänenpainetta 3 desibeliä, nelinkertainen teho nostaisi 6 desibeliä, kymmenenkertainen 10 dB jne. Jos sitten puhutaan kaiuttimien tehonkestosta niin eri systeemeissä se voi luonnollisesti olla ihan mitä tahansa riippuen käytetyistä elementeistä ja niiden kytkennästä. Jos kaiutinelementit ovat identtisiä niin niiden lukumäärän lisääminen luonnollisesti kasvattaa tehonkestoa verrannollisesti.

Aivan. Juurikin noin se menisi jos kaiuttimille syötettävän tehon määrä muuttuisi. Juju on kuitenkin se, että vahvistimen syöttämän tehon määrittää kuorman suuruus (impedanssi) ja jos kyseinen suure on yhtä suuri kummankin esimerkin tapauksessa niin myös vahvistimen kyseiseen kuormaan syöttämä teho pysyy vakiona. Jos tällaisessa tapauksessa sitten halutaan vahvistimen tehoa ruveta "säätämään" niin ainoa vaihtoehto on uuden vahvistimen hankkiminen. Sellaisen joka syöttää kaksinkertaisen tehon kyseisen suuruiseen kuormaan.
 
Eikös se syötettävä teho periaatteessa muutu kuorman mukaan. Muistaakseni teoreettisesta teholähteestä saa parhaiten tavaraa ulos kun teholähteen sisäinen ja ulkoinen impedanssi on sama. Jos elementtien lisääntyessä vahvistimen impedanssia ei kompensoida, esim Rocktron ilmoittaa näin (T-kauppa): Rocktron Velocity 100 power amp - 2x 55W into 4 Ohms, 2x 40W into 8 Ohms, 2x 28W into 16 Ohms.
 
Jos taas ajattelet esim Marsun peruskaappia, 2 elementin kytkennässä päätteen sisäinen impedanssi säädetään 8 ohmiin ja neljällä ämyrillä se on joko 16 tai 4 ohm. Tässä siis luulisi olevan kyse kompensoinnista, jolloin saadaan täysi möykkä kaiutinkokoonpanosta huolimatta.
 
Siis rautalangasta: Vahvistin jonka antoteho on vaikkapa 100 wattia 8 ohmiin ei mysteerisesti muutu vahvistimeksi jonka antoteho on 200 wattia 8 ohmiin. Jos halutaan tuo 200 wattia 8 ohmiin teho, niin sitten täytyy olla vahvistin sen mukaan. Miten vahvistimen antoteho sitten muuttuu muilla impedansseilla rippuu ihan siitä vahvistimesta itsestään ja ne peukkusäännöt eivät yleensä ole kauhean paikkaansapitäviä.
 
Juu ei. Jos sulla on identtiset elementit, en äkkiseltään keksi kytkentää joissa 2 ja 4 elementtiä voisi kytkeä niin että impedanssi ja tehojakauma on sama, ellei päätteen sisäistä kytkentää muuteta.
 
Pienemmällä kuorman impedanssilla luultavimminkin saataisiin vahvistimesta ulos enemmän tehoa. Eri asia on sitten onko järkevää vertailla systeemejä joiden impedanssit ovat eri suuruiset jos alunperin oli tarkoitus verrata vain lisättävien kaiutinelementtien lukumäärän vaikutusta äänenvoimakkuuteen.
 
Tottakai on järkevää jos puhutaan lisäkaapin hankkimsesta kombolle. Eihän sen kytkennän impedanssi voi olla sama normaalikomponenteilla lisäkaapikn kanssa. Elämää, ei teoriaa, eikö?
 
Mutta tottahan tuo on: Jos kaiuttimille syötettävää tehoa kasvatetaan niin niistä saatava äänenpainekin yleensä myös luonnollisesti kasvaa. Esimerkkisi tapauksessa tehon tuplaaminen nostaa äänenpainetta 3 desibeliä, nelinkertainen teho nostaisi 6 desibeliä, kymmenenkertainen 10 dB jne. Jos sitten puhutaan kaiuttimien tehonkestosta niin eri systeemeissä se voi luonnollisesti olla ihan mitä tahansa riippuen käytetyistä elementeistä ja niiden kytkennästä. Jos kaiutinelementit ovat identtisiä niin niiden lukumäärän lisääminen luonnollisesti kasvattaa tehonkestoa verrannollisesti.
 
Jee. Taitaa olla punkkulasin paikka kun sain ton oikein.
 
Kerros yksi juttu. Kun vääntää master volumea, suitsiiko se tehoja vai miten se vaikuttaa mölyn määrään. Äkkinäinen voisi kuvitella että se nimenomaan suitsii päättärin tehoja ihan kuten auton kaasukin, ei sieltä Voortistakaan saa sitä 55kW pintakaasulla ulos.

Kyllä se lämpötehon määrä vaan kummasti kasvoi tiettyyn pisteeseen asti piirin muuttuvan impedanssin funktiona, kunnes piirin tehohäviöt (toisen derivaatan tekijä) voittivat hyötykuorman (ensimmäisen derivaatan tekijä), jonka jälkeen ulos saataava teho alkoi pudota.
 
Tehosovitushan se siinä. Eikös kuormaan siirry suurin teho - tai oikeastaan kuormassa synny suurin tehohäviö silloin kun kuorman impedanssi on samansuuruinen kuin syöttävän härpäkkeen lähtöimpedanssi. Olipa sitten kyseessä sitten vahvistin, virtalähde tai saunan kiuas.

Nyt joku guru voisi ottaa tähän kantaa, koska mun käsityksen mukaan ei pitäisi olla toiminnalle (periaatteessa) mitään eroa, muuttipa sitä sähköä lämmöksi tai mölyksi. Kyse on vain siitä miten se teholähde (päätevahvistin) on suunniteltu toimimaan.
 
Ei ole hinkua, eikä toivottavasti taipumustakaan alkaa guruilemaan, mutta:
 
Sähkön muuttaminen meteliksi edellyttää, että se vahvistimesta saatava lähtöjännite muuttuu kajarin puhekelassa virraksi, joka taas magnetismin pelisääntöjen mukaan pistää kiinteässä magneettikentässä majailevan, nyt sähkömagneetiksi muuttuneen puhekelan liikkumaan vahvistimesta saatavan signaalin mukaan. Puhekela taas pistää kajarin kartion liikkeelle, kun kerran on siihen istutettu. Kartion liike taas tekee ilmanpainevaihteluja, joka aistitaan äänenä. Se, että kuinka voimakas se ääni sitten on, on luonnollisesti kiinni siitä, kuinka ison liikkeen se virta saa siihen kartioon aikaiseksi.
 
Vahvistimen teho ei ole vielä äänen paljoutta. 100W vahvistin ei syötä kajarille 100W tehoa, vaan sen pääteastettä voidaan KUORMITTAA 100W sähköisellä teholla. Se sähköinen teho on tehohäviö, joka syntyy siinä kajarin puhekelassa (I^2 * Z; virta toiseen kertaa kajarin impedanssi). Mielenkiintoinen sivujuonne tässä tehohommassa on se, ettei tuo tehohäviö ole kaikila taajuuksilla sama vaikka virta olisikin. Eikä tuo tehohäviö suoraan kerro kaikkea siitä äänenpaineesta, joka sillä saadaan aikaan. Tästä hyvä esimerkki on vanha Voxin AC30, jotka mennen tullen peittosi 3.33 kertaa tehokkaamman marsun poikasena sekä treenikämpällä & keikalla.
 
Insinöörille ei varmaan mitään uutta, mutta aika moni soittaja ei pohdi asiaa tästä vinkkelistä.
 
Edit: meni näköjään lyhyen kirjoitukseen pitkään...

Niin, tuo vahvistimien ilmoittama tehohan on siis niiden maksimiteho jollain tietyllä määrällä säröä. Kaittimeen syötettävä tehohan sitten vaihtelee signaalin mukaan ja voidaan esimerkiksi jännitteen ollessa kyseessä ilmaista yhtälöllä:
 
V^2 / R
 
Eli jännitteen määrä potenssiin kaksi jaettuna kuorman määrällä ohmeina. Ohmin lakia (U=IR) soveltamalla näitä siis lasketaan.
 
Eli jos signaalin jännite vaihtelee niin tehokin vaihtelee. Audiosignaalissa taas ei juurikaan olisi järkeä jos sen jännite ei vaihtelisi. Jos siis esimerkiksi master volumea väännetään pienemmälle niin yleensä vaikutuksena on signaalijännitteen vaimeneminen ja sitä myötä se antotehokin putoaa. Jos taas vahvistimen maksimiteho tulee vastaan käännettäessä volumea ylöspäin signaali säröytyy. Tehon kaavan voi myös soveltaa virran I mukaan sillä vahvistimen rajoituksia ovat nimenomaan juurikin kuinka paljon virtaa se pystyy syöttämään kuormaan sekä kuinka korkeaan jännitteeseen signaali voi nousta. Nämä rajoitukset määrittelevät sitten tehon joka saadaan yhtälöstä P=UI.
 
Tuolla klassisella impedanssisovituksella ei ole audiovahvistimissa mitään virkaa. Jos antoimpedanssi olisi yhtä suuri kuin kuorman impedanssi vahvistimen hyötysuhde voisi olla maksimissaan vain 50%. Puolet valtakunnanverkosta otettavasta tehosta hukkuisi lämpöhäviöihin. Transistorivahvistimien antoimpedanssi on muutamien milliohmien luokkaa, putkivehkeissä se on korkeampi päätemuuntajan takia, ehkä parin ohmin luokkaa. Tästäkin huolimatta niitä tehohäviöitä syntyy usein ihan riittävästi. Mitä pienempi antoimpedanssi on sitä pienemmät jännitehäviöt ja sitä suurempi signaalijännite saadaan vaikuttamaan kuorman yli. Jos virransyöttökyky on riittävä niin tehokin on suuri. Mitä pienempi antoimpedanssi sitä vähemmän myös signaalin amplitudi vaihtelee kuorman suuruuden mukaan. Kun kaiutinkuorma kuitenkaan ei ole vakio eri taajuuksilla niin esimerkiksi putkivahvistimissa tätä vaihtelua tapahtuu aika lailla johtuen siitä verrattain suuresta antoimpedanssista. Tuo sitten puolestaan näkyy taajuusvasteessa.
 
Putkivahvistimien impedanssin säätö ei varsinaisesti muuta vahvistimen antoimpedanssia. Muuntaja pystyy "peilaamaan" ensiössä- ja toisiossa esiintyviä impedansseja suhteessa ensiön ja toision kierroslukuihin. Käytännössä päätemuuntaja saa pääteputken katodin "näkemään" kaiuttimen edustaman muutaman ohmin suuruisen kuorman muutamien kymmenien kilo-ohmien suuruisena. Tämän kokoinen kuorma on sopivampi katodille jonka sisäinen antoimpedanssi on useita kilo-ohmeja.
 
---
 
Juuh, jos tuo kuormittavan impedanssin vaikutus vahvistimen syöttämään tehoon otetaan huomioon kun ruvetaan laskeskelemaan niitä eri kaiutinyhdistelmistä saatavia äänenpaineita niin jutut mutkistuvat aika lailla. Ongelmahan on tietysti se, että käytännössä tuo asia tulee ottaa huomioon. Tuo minun esimerkkini lähinnä vertaili mitä vaikutusta on elementtien määrän kasvattamisella olettaen, että koko systeemin edustama kuorma pysyy vakiona. Ottaen huomioon, että jotkut vahvistimet pystyvät syöttämään aina saman tehon eri suuruisiinkin kuormiin kyseinen vertailu esim. vaikkapa 4 ohmin 2x12" kaapin ja 8 ohmin 4x12" kaapin välillä (molemmissa identtiset 8 ohmin kaiuttimet) on mielestäni ihan validi. Antotehon muutoksen vaikutus on sitten asia erikseen ja voidaan laskennollisesti todeta. Esimerkiksi tässä viimeisessä esimerkissä antotehon puolittumisen (kuorma tuplaantuu, tehon määrä puolittuu) vaikutuksesta kokonaisäänenpaine putoaisi kolme desibeliä joten ei-niin-optimaalisella impedanssi "sovituksella" tuo isompi kaappi olisi jopa kolme desibeliä hiljaisempi kuin se pienempi. No big deal, noin pientä eroa tuskin kuulee. Sitten on vielä se pointti, että oikeiden vahvistimien (eikä vain laskukaavojen) ollessa kyseessä se puolittuminen on lähinnä peukalosääntö kuten jo esimerkkisi Rocktron Velocity:stäkin osoittaa.
 
Oho, tulipahan pitkä posti. Pitäisiköhän tälle luoda uusi topic tai kaivaa joku entisistä esiin...