Vahvistimet

Perusteet

Mitä eroa on tavallisella vahvistimelle ja integroidulla vahvistimella ?

Tavallinen vahvistin on tänä päivänä juuri integroitu vahvistin. Nimitystä integroitu vahvistin käytetään sen korostamiseen, että laite sisältää sekä esivahvistimen että päätevahvistimen yksissä kuorissa.

Ovatko erillislaitteet aina selvästi integroituja parempia ?

Eivät ole. Monissa saman valmistajan laitesarjoissa esi- kuin päätevahvistimissa ja integroiduissa, vielä useiden tonnien hintaluokassa, on käytetty pohjimmiltaan tai ihan suoraan samoja osia ja tekniikkaa. Miksi ei käytettäisi, kun kyse on kuitenkin viime kädessä liiketoiminnasta ja kustannusten minimoinnista. Pienet erot osissa eivät oikeasti vaikuta yhtään mitään ääneen.

Mutta sitten on erikseen markkinointiosasto, jonka tehtävänä on kehittää hyvät selostukset laitteiden sen vuoden markkinahiteiksi kehitetyille ratkaisuille, jotka sitten tarjoillaan ensin lehdistölle ja sitten kuluttajille. Kaikki ei ole humpuukia, mutta moni asia lähentelee sitä.

Markkinointi kehittää kaikenlaista selostusta miksi juuri tämä laite "soi" tämän ja tämän teknisen tai pseudoteknisen syyn takia "paremmin" kuin toinen. IC-piirillä tehdyille "päätekiville" voidaan keksiä selitys, miksi ne soivat musikaalisesti (vaikka musikaalisuus on muusikoissa ja esityksessä ei tekniikassa).

Teknisen hajuiset selitykset ja esitteet hienot kuvat kasvattavat uskottavuutta, että tekniikka olisi taas kerran tänäkin vuonna mennyt aimo harppauksen eteenpäin. Kun näitä sitten lukee tekniikasta heikommin perillä oleva kuluttaja, niin ei hänellä ole kykyä arvioida tekstin todenperäisyyttä. Vielä kun monella on käsitys, että eihän valehdella saa.

Hyvin markkinointi onnistuukin, sillä yhä useammin kuluttajat ja myös lehdistö menee kritiikittömästi lankaan ja jatkavat esitetekstejä suoraan palstoilleen vaikkapa arvioiden laitteen jonkin ominaisuuden vaikutusta ääneen arvioimatta lainkaan onko ko. ominaisuudessa mitään järkeä alunperinkään. Hifin historia on täynnä toinen toistaan hienompia toimintaperiaatteita, jotka on yksi toisensa perään vuodessa-kahdessa dumpattu pois ja "korvattu" uusilla "paremmilla" periaatteilla.

Mikä on esivahvistin ?

Esivahvistin on laite, jossa on ohjelmalähteen valinnat liitäntöineen ja ainakin voimakkuuden säätö. Esivahvistin vahvistaa tarvittaessa signaalin jännitettä päätevahvistimelle sopivaksi. Esivahvistinta ei voi kytkeä suoraan kaiuttimiin.

Nykyisin CD-aikakaudella esivahvistimella ei ole juuri muuta tehtävää kuin huolehtia signaalin valinnasta ja signaalin syöttämisestä voimakkuuden säätimelle ja mahdollisen puskuriasteen kautta erilliselle päätevahvistimelle. Levysoittimien yhteydessä esivahvistimella oli merkittävä osuus vahvistuksessa, koska se muutti levysoittimelta tulevan millivolttien signaalin päätevahvistimen haluamaan tyypillisesti vajaan voltin tasoon.

Mikä on passiivinen esivahvistin ?

Passiivietuvahvistin on periaatetasolla lähes suora lanka sisääntulosta ulostuloon, jossa on matkalla säädettävä signaalin vaimennin. Tällaista laitetta voidaan käyttää sellaisissa yhteyksissä, missä äänilähteestä (esim. CD-soitin) lähtee jo valmiiksi riittävän voimakas signaali päätevahvistimelle ja tarvitaan ainoastaan signaalilähteen valitsin ja äänenvoimakkuuden säädin. Minimalistista hifiä (mahdollisimman vähän osia signaalitielle) kannattavat hifistit pitävät passiivista esivahvistinta parhaaksi ratkaisuksi tällaiseen tilanteeseen.

Yleensä passiivisissa esivahvistimissa on vain metallikotelo, liittimet, pätkä kaapelia kultakin liittimeltä valintakytkimen napoihin ja kytkimen lähtönastasta taas potentiometrille, josta taas johdot suoraan antoliittimiin.

Mikä on päätevahvistin ?

Päätevahvistimen tehtävänä on jännitteen vahvistamisen lisäksi pystyä antamaan suuria virtoja, jotta saataisiin riittävästi tehoa kaiuttimelle. Päätevahvistimet antavat tyypillisesti täyden tehonsa 0.5-2 voltin sisääntulosignaalilla.

Mikä on AV-vahvistin ?

A/V- vahvistimessa on liitännät myös videonauhureiden ja esim. DVD. soittimien liitämiseen vahvistimeen (yleensä ääni ja kuva), jolloin myös näitä ohjelmalähteitä voi kuunnella stereoiden kautta ilman johtosulkeisia. Samoin videoiden kopiointi onnistuu samaan tapaan kuin kahden kasettidekin tapauksessa suoraan vahvistimesta kopiointisuunta valitsemalla.

Pitäkö paikkaansa, että audiovahvistimen päälle ei kannattaisi suoraan sijoittaa muita hifilaitteita ?

Audiovahvistimet tuottavat toimessaan kohtuullisesti lämpöä, joten vahvistimen päälle tulisi jättää tilaa ilmalle vaihtua ja näinollen vahvistin ei pääse ylikuumenemaan. Tarvittva ilmatila riippu vahvistimen tuottamasta lämpömäärästä ja sen jäähdyksen tehokuudesta. Kannattaa katsoa vahvistimen ohjeet, mitä siellä sanotaan asiasta ja noudattaa sen suosituksia. Yleisohjeena vähänkin tehokkaammista audiopäätevahvistimista voisi sanoa, että tyhjää tilaa kannattaa jättää vahvistimen päälle vähintään pari senttimetriä.

Pitkäaikainen altistus liian lämpimälle ilmalle lyhentää hifilaitteiden oletettua elinikää. Eli jos laitat laitteita liian tiiviiseen pinoon, niin oletettavasti todennäköisyys laitteiden vioittumiseen niin vahvistimen kuin päällä olevan laitteen osalta kasvaa.

Mikä on viritinvahvistin ?

Viritinvahvistin on integroitu vahvistin, jossa on samoissa kuorissa esivahvistin, päätevahvistin ja radion viritin.

Paljonko audiovahvistimet kohisevat ?

Miten paljon mikäkin laite kohisee riippuu laitteen suunnittelusta ja kunnosta. Normaaliäänenvoimakkuuksilla ja tavallista stereosignaalia (esim. CD) kuunneltaessa kohinaa ei juuri tulisi kuulla. Monikanavamoodeissa kohinaa yleensä on enemmän kuin tavallisessa stereossa. Jos äänenvoimakkuutta kääntää aivan maksimiin, niin melkein vahvistimesta kuin vahvistimesta tulee ulos kuultava määrä kohinaa kun muuta signaalia ei tule. Jos tuossa asennossa tuonne tulisi sisään jotain mainittavaa äänisignaalia jostain äänilähteestä, niin kyllä se ääni kuuluisi niin kovaa että pieni kohina peittyisi sen alle.

Kohinaa tyypillisessä stereovahvistimessa aiheuttavat vahvistinasteiden elektroniikan lämpökohina sekä äänenvoimakkuuspotentiometri. Tyypillinen korkeaimpedanssinen voimakkuussäädin on itsessään on aikamoinen kohinalähde. Jos vahvistimen herkkyys on 1 V, muodostuu 100 kilo-ohmin voimakkuussäätimestä huoneen lämmössä niin paljon kohinaa, että pelkästään sen aiheuttama pohjakohina on -105 dB alle täyden ohjauksen (matalaohmisella potentiometrilla kohinat ovat hieman alempana). Tähän päälle tulee vielä päätevahvistimen omat kohinat, varsinkin, jos sen ottoimpedanssi on korkea, joten ei ole ihme, että monen vahvistimen dynamiikka on jossain 100 dB kohdalla. Ja monessa surroundvehkeessä nuo arvot ovat tyypillisesti (ainakin halvemmissa ainakin) nuo dynamiikka-arvot ovat parikymmentä desibeliä huonompia (yleensä silloinkin ihan riittäviä normaalikäyttöön).

Mitä vahvistimeni takalevyssä kaiutinliitäntöjen luona oleva merkintä 4-8 ohmia tarkoittaa ?

Vahvistimien takalevyssä kaiutinliitäntöjen yhteydessä mainitaan yleensä suositus kaiuttimien impedanssiksi. Yleinen alue on 4-8 ohmia, koska useimpien kaiuttimien nimellisimpedanssi on tällä välillä. Joskus ilmoitus on 8-16 ohmia, millä halutaan korostaa sitä, ettei alle 8 ohmisten kaiuttimien käyttö suositella. Yleensä tämä jälkimmäinen arvo liittyy siihen tapaukseen, että A- että B-liittimiin kytkettyjä kaiuttimia soitetaan samanaikaisesti (tässä tapauksessa A- ja B-kaiuttimet yleensä kytketään rinnan, joten vahvistimelle näkyvä kaiutinimpedanssi on puolet yhden kaiuttimen impedanssista).

Liian suuri kaiutinimpedanssi ei ole koskaan ongelma. Normaali hifivahvistin sietää vaikka kuinka suuri-impedanssisia kaiutinkuormia, vaikka nimellisimpedanssiltaan yli 8-ohmisia kaiuttimia ei käytännössä juurikaan ole. Normaaleja vahvistimia voi käyttää jopa ilman kaiuttimia, jolloin impedanssi on teoriassa äärettömän suuri. Poikkeuksena tästä ovat jotkut putkivahvistimet, joite ei pidä käyttää ilman kuormaa.

Liian pieni-impedanssisen kaiuttimen käyttäminen vahvistimen kanssa kuumentaa ja muutenkin ylikuormittaa vahvistinta, varsinkin jos sillä soitetaan suurella voimakkuudella.

Mitä ovat erilaiset vahvistinluokat ?

A-luokka: Vahvistimien kummatkin päätetransistorit ovat koko ajan johtavassa tilassa ja niistä virtaa läpi koko ajan virtaa. Virta vaihtelee musiikkisignaalin mukaan ja osa virrasta kulkeutuu kaiutinelementille. A-luokan vahvistimella saavutetaan pieni särötaso ja yksinkertainen rakenne, mutta hyötysuhde on heikko, mistä johtuen A-luokan vahvistin lämpenee runsaasti. Harvemmin yli 100 W puhtaita A-luokkavahvistimia näkee ja 100 Watin vahvistimissa on todella reippaat jäähdytysrivat.

B-luokka: Vahvistimen toinen päätetransistori johtaa musiikin positiivisen puolijakson aikana ja toinen negatiivisen puolijakson aikana. Kun musiikkisignaalia ei ole (jännite nollassa), niin kummastakaan transistorista ei kulje virtaa läpi. Tällä menetelmällä on mahdollista saavuttaa hyvä hyötysuhde (parhaimmillaan 80%), mutta nollasignaalin ympäristössä esiintyy säröä. Puhtaan äänentoiston kannalta edullisin toiminta-alue on vahvistimen puoliteho, jolloin särö on pienimmillään. Vuorovaihekytkennälle ominaista ylimenosäröä esiintyy jossain määrin riippuen transistorien ominaisuuksista ja se kasvaa erityisesti pienillä kuuntelutehoilla.

AB-luokka: Vahvistin toimii nollasignaalin ympäristössä kuten A-luokan vahvistin mutta suuremmilla signaaleilla toimii kuten B-luokan vahvistin. Hyvin yleisesti käytetään vuorovaihekytkentäisiä pääteasteita, jotka pienillä tehoilla toimivat A-luokassa ja tehon kasvaessa määrätyn tason yli muuttuvat B-luokalle tyypilliseksi vuorovaihetoiminnaksi. Tämä edellyttää hyvin tarkkaa luokkien välisen toimintakynnystason määrittämistä. Tämä on yleisimmin käytetty vahvistintyyppi edullisissa hifivahvistimissa koska vahvistimelle saadaan kohtuullinen hyötysuhde mutta kuitenkin pitkälle vältetään nollapistesärö.

C-luokka: Tätä vahvistinluokkaa ei käytetä audiovahvistimissa erittäin suuren särön vuoksi. C-luokan vahvistimia käytetään lähinnä vaan radiotekniikassa.

D-luokka: Tämän luokan vahvistimet perustuvat pulssimodulointiin, jossa päätevahvistimen transistori on koko ajan joko täysin johtavassa tilassa tai ei johda ollenkaan. D-luokan toteutuksella saavutetaan todella hyviä hyötysuhteita, koska päätetransistoreissa hukataan mahdollisimman vähän tehoa. Ongelman on että pulssitaajuuden pitää olla paljon suurempi kuin toistettavan audiotaajuuden ja vahvistimen ulostulossa pitää olla suodatin jolla tuo pulssien taajuus saadaan suodatettua pois ulostulosignaalista. D-luokan vahvistimia käytetään yleensä vain sovellutuksissa hyvä hyötysuhde on tärkeämpi kuin äänenlaatu sekä ei tarvitse toistaa kovin suuria taajuuksia (esimerkkinä megafonit ja subwooferkaiuttimet). D-luokan tekniikka on kehittynyt viimevuosina ja nykyään on saatavissa hyvän äännelaadun antavia integroituja D-luokan vahvistinpiirejä. Oletettavasti D-luokka tulee yleistymään etenkin sovellutuksissa, joissa hyvä hyötysuhde on tärkeä (mm. paristokäyttöiset laitteet).

Lisäksi on olemassa muita yleensä valmistajakohtaisia vahvistinluokkia joissa käytetään erilaisia ratkaisuja joilla vahvistimen toimintaa voidaan optimoida mahdollisimmanhyvän hyötysuhteen omaaviksi äänen siitä kuitenkaan havaittavasti kärsimättä. Eräs ratkaisu on että vahvistimen päätetransistorien syöttöjännitettä muutetaan musiikkisignaalin mukaan siten, että voimakkaiden signaalihuippujen toistamista varten päätetransistoreille kytketään suurempi käyttöjännite (H-luokka). Toinen tapa on, että suurien signaalihuippujen toistamiseen on omat päätetransistorit, jotka toistavat vaan niitä (G-luokka).

Lisätietoa vahvistinluokista löytyy osoitteesta http://www.peavey.com/html/class_act.html.

Mistä lähtien äänentoistolaitteet ovat olleet pääosin koteloltaan mustia ?

Hifilaitteet ovat olleet mustia yleisesti 80-luvun puolesta välistä saakka. Tämä johtui USA:ssa MIT:n MediaLab'issa tehdystä kuuntelutestistä, joka EI ollut sokkotesti, mutta muuten tieteellisesti hyvin tehty.

Yhteenveto: laitteiden värillä ja koolla on väliä. Kaikkein parhaiten soivat mustat laitteet, seuraavana metallinvärinen elektroniikka, ja puunväriset kaiuttimet. Selvästi värilliset (siniset, valkoiset jne.) vehkeet soivat huonosti, ja tässä ryhmässä punaiset soivat erityisen huonosti.

Sanomattakin on selvää, mutta tulipahan tutkittua: isoissa kaiuttimissa on tukevampi basso ja ne soivat muutenkin lujempaa ja puhtaammin, varsinkin isot ja mustat.

Tietenkään kokeessa ei muuttunut muu kuin soivaa laitetta indikoiva valo ja valon vaihtuessa kuultu napsahdus joka uskotteli, että ääntäkin todella kytkettiin.

Koe toistettiin Tanskassa hiukan eri järjestelyillä, ja ammattilaisista koostuvalla raadilla. Tuloksena mm. että sokkotestissä kuultuun ääneen vaikuttaa mm. eteisessä olleet merkkilaitteiden pakkauslaatikot. Psykoakustiikka on kiehtovaa.

Pitääkö paikkaansa, että joissain vahvistimissa kanava vaimenee aiemmin kuin toinen äänenvoimakkuutta pienennettäessä ?

Kysymyksessä mainittu ilmiö esiintyy useassa vahvistimessa. Toisissa voimakkaampana ja toisissa hiljaisempaan. Siinä tähän ongelmaan on vahvistimen äänenvoimakkuuspotentiometrin epäideaalisuus (täysin ideaalista komponenttia ei ole olemassakaan). Usein äänenvoimakkuussäätimessä on kaksi erillistä liukua, yksi kummallekin kanavalle. Liukujen välillä on eroa, ja tästä johtuen kanavatasapaino voi jonkun verran vaihdella säätimen asennosta riippuen. Se, kuinka paljon kanavatasapaino heittelehtii, riippuu käytetyn säätimen laadusta (ja laatu yleensä maksaa rahaa). Vaikka potentiometri laitteen uutena ollessa olisikin ongelmaton, niin liu'ut voivat kulua toisiinsa verrattuna eritavalla, jolloin eroa kanavien välille saattaa syntyä lisää laitteen ikääntyessä.

Sitten on tietysti digitaalisia säätimiä, joilla kuluminen voidaan ehkäistä, mutta kanavatasapaino voi alunperin olla näissäkin hieman pielessä.

Yleensä kanavatasapaino on normaalissa kotihifissäkin riittävän hyvä - heittojen kuuleminen normaalivoimakkuuksilla olla hankalaa. Sen sijaan säätimen ääripäissä eroja voi kuullakin.

Miten on mahdollista, että lehtien testeissä vahvistimissa ja CD-soittimissa olevat hyvin pienet taajuusvasteen heitot kuuluvat, kun kaiuttimissa oleva taajuusvasteen heitot ovat paljon isompia ?

Vaikka parhaimmissakin kaiuttimissa ja kuulokkeissa taajuusvasteet muistuttavat Siperian vuoristoa (jopa 5-10 dB:n heittoja esim. jakotaajuuden kohdalla sekä ylädiskanteissa), niin kyllä ketjun muiden osien sähköinen suorituskyky saa olla niin kunnossa (taajuusvaste, kohina, särö ym.) kuin mahdollista. Muuten alkuperäinen äänite ei siirry kaiuttimen napoihin asti vääristymättömänä. Taajuusvasteen erot kahden soittimen välillä ovat kuultavissa, vaikka kaiutin olisi melkein mikä tahansa, kunhan se toistaa diskanttiakin.

On turha ketjun muissa osissa tuottaa jo joihinkin suuntiin virheitä, kun niitä ei tarvitse tuottaa. Sähköinen siirtoketju on jo niin hyvin ollut hallinnassa vuosikymmeniä, jotta sumeaa diskanttia ei vain tarvitse hyväksyä, ei ole hyvää perustetta muuta kuin suorituskyvyn puute, jos vaste mutkittelee näissä ketjun peruskomponenteissa.

Moitteeton sähköinen suorituskyky on hyvä perusta laitteen hankinnalle. En näe mitään syytä hankkia laitetta, jonka vaste mutkittelee kriittisellä alueella ja on siten vielä kuultavissa selvästi varsinkin jos rinnalla on muita laitteita, joissa nämä asiat ovat paremmin kohdallaan.

Miksi monissa vahvistimissa joissa on takana kytkimen takana olevat sähkölähdöt saa yleensä ottaa vaan vähän (50-200W luokkaa) tehoa ulos ?

Nuo vahvistimen takan olevat releohjatut lähdöt on tarkoitettu vähän sähköä kuluttaville äänilähteille kuten CD-soitin, kasettinauhuri ja radioviritin. Nämä laitteet vaativat yleensä korkeintaan parikymmentä wattia jokainen, joten yleensä isoja tehoja ei siis tarvita. Mitä tehokkaampi lähtö takan olisi, sitä kalliimmaksi tulisi niitä ohjaava elektroniikka (enemmän virtaa kestävä rele), mikä taas nostaisi laitteen hintaa. Vähänkin tehokkaammassa laitteessa omat rajoituksensa voi asettaa vahvistimen virtajohdon paksuus, koska normaalista europistokkeisesta johdosta saa viedä virtaa läpi vain pari ampeeria (2.5A), joten tuo johto kestänee vain noin 500-600W kokonaistehoa. Jos vahvistin ottaa parhaimmillaan muutaman sata wattia sisään, niin ei tuosta parhaimmillaankaan riitä kuin parisataa wattia ulostulosta ulos.

Koska vahvistimien virtalähdöt on teholtaan rajoitettuja ja yleensä sulakesuojattuja, ei kannata sinne yritetään kytkeä liian isoja kuormia, koska tuloksena on yleensä sulake laitteen sisällä palaa (pahimmassa tapauksessa jotain menee rikki). Esimerkiksi television kytkeminen vahvistimen takana olevaan releohjattuun lähtöön ei ole hyvä idea, koska televisiot tyypillisesti ottavat suuren virtapulssin käynnistyessään (mm. kuvaruudun demagnetointi ottaa hetkellisesti paljon virtaa). Jos kytket television vahvistimen sähkölähtöön, niin on todennäköistä, että lähdön sulake palaa ennemmin tai myöhemmin.

Mitä merkitsevät joissain pakettistereosysteemissä olevat Mega Bass, Ultra Bass, Super Bass, Ultra Super Bass, Dynamic Bass ja muut vastaavat tekstinpätkät ?

Nämä edellä olevat tekstit tarkoittavat laitteessa olevaa bassokorostussuodatinta, jolla yritetään vähän tukevoittaa yleensä vakiona bassotoistoltaan huonojen kaiuttimien bassotoistoa. Yleensä tällaiset suodattimet ovat pienen Q-arvon omaavan piikin jonnekin 80-100Hz kohdalle tuottavia suodattimia. Yleensä tällaisen suodattimen käytöllä saa jonkunlaisen tutuman että bassoa tulisi enemmän, mutta äänen luonnollisuudesta tällaisen korostuksen jälkeen voi olla sitten montaa mieltä.

Onko stereovahvistimelle haittaa, jos sen ainoastaan toiseen kanavaan kytkee kaiutinkuorman ?

Kaikki nykyaikaiset puolijohteisiin perustuvat vahvistimet on suunniteltu toimimaan ilman mitään ongelmia ilman kaiutinkuormaa. Jos kanavaa ei kuormiteta, on melkein se ja sama, onko kanavalle signaalinsyöttöä vai ei. Jännitevahvistimen ja etuasteiden tehonkulutus on kuormasta kohtuullisen hyvin riippumattomia, lähes ainoastaan päätetransistoreissa tapahtuvat häviöt ja ulos lähtevä teho vaihtelee lähtöön kytketyn kuorman mukaan.

Eli normaalia stereovahvistinta voi huoletta kuormittaa ainoastaan toisesta kanavastaan. Ainoat poikkeukset tähän sääntöön saattavat tehdä jotkut putkivahvistimet (kaikki eivät toimi ihan oikein jos niihin syötetään ääntä mutta ulostulossa ei ole kaiutinkuormaa) ja jotkut normaalisti laitteiden sisällä kiinteästi kaiutinelementtiin kytkettynä olevat vahvistinasteet (joita ei ole koskaan suunniteltu toimimaan ilman kaiutinkuormaa).

Mitä on High-End äänentoisto ?

Vanhastaan tiedämme sen, että HiFi-käsite liitetään mahdollisimman luonnonmukaiseen äänentoistoon ja siinä suhteessa se piti paikkansa 60-luvulla. Sen jälkeen HiFi-sana on kärsinyt pahan inflaation, kun nykyään liki kaikki stereolaitteet ovat hifi-laitteita, ainakin markkinoinnissa ja puhekielessä.

Joskus 70-luvun puolivälin jälkeen luotiin Amerikassa HighEnd-käsite kuvaamaan tinkimätöntä äänentoistoa. HighEnd-laitteet eivät ole massatuotteita siinä määrin kuin HiFi-laitteet. HighEnd-harrastaja maksaa laitteen etulevyn viimeistelystä jopa enemmän kuin osista. HighEnd-laitteet ovat parhaimmillaan taideteoksia. HighEnd-harrastus on tyypillisesti kokonaisvaltaisen elämyksellistä. Parhaimmillaan highend-laitteet ovat elämyksiä tuottavia taideteollisia luomuksia, joita on ilo omistaa. Yleensä ne toimivat eleettömän hyvin ja pitkään.

High-end ei ole nimitys äänentoistolaitteille, joiden on tarkoitus on toistaa musiikkia mahdollisimman aidosti. Perinteiset High-end laitteet rakennetaan rakkaudesta musiikkiin, ja se tehdään kuuntelemalla ja kokeilemalla, eikä välttämättä keskittymällä mitattaviin suoritusarvoihin. Tämä johtaa välillä siihen, että toisinaan haetaan mieluummin luonteenmukaista kuin luonnonmukaista ääntä.

Highendismiä ei voida karsinoida mihinkään tiettyyn laitetyyppiin tai -ryhmään - ei varsinkaan sen jälkeen kun digitaalitoistimiakin on alettu kelpuuttaa highend-laitteiksi. Kyseessä on paremminkin uskontofilosofiaan rinnastettava vakaumus siitä, että jotkut perusasiat ratkaisevat toistolaitteen tuottaman äänen teknisen laadun. Ajatellaan esimerkiksi, että kahden laitteen välisten johtojen ominaisuudet joko tekevät tai tappavat ketjun päästä toistuvan äänen luonnonmukaisuuden.

Tyypillistä high-end-villitykselle on yhden "gurun" keskittyminen muutamaan systeemin yksityiskohtaan ja sen hurjaan optimointiin muutaman seikan osalta. Ei välitetä siitä, että äänisignaali joutuu myös aina kulkemaan kappaleen matkaa sangen tavallisissa johtimissa (laitteiden sisällä). Tai uskotaan, että CD-levyjen reunojen maalailu vaikuttaa äänentoistoon, koska "epämusikaaliseen" ääntä välittävään bittivirtaan ei voida juurikaan puuttua.

Monessa tapauksessa highendin näkyvin ilmiasu on laitteen suhteeton 10...1000-kertainen hinta vastaavaan ei-highend laitteeseen tai komponenttiin verrattuna. Tyypillistä on myös se, että jonkin (yleensä pienen) valmistajan erikoisenmuotoiseen profiilipeltilaatikkoon kyhäämä laite on automaattisesti highendiä, vaikka tekniset suoritusarvot olisivat vähän mitä sattuu (kaikki high-endinä kaupattu ei ole sarjatuotantolaitteita mitenkään parempaa, osa jopa selvästi huonompaa). Mutta suuren valmistajan alusta loppuun hyvin tehty vahvistin, jota varten mainittu tehdas tuottaa omia erikoispuolijohteita, ei pidetä highendinä.

Monelle High-endistille esteettinen tyyli on tärkeää, ja vaikuttaa omistajan kokonaistyytyväisyyteen laitteistostaan, jolloin musiikkikin tuntuu kuulostavan paremmalta. Monelle high-end nautinnon tärkeitä edellytyksiä (tiedostettuja tai tiedostamattomia) ovat laitteiston esteettinen olemus ja omistajan ylpeä varmuus, siitä että jokainen piuha ja mutteri on kalleinta high-end-laatua. Mutta valitettavasti pelkkä esteettisyys tai sen puute ei vaikuta varsinaiseen äänenlaatuun parantavasti eikä huonontavasti. Kuuntelunautintoon vehkeiden ulkonäkö saattaa vaikuttaa vaikka ei äänenlaatuun olleenkaan, koska kuuntelutilanteessa on kysymys myös visuaalisesta tunteesta kuuloaistimuksen lisäksi.

HighEnd-harrastukseen liittyy vahvasti kaverien välinen sosiaalisuus: käydään jopa satojen kilometrien päässä katsomassa ja kuuntelemassa omilla levyillä "ainoaa värkkiä Suomessa". Tavanomaiset hifi-laitteet eivät kiinnosta samalla tavalla. HighEnd on pientä luksusta elämässä, mikä perustellaan mieluummin tunnesyillä kuin järkisyillä.

Markkinamiesten suussa High-endiksi kutsutaan monesti myös melkein minkä tahansa valmistajan parasta HiFi sarjaa (korkea loppu).

High-endin ei tarvitse olla kallista ollakseen hyvää, mutta monet alan tuotteet ovat kalliita, joten High-End vaatii tyypillisesti aikamoisia taloudellisia uhrauksia. Useimmat High-End laitteet ovat omaperäisiä taideteoksia niin muotoilun kuin mekaniikan suhteen. High-End laitteiden viehätys saattaa jopa nousta vuosien kuluessa ja niiden jälleenmyyntiarvo ei yleensä romahda hetimmiten. Yleensä niitä on hauska katsella ja hiplata ja ne ovat tyypillisesti hyvä-äänisiä, ei mitään kovaäänisiä.

Highendin harrastukselle on tyypillistä tietty tinkimättömyys, eli luovutaan paljostakin, jos sillä saavutetaan jotain merkittävää (tai edes siltä tuntuvaa, vaikkei konkreettista muutosta kuuluisikaan). Tyypillinen luopumisen kohde on käyttömukavuus, koska silloin päästään eroon suuresta määrästä sähköisiä häiriöitä. Highend-laite pyrkii monesti selvästi tietyntyyppiseen soundiin, kompromisseja ei tunneta. Monesti kuulee esimerkiksi highend kokoonpanoja, joissa on pyritty äärimmäisen ilmavaan ja värittymättömään stereokuvaan. Suurta dynamiikan hallintaa vaativilla äänitteillä menevät nämä laitteistot usein polvilleen, mutta esim. "kaunislinjainen" orkesteri- tai kamarimusiikki voi olla todellinen nautinto. Toiseenkin suuntaan voi olla pyrkimystä, kun halutaan mahdollisimman dynaamista äänentoistoa.

Eräs asia mikä High-endissä ärsyttää, kun sekä laitteiden valmistajien mainoksissa ja monissa keskusteluissa nimenomaan pyritään tuomaan esiin, että joku eksoottinen tuote toistaa ääntä "luonnonmukaisemmin" kuin muut laitteet, vaikka laite vääristää ääntä tavalla, joka sattuu miellyttämään osaa kuulijakunnasta. Joku high-end piireissä arvostettu single ended putkivahvistin on tästä hyvä esimerkki. Monet ihmiset pyrkivät juuri etsimään itseään miellyttäviä kuunteluelämyksiä ja rakentelevat varsin erikoisia laitteistoja. Ei siinä ole mitään paheksuttavaa, että etsii itseään miellyttävää sointia, mutta se mitä etsinnän tuloksena ei välttämättä ole sitä luonnonmukaisinta toistoa, vaan ainoastaan toistoa, joka kuullosta laitteiston hankkijasta parhaalle.

Kuten edellisestä voi huomata High-endin määritelmä ei ole mitenkään yksikäsitteinen eikä selkeä, koska sillä ei ole mitään yhtenäistä tahoa, joka olisi määritellyt mitä High-end oikein on. On vain monen eri tahon osittain ristiriitaisiakin näkemyksiä tämän termin merkityksestä.

Mikä hifilaitteissa maksaa ?

Kaikissa laiteissa maksetaan suunnittelusta ja markkinoinnista, jälleenmyyjien henkilökunnan sosiaalikustannuksista jne. Laitteen myyntihinnasta vain pieni osa koostuu itse laitteen komponenttien hinnasta. Muita jakajia hifilaitteiden hinnassa ovat laitteiden kuljetukset, maahantuonti ja jälleenmyynti. Nämä näyttelevät usein hyvin merkittävää osaa. Lisäksi jostain se pitää laitteiden tutkimus ja tuotekehityskin sekä takuuhuollot maksaa.

Kaikkien saatavilla oleva massatavara on edullisempaa kuin rajallinen määrä erikoispainosta.

Massatuotantolaitteissa hinta saadaan painettua alas suurilla valmistussarjoilla. Komponentit ostetaan siten suurissa erissä halvemmalla. Laitteen rakenne on suunniteltu siten että se voidaan koota mahdollisimman paljon koneella ja käsin tehtäviä vaiheita tarvitaan vähän. Lopputarkastuksesta voidaan tinkiä ja jättää se osin jälkimarkkinoinnin piiriin, eli asiakas tuo laitteen takuuhuoltoon jos siinä on valmistusvirhe.

Jotkut kalliit harvinaisemmat hifilaitteet taas valmistetaan pieninä sarjoina. Niihin ostetaan tai teetetään erikoisosia, jotka tulevat pieninä sarjoina kalliiksi. Laitteet kootaan käsin, koska painopiste on viimeistellyllä rakenteella eikä helpolla koottavuudella. Tämän lisäksi suuret suunnittelukustannukset on jaettava pienen valmistussarjan kesken.

Nykyisillä markkinoilla kaikki massatuotannosta poikkeavat erikoisuudet maksavat, oli tuote mikä hyvänsä. Pieni laitteen muutos pois massatuotteesta voi helposti tuplata hinnan tai kasvattaa sen moninkertaiseksi.

Mikä High-endissä maksaa ?

Yksinkertainen syy : laatukomponentit maksavat ja huonoilla komponenteilla ei tule hyvää laitetta. Hyvilläkään komponenteilla ei tule hyvä laitetta jollei suunnittelija osaa käyttää niitä. Laitteiden hintaa nostaa myös High-endin pienet myyntimäärät. Kun laitteita ei massavalmisteta, niin laitteiden valmistuskustannukset nousevat helposti monikertaiseksi massatuotteisiin verrattuna.

High-endiksi kuuluvaa joukkoon kuuluu monenlaisia laitteita. High-endiksi kutsutaan monesti melkein minkä tahansa valmistajan parasta HiFi sarjaa (korkea loppu), jonka tarkoituksena on:

• Todistaa kuluttajille, millä tasolla kyseisen valmistajan kyky valmistaa hyviä stereolaitteita on.
• Tarjota kuluttajille mahdollisuutta hankkia tällaisia laitteita omaan kotiin.
• Houkutella keskivertokuluttajat käyttämään laadukkaampia ja kestävämpiä (sekä kalliimpia) laitteita.

Sen lisäksi on joukko monia pieniä High-End-valmistajia, joita on moneen lähtöön. Osalle on vaan oleellista, saa saada ihmiset uskomaan, että heidän tuotteensa on High-Endiä, millä voidaan perustella korkea hinta. Eli pääasiallinen ponnistus on hifi-toimittajien ja kuuntelutestaajien hyvällä tuulella pitäminen, jotta nämä kehuisivat tuotetta. Tyypillistä tällaiselle toiminnalle on hifin mystifiointi ja uskomattomien selitysten keksiminen miksi heidän tuotteensa parantaa ääntä aivan radikaalisti. Kultakorvahifisi ja high end ovat pitkälle mystiikkaa ja uskontoa.

Tässä "huijari" High-Endissä nimen tekeminen maksaa, tuote ei välttämättä tarvitse olla kovin kummoinen esim. normaalia ammattielektroniikkaa vertailuryhmänä käyttäen. Tästä joukosta löytyy hyvin kirjava joukko erilaisia tuotteita, osa oikein hyviä osa taas ei lähellekään monta kertaa kalliimman hintansa arvoisia. Näissä kallis hinta ei ole aina mikään laadun tae. Tällä alalla esiintyy aivan uskomattomia hintavedätyksiä, joiden laadulla ja hinnalla ei ole minkäänlaista yhteyttä. Pahimmillaan highendinä myytävä huijarilaite voi olla teknisesti hyvinkin surkea (esimerkkinä Hifi 1/95:n juttu HEAS -merkkisistä kotimaisista High-End -laitteista, joissa ainoastaan hinta oli High-endiä).

Sitten on olemassa tuotteet, joissa ei ole järkeä maalaisjärjellä ja insinöörin harkinnalla, tosin tuotteen ostanut henkilö voi olla ostokseensa ihan tyytyväinen. Tähän ryhmään kuuluvat erityisesti ns. huuhaatuotteet, kuten CD-levyjen värjäyskynät, kullatut verkkosähkökaapelit jne.

Sen lisäksi on monia pieniä valmistajia, joita ei lueta huijareiksi ja jotka:

• Pyrkivät ensisijaisesti suunnittelemaan ja valmistamaan vain ns. High-End laitteita vaihtelevalla menestyksellä.
• Pyrkivät parhaaseen mahdolliseen toistoon omien mieltymystensä mukaisesta
• Useimmissa tapauksissa saavuttavat äänentoiston hyvän laatutason ja äänikuvan kolmiulotteisuuden.

Tällaisen tuotteen hinta nousee helposti pilviin johtuen seuraavista seikoista:

• Elektroniikkakomponentteja melkein yksinkappalein ostava pikkuvalmistaja joutuu maksamaan osistaan monikertaisen hinnan verrattuna isoihin valmistajiin johtuen matkalla olevista komponenttikaupan välikäsistä
• Käytetään reilusti kalliimpia ja parempia komponenttityyppejä kuin halvimmat peruskomponentit
• Laitteen suuret suunnittelu- ja testauskustannukset jakautuvat pienelle laitemäärälle
• Laitteen tekeminen suureksi osaksi käsin lisää hintaa tuntuvasti
• Pienillä laitevolyymeillä pyörivien high-ehd-myyjien ja maahantuojien pitää saada tarpeellinen kate, että hekin elävät pienillä laitteiden myyntimäärillä

High-end laitteita vaivaa usein juuri epätasapaino eri ominaisuuksien kesken. Aikaisemmin oli varsin yleistä, että jossain audiolaitteissa oli käytetty mitä erikoisimpia virityksiä äänen käsittelyssä, mutta häiriösuojaus radiotaajuuksista häiriöitä vastaan oli aivan retuperällä tai kokonaan tekemättä.

Tämä johtuu yleensä teollisuuden raadollisuudesta: high-end firmat ovat yleensä varsin pieniä, eikä niillä ole varaa pitää montaa suunnittelijaa palkkalistoilla. Jos firman pääsuunnittelijaguru on vaikka erikoistunut DAC:in jälkeisten piirien optimointiin, hänellä ei välttämättä ole mielenkiintoa eikä usein edes taitoa monen muun asian tekemiseen parhaalla tavalla.

Kannattaa muistaa, että paras äänentoiston laatu on edelleen subjektiivinen käsite. Ja eri ihmisillä on erilaisia käsityksiä, mikä on hyvä äänentoisto. Toiset arvostavat putkivahvistimien "musikaalista" soundia ja toisille taas on tärkeää transistorivahvistimen "tarkka" sointi.

Yleinen sääntö rationaalisessa hifismissä on, että kaiuttimiin kannattaa sijoittaa paljon, vahvistimiin hiukan ja digitaalisiin äänilähteisiin vain hitusen kokonaissummasta. Levysoittimet ovat sitten asia erikseen.

Onko hifilaitteistoihin myytävistä kalliista verkkosuodattimista apua laitteiston sointiin ?

Monien highend-laitteistojen kanssa myydään myös huippukalliita verkkosuodattimia, joilla väitetään saavutettavan merkittäviä etuja äännelaatuun. Erillisistä verkkosuodattimista täytyy todeta, että nuo laitteet eivät pysty tekemään mitään sen kummempaa kuin mitä hyvin suunniteltu laitteen oma virtalähde ei pystyisi tekemään. Hyvin suunniteltu audiolaite ei tarvitse mitään ylimääräisiä verkkosuodattimia sähkönsyöttöönsä. Huonosti suunnitellaan audiolaitteen kanssa verkkosuodattimesta voi olla häiriöisessä ympäristössä (esim. radiolähetin lähellä) joskus jotain hyötyä. Jos huippulaitteiston myyjä väittää että laitteistosta ei saa parasta äänenlaatua ulos ilman heidän erikoissuodatinta, ei tästä voi vetää muuta johtopäätöstä, että laitteiden häiriösuunnistelussa on jotain pielessä ja sitä yritetään sitten paikata ulkoisella suotimella tai suodinta yritetään vaan kaupata että saataisiin enemmän voittoa myynnistä.

Mistä johtuu, että päätevahvistimestani tulee ääntä vielä muutama sekunti virran katkaisunkin jälkeen ?

Päätevahvistimissa on tyypillisesti aika isot kondensaattorit tasaamassa käyttöjännitteitä ja antamassa paljon hetkellistä tehoa kun sitä tarvitaan. Jos vahvistinta ei käytetä kuin ihan pienellä äänenvoimakkuudella, niin noissa kondensaattoreissa saattaa riittää tehoa jopa useaksi sekunneiksi antamaan jotain ääntä ulos ainakin hiljaisilla voimakkuuksilla.

Monessa ainakin paremmassa vahvistimessa ääni tuppaa loppumaan suunnilleen heti sähkön loppumisen jälkeen, koska niissä on kaiutinulostuloissa tyypillisesti rele, joka kytkee kaiuttimet vasta joitain sekunteja laitteen virran kytkemisen jälkeen ja irrottaa ne heti kun sähköt katkeaa. Tällä menettelyllä estetään mahdolliset häiriöäänet ja paukkeet, joita voi syntyä vahvistimen elektroniikassa tai siihen liitetyissä ohjelmalähteissä, kun niistä katkaistaan virrat. Tällä menettelyllä päästään eroon häiritsevistä joskus hyvin voimakkaistakin paukkeista ja säästetään kaiuttimien bassoelementtejä niiden vaikutukselta.

Voinko käyttää kitaravahvistinta hifilaitteistossa lisävahvistimena ?

Normaali kitaravahvistin on perusrakenteeltaan aktiivikaiutin, mutta sitä ei ole tarkoitettu hifi-äänentoistoon, vaan muokkaamaan ja vahvistamaan kitaran signaalia. Kitaravahvisti+kaiutin-yhdistelmän taajuusvaste on kaukana suorasta ja ne tuottavat huimasti säröä. Tämä särö on ihan tarkoituksellista, koska oikeanlainen säröytyminen saa aikaan sellaisia ääniä, joita pidetään hyvänä sähkökitaran äärenä (sähkökitara suoraan hifilaitteistoon kytkettynä kuulostaa varsin nynnyltä).

Teho

Voiko vahvistimen takalevyssä olevasta laitteen ottotehosta päätellä sen antotehoa ?

Vahvistimen takalevyn tehoarvo tarkoittaa laitteen verkosta ottamaa maksimitehoa, eikä siitä voi suoraan päätellä laitteen antotehoa (muuta kun että jatkuva antotehoa on vähemmän kuin ottoteho).

Mikä on tyypillisen audiovahvistimen hyötysuhde ?

Normaaleilla AB-luokan vahvistimilla hyötysuhde liikkuu noin 50% paikkeilla. Tämä siis tarkoittaa että noin puolet laitteeseen sisään menevästä sähköstä saadaan kaiuttimille ja toinen puoli menee lämmöksi. Puhtailla A-luokan vahvistimella hyötysuhde jää heikommaksi. Hakkuritekniikoilla voidaan päästä jopa yli 80% hyötysuhteisiin.

Paljonko audiovahvistin ottaa tehoa verkkovirrasta ?

Vahvistimissa (kuten muissakin sähkölaitteissa) on takana tyyppikilpi, joka kertoo paljonko tehoa se ottaa sähköverkosta enimmillään. Tyypillisessä hiljaisessa kuuntelussa vahvistin ottaa tuosta tehosta vain murto-osan (tarkka osuus riippuu vahvistimen tyypistä ja toteutuksesta). Vahvistimen sähköverkosta ottama teho on aina suurempi kuin sen antama teho, koska vahvistin ei voi tyhjästä energiaa taikoa ja sen komponenteissa tapahtuu aina tehohäviöitä. Periaatteessa vahvistin pystyy antamaan hetkellisesti ulos enemmän tehoa kun se sillä hetkellä ottaa sisäänsä, mutta tämä on mahdollista vain sen verran aikaa kun vahvistimen sisällä olevissa suodatuskondensaattoreissa on varausta, josta tuo lisäenergia voidaan ottaa.

Perinteisissä verkkolaiteratkaisuissa itse muuntajan tyyppikilvessä ilmoitetaan aina näennäisteho, jonka yksikkö on VA (volttiampeeri), joka on yksinkertaisesti jännitteen ja otetun virran tulo. Jos oletetaan, että koko vahvistimen näennäisteho olisi 300 VA, otettaisiin 230 V jännitteellä 1.3 A virta. Tuota laskettua virta-arvoa pitää käyttää laskettaessa esim. sulakkeiden ja kaapeleiden kestävyyttä.

Koska kyseessä on induktiivinen kuorma, ei jännite ja virta ole tarkalleen samassa vaiheessa, vaan näennäisteho pitää kertoa tehokertoimella, jotta saataisiin todellinen teho, jonka yksikkö on W (watti). Tämä todellinen teho kertoo kuinka paljon lämpöä loppujen lopuksi syntyy (vahvistimissa, kaiuttimissa ja lopulta talon rakenteissa äänen absorboituessa lämmöksi) ja tämän todellisen tehon mukaan pitää myös laitteen ja tilan ilmastointi mitoittaa. Sähkölaskussa maksetaan energiasta, joka on todellisen tehon ja käytetyn ajan tulo.

Tyypillisissä muuntajaratkaisuissa, joita audiovahvistimissa käytetään 300 VA näennäisteho saattaisi hyvinkin vastata 200 W todellista tehoa. Tällaisella tehomäärällä saa ihan hyvin aikaiseksi 2x60 W jatkuvan lähtötehon.

Jos lähtöteho on vahvistimessa 2*30w niin onko se hyvä vai huono ?

Ei lähtöteho ole hyvyyskriteeri, tuon tehoisia vahvistimia on moneen tarkoitukseen ja niissäkin on hyviä ja huonoja ja kaikkea siltä väliltä. 2* tarkoittaa, että siinä on kaksi kanavaa joista saa kummastakin 30W tehoa, eli todennäköisesti kyseessä stereovahvistin. Valmistajan ilmoittamissa lähtötehoissa kannattaa huomioida, että eri valmistajien ilmoittamat lähtötehot eivät ole useinkaan vertailukelpoisia, koska eri valmistajat tuppaavat mittaamaan lähtötehonsa eri tavalla. Jos teholukemien yhteydessä ei kerrota mikä teho on mitattu (mittaustapa), on annettu teholukema vain hiukan suuntaa antava.

Onko kotikäyttöön tarkoitetuilla vahvistimille joku direktiiveissä määrätty maksimiteho ?

Mitään lainsäädännöllisiä maksimitehoja ei ole sen enempää ammatti- kuin kotikäyttöön myytävillä vahvistimilla. Rajan muodostaa se, kuinka tehokkaita laitteita mikin valmistaja katsoo järkeväksi valmistaa.

Liittimien suojamääräykset asettavat tiettyjä rajoja mitä milläkin liitintyypillä varustetussa vahvistimessa voi olla tehoa, koska kaiutinliittimien pitää olla suojattuja tahattomalta kosketukselta, jos vahvistimen suurinta tehoa vastaava antojännite on yli 50 volttia vaihtovirtaa. Jos jännite muutetaan tehoksi, saadaan 312,5 wattia kahdeksan ohmin kaiuttimilla. Tätäkin tehokkaampia laitteita saa vapaasti myydä, kunhan kaiutinliittimet ovat rakenteeltaan sellaisia, ettei johtaviin osiin pääsee koskettamaan.

Miksi vahvistimille luvattujen tehojen vertailu on vaikeaa ?

Vahvistimien tehojen vertailuvaikeudet johtuvat lähinnä monista keskenään huonosti vertailukelpoisista tavoista mitata tehoja. Negatiivisella puolella on sitten se, että ilmoitetuilla teholukemilla ei joskus tunnu olevan mitään tekemistä todellisuuden kanssa (eivät ole välttämättä mitään laitteesta mitattuja arvoja vaan ainoastaan "mainosmiehen keksintöä"). Tuo "mainosmiehen watit" ovat siltä osin harhaan johtava nimi että eivät ne mainosten tekijät niitä arvoja itse keksi, vaan mainosten tekijä on tyypillisesti mainosalan ammattilainen joka tekee tekee mainoksen tilaajan antamiin teknisiin tietoihin pohjautuen. Jos mainoksen tiedot eivät pidä paikkaansa, syynä on mitä todennäköisimmin se, että valmistaja, maahantuoja tai tuotteita myyvän liikkeen henkilöstö haluaa tahallisesti tai tietämättömyyttään antaa harhaanjohtavia tietoja.

DIN (Deutche Industrie Normen) on saksalaisten tekemä standardi tässä tapauksessa vahvistimien antotehon mittaamiseen, joten eri vahvistimien DIN-tehojen pitäisi olla vertailukelpoisia. Yleensä DIN-teho on hiukan suurempi, kuin mitä vahvistin antaa jatkuvaa tehoa siniäänellä koko kuuloalueelle vastaavalla säröprosentilla.

Koko kuuloalueen tehojen ilmoittamisesta ei kai sitten olekaan mitään kovin yleistä vakiotapaa. Yleensä mitattu taajuusalue on 20Hz-20kHz, mutta säröraja vaihtelee valmistajasta riippuen (jos on edes ilmoitettu), joten ilmoitettujen tehojen vertailussa kannattaa olla hiukan varovainen.

Musiikkitehoa MPO (eli hetkellisiä tehohuippuja) vahvistin taas antaa yleensä jatkuvaa maksimitehoa selvästi enemmän. Tämä arvo yrittää kuvata vahvistimen suorituskykyä musiikkisignaalilla kuitenkaan erittelemättä useinkaan tarkemmin sen enempää musiikin laatua kuin vastaavaa särötasoa. Tästä syystä musiikkitehoarvot eivät ole siis vertailukelpoisia eri vahvistimien välillä. IEC-normin teho on musiikkiteho 10% säröllä, mutta käytännössä tällaisella särötasolla ei voida puhua mistään hifitoistosta (tätä 10% rajaa käytetään kuitenkin monien halvempien autovahvistimien tehoja ilmoitettaessa).

Erityisesti lehtien testeissä vahvistimista ilmoitetaan ns. pursketeho (säröraja myös ilmoitettu), jolloin näitä lukuja voi pitää jonkinlaisena kuvauksena vahvistimen kyvystä tuottaa lyhytkestoisia tehohuippuja, ja tuloksia voi verrata keskenään ainakin saman lehden tekemissä testeissä. Valmistajien ilmoittamat pursketehot ovat harvoin keskenään vertailukelpoisia (edes lehtien mittausten kanssa), koska mittaustavat vaihtelevat.

Seuraavana vahvistinesimerkki muutaman eri tehon suhteesta: 2*35w mainostetun autovahvistimen ohjekirjasta saattaa löytää seuraavanlaiset tekniset tiedot:

2*35w hetkellistä <10% säröllä (suunnilleen IEC-teho)

2*18w hetkellistä <1%  säröllä

2*12w jatkuvaa    <1%  säröllä (RMS-teho)

Jotkut valmistajat ilmoittavat laitteilleen PMPO-tehon (Peak Musik Power Output) jonka arvolla ei ole mitään vakiintunutta mittaustapaa, mutta usein mitataan se teho mikä voidaan saada 20 ms aikana hirveällä särömäärällä. Useimmiten tosin vaikuttaa, että näissä pikkulaitteissa ilmoitetut uskomattoman suuret PMPO-tehoarvot ovat ainoastaan myyntimiehen keksintöä ilman mitään totuuspohjaa. Yleensä annettu PMPO-teho on noin 10 kertaa isompi kuin mitä muilla menetelmillä saatu todellinen teholuku (esimerkkinä Akain minihifi, jossa DIN-tehoksi annetaan 2x30W ja PMPO-tehoksi yli 500W). Valmistajien ilmoittamien PMPO tehoarvojen informaatioarvo on olematon koska niitä ei voi käyttää mitenkään laitteiden vertailussa. PMPO-lyhentelle voisi hyvin muodostaa pitkän muodon tyyliin "Puhdas Myyntikikka Peeloille Ostajille".

Lyhyt yhteenveto eri tehoista:

• RMS-teho: Jatkuva teho jonka vahvistin pystyy antamaan. Luotettava ja vertailukelpoinen teholukema kun tehon yhteydessä ilmoitetaan myös särötaso millä se on mitattu (hifikäytössä ei kannata katsella kuin 1% tai alle THD-säröllä mitattuja arvoja)
• DIN-teho: Standardoitu tehonmittaustapa. Antaa yleensä hiukan suurempia tehoarvoja kuin saman laitteen RMS-teho.
• MPO-teho: Mainosmiesten käyttämä hetkellisen tehon lukema, joka ei ole vertailukelpoinen. MPO-tehon arvo on tyypillisesti 2-4 kertaa laitteelle mitattu oikea RMS- tai DIN-teho.
• PMPO-teho: Mainosmiesten käyttämä hetkellisen tehon lukema, jolla pienikin laite saadaan näyttämään tehokkaalle. Jotkut valmistaja laskevat kaavalla suurin piikkijännite*maksimivirta, monet ihan miten tahtovat. PMPO-tehon arvo on tyypillisesti noin 10 kertaa laitteelle mitattu kanavien yhteenlaskettu RMS- tai DIN-teho. Vitsikäs aukikirjoitusasu lyhteelle on "peak music power overestimated".

Mitä RMS-teho merkitsee ?

Vahvistimelle ilmoitettu RMS tehoarvo kertoo mikä on suurin jatkuva sinisignaalin teho jonka vahvistin pystyy tuottamaan kaiuttimeen jollain tietyllä (kohtuullisen pienellä, esim. alle 1%) säröarvolla. Käytännön musiikkimateriaalia toistettaessa tuota tehoa tulee vähemmän kuin tuo RMS tehon arvo ja kanttiaaltoa toistaessaan vahvistimesta tulee enemmän tehoa kuin tuo RMS tehoarvo.

Miten DIN-teho mitataan ?

DIN-tehoista puhuttessa tarkoitetaan DIN 45000 standardin määrittelemää tehon mittaustapaa. DIN 45000 määrittelee erilaisia tehon mittausmenetelmiä erilaisille laitteille. Kotilatteille DIN määrittelee 3 erilaista tehoan tunnuslukua: jatkuva teho, piikkiteho ja tehokaistaleveys. Jatkuvan tehon mittaamisessa kaiuttimen kuormana on resistiivinen kaiuttimen nimellisimpedanssinen kuorma ja vahvistimen on pystyttävä syöttämään 1 kHz signaalia määritellyllä tehollä vähintään 10 minuutin ajan jatkuvasti särön ylittämättä 1 % arvoa.

Miksi monesta audiovahvistimesta lähtee enemmän pursketehoa kuin jatkuvaa tehoa ?

Audiovahvistimet voitaisiin tietenkin rakentaa siten, että ne antavat jatkuvaa tehoa sen verran kun pursketehoa tarvitaan, mutta se on haaskausta, koska tuollaisia maksimitehoja tarvitaan normaalisti vian harvoin ja lyhyitä aikoja. Mieluummin kannattaa tehdä riittävän tehokas vahvistin, mutta joka tarvittaessa antaa sitten huippuihin lisäpotkua.

Pelkkiin sinitehomittauksien tuloksiin tukeutuminen kannattaa musiikkia toistavien vahvistimien kohdalla unohtaa, koska musiikki ei rankimmillaankaan ole puhdasta siniaaltoa, edes paikallisradioiden loppuun asti kompressoidut ja limitoidut lähetykset.

Standardimittaustapa audiovahvistimen pursketeholle 20 ms ajan annettava maksimiteho. Virtalähteen kondensaattorit ja muuntaja on mitoitettu sille, että ainakin norminmukainen purskemittaus selvitetään hyvillä teholukemilla. Oikein kovasti optimoidessa voidaan virtalähteen kondensaattorien koko ja laitteen verkkomuuntaja mitoittaa siten, että se jaksa antaa hyvin 20 ms ajan isoa pursketehoa, mutta notkahtaa selvästi jo 100 ms pituisessa purseessa.

Hyvä vahvistin antaa pursketehoa riittävän pitkään. Mikä on riittävän pitkään on eri juttu.

Jos vahvistin antaa 200 W 8 ohmiin jatkuvaa tehoa sinusvihellyksellä, ja 250 -270 W pursketehoa, ei ko. vahvistimessa ole mitään, mikä tekisi siitä jotenkin erikoisen, tavallisuudesta poikkeavan. Pursketehonkin kanssa kannattaa unohtaa hurjat mainoslupaukset tyyliin "2 kW hetkellistä tehoa 1 ohmiin", kun ei sillä vahvistimella kuitenkaan jaeta tuollaista yhden ohmin kuormaa tositilanteessa. Vahvistimen kahdeksan ohmin jatkuvan tehon ja purkestehon lukema kertoo karua kieltään siitä, mikä on vahvistimen kytkentätekninen ratkaisu ja käyttöjännite. Pienempien impedanssien purketehot mitä vahvistimella tullaan ajamaa ovat täysin turhia teknisiä detaljeja, jotka kannattaa jättää omaan arvoonsa. Se että vahvistin ei notkahda alhaisemmilla kuormilla, on toki hyvä asia, mutta ei se tuo mitään lisää kaiuttimilla, joiden impedanssi ei koskaan putoa noin pieneksi.

Miksi samantahoinen putkivahvistin kuulostaa tehokkaammalle kuin vastaava transistorivahvistin ?

Ei ole olemassa tavallisia tehoja, high-end-tehoja tai putkitehoja. On olemassa vain jokin maksimijännite kaiutinlinjaan, ja kun se loppuu, vääristyy aaltomuoto. Se miten se kuuluu, on toinen asia.

Putkivahvistimessa ainoa hyvä puoli on se, että se leikkaa pehmeästi, ja siksi se voidaan ajaa enemmän särölle kuin transistoripeli ennen kuin se särähtää pahasti korvaan (miksi vahvistin pitää ajaa särölle kun toistetaan musiikkia, on eri juttu). Silloin keskimääräinen voimakkuus on suurempi kuin vastaavantehoisella transistorilaitteella, siitä ilmeisesti johtuu yleinen harhaluulo "putkiwatit ovat ihan eri juttu kuin transistoriwatit". Eli toista voidaan vain väärinkäyttää enemmän, signaalin puhtaasta toistumisesta taas ei ole lainkaan kysymys.

Toiminta-alueellaan hyvin suunniteltu putkivahvistin taas ei tuota korvinkuultavaa säröä sen enempää kuin transistoripelikään. Vasta teho ylitettäessä tapahtuu. Miksi pitäisikään, koska vahvistin on väärä paikka "äänen muokkaamiseen", kun kaikki tuottajan mielestä tarvittava on tehty jo äänitysvaiheessa. Jos joku haluaa säröyttää kuuntelemansa levyn ääntä jotenkin musikaaliseksi, niin siitä vaan, mutta mitään tekemistä luonnollisen äänentoistoa ja alkuperäisen signaalin puhtaan toistumisen kanssa tällä ei ole.

Onko nykyisessä tavassa suunnitella vahvistimia ja mitata tehoja jotain vikaa ?

Suurin osa vahvistimista on suunniteltu itse asiassa "väärin", eli selviämään mahdollisimman hyvin testeistä, jotka on standardoitu mittaamaan kytkennän jatkuvaa tehoa. Vain harvat ovat edes yrittäneet tuottaa vahvistimia, jotka antavat tehoa musiikkisignaalilla paljon (hetkellinen teho), jatkuvan tehon mittaustuloksista välittämättä. Ne ovat niitä vahvistimia, jotka on suunniteltu toistamaan musiikkia, ei mittasignaaleja.

Musiikki vaatii paljon hetkellistä, mutta vähän jatkuvaa tehoa. Esimerkiksi rumpukapulan isku ilman dynamiikan rajoittamista tuottaa helposti vielä 10 dB:tä lisää hetkellistä huippua kovan orkesteripauhun päälle. 10 dB:tä on paljon, kun laskee, että tehon kaksinkertaistuminen tuo äänenpainetta 3 dB:tä lisää.

Normaali vahvistinkytkentä antaa tyypillisesti 20-30 % jatkuvaa tehoa enemmän huipputehoa, mikä on musiikkisignaalin huiput huomioiden yhtä tyhjän kanssa. Esimerkiksi 120 Watin järeä pääte saattaa antaa 160 W hetkellistä tehoa. Ei ole mitään keinoa tai mahdollisuutta, että se antaisi esim. 240 W, 3 dB:tä lisää, ellei vahvistinkytkentä olisi erikoinen, joka tuottaa hetkellistä tehoa jollakin muulla tavalla kuin peruskytkennällä.

Eri asia on vahvistimen virranantokyky, ja näitä arvoja mielellään esitteissä näytetään, koska saadaan isoja lukemia ("hetkellinen teho 1 ohmiin jopa 800 W!"). Tällähän arvolla ei tee mitään normaalikaiuttimien kanssa, jos jatkuva teho näihin 8 ohmin kaiuttimiin on vain 100W. Jos 100 W/8 ohmia vahvistin selviää 4 ohmista 200 watilla ja 2 ohmista 400 watilla (ja vielä 1 ohmista 800 watilla) on se hyvin "ideallinen" vahvistin, mitä tulee virranantokykyyn. Tällaisia ei kuitenkaan paljon ole.

Pitää kuitenkin muistaa että valtaosa kaiuttimista on kuormina kilttejä 8 ohmin kuormia ja vain joillakin taajuuksilla impedanssi menee alemmaksi. Hetkellinen impedanssi saattaa olla kaiuttimesta riippuen jo hankalampi, mutta sitä on jo vaikeampi arvioida, mittaamiseenkaan ei ole oikein järkevää tapaa. Helpointa on yleistää, että hetkellinen impedanssi ei yleensä ole ongelma kaiuttimissa.

Siksi 8 ohmin hetkellisen tehon arvolla on eniten merkitystä. Siitä näkee karkeasti luokan, paljonko vahvistimesta on mahdollista saada äänenpainetta. 4 ohmin lukemasta voi arvioida, kuinka vahvistin antaa virtaa. Ideaalisessa tapauksessa teho tuplaantuu, käytännössä ei yleensä ihan tuplaanu, mutta mitä lähempänä 4 ohmin arvo on tuplaa, sitä parempi. Sama koskee 2 ohmin lukemaa, joskin tässä riittää käytännössä, että lukema olisi suurempi tai ainakin samaa tasoa 4 ohmin lukeman kanssa. 2 ohmia on ehkä silti hiukan liioittelua, ainoastaan jos tietää kaiuttimiensa olevan hyvin hankala kuorma, kannattaa tätäkin arvoa katsoa.

Mitä johtuu että pienillä äänenvoimakkuuksilla stereolaitteistoni stereokuva tuntuu olevan sivussa keskipisteestä ?

Normaalien halpojen vahvistimissa käytettyjen äänenvoimakkuuspotentiometrien ongelmana on huono kanavatasapaino säätöalueen alkupäässä. Ilmiö esiintyy joissain laitteissa uusina ja joissain lisääntyy kun laite vanhenee. Kanavatasapaino voi parantua tuntuvasti kun vanha potentiometri vaihdetaan uuteen tai muuten laadukkaampaan malliin.

Vahvistimen kuormitusimpedanssi

Miksi audiovahvistimet antavat enemmän tehoa kun kaiuttimen impedanssi on pienempi ?

Normaali audiovahvistin on jännitevahvistin joka pyrkii antamaan ulos vakion sisääntulosignaalin määräämän suuruisen jännitteen. Vahvistimen ulostuloteho riippuu vahvistinta kuormittavasta impedanssista, koska mitä pienempi impedanssi, sitä enemmän virtaa kulkee tietyllä vakiojännitteellä ja sitä enemmän tehoa lähtee ulos. Jos impedanssi putoaa vahvistimelle liian pieneksi, niin jossain vaiheessa vahvistin ei pysty enää antamaan tarpeeksi virtaa ja jännite alkaa pudota. Tässä vaiheessa vahvistin alkaa lämmetä normaalitoimintaa voimakkaammin ja monissa hyvin suunnitelluissa vahvistimissa suojauspiiri puuttuu peliin kytkien kaiuttimet irti vahvistimen lähdöstä estäen näin laitevaurion ylikuormituksen.

Voinko suurentaa vahvistimelta saatavaa tehoa asentamalla kaiuttimieni rinnalla vastukset, joilla pienennän vahvistimen kuormitusimpedanssia ?

Kaiuttimeen saatavaa tehoa et saa näin kasvatettua. Jos kytket kaiuttimen rinnalle vastuksia, niin vahvistimen lähdöstä syöttämä kokonaisteho kyllä kasvaa, mutta ei siitä yhtään enempää kaiuttimelle riitä, koska lisäteho hukkuu noihin lisävastuksiin. Vastuksen lisäyksen jälkeen kaiuttimiisi pääsee edelleen se sama alkueräinen teho tai jopa vähemmän, vaikka vahvistimesi puskeekin enemmän tehoa ulos.

Mitä haittaa jos kaiuttimen impedanssi on pienempi kun vahvistimelle suositeltu minimi-impedanssi ?

Jos vahvistin on asiallisesti suunniteltu, ei pienemmästä impedanssista yleensä ole haittaa ellei hyvin kovalla huudata. Kun vahvistimeen kytketään pienempi-impedanssinen kaiutin kun mille se on suunniteltu, niin vahvistin yrittää tunkea sinne enemmän virtaa kun mihin se on normaalisti suunniteltu (yrittää antaa enemmän tehoa kun on suunniteltu). Tämä lisävirta aiheuttaa, että vahvistin alkaa kuumenemaan enemmän kuin mihin se on suunniteltu ja ulostulon särön määrä yleensä lisääntyy. Pienillä tehoilla lisälämpiäminen ei ole ongelma, mutta jos väännät vahvistinta kovemmalle, ovat ulostulotransistorit ja virtalähde vaarassa ylikuormittua, mikä aiheuttaa laitteen vikaantumisen.

Jossain hyvissä vahvistimissa on hyvät suojauspiirit, jotka kytkevät vahvistimen ulostulon pois ylikuormitustapauksessa, joten kun kiinni on liian pieni-impedanssiset kaiuttimet niin vääntämällä saattaa vahvistin äkisti mykistyä. Tilanne korjaantuu tällöin kun vahvistimesta sammuttaa virran ja laittaa virrat uudelleen päälle. Jos vahvistimessa ei ole kunnollisia suojapiirejä, niin ylikuormitusta ei havaita ajoissa, joten tuloksena vähän pidemmästä luukutuksesta voi olla kärähtänyt vahvistin ja mahdollisesti vielä vaurioituneet kaiuttimetkin.

Jos yhdistän kaiuttimet joiden vastus on 4 ohm vahvistimeen jonka pienin sallittu kaiutinkuorma on 8 ohmia, niin minkälaisia haittavaikutuksia tulee?

Todennäköisesti ei mitään, jos maltat olla "luukuttamatta". Pienempi kuorma (siis 4 ohmin impedanssi) soi "kovempaa", mutta kuormittaa vahvistimen pääteastetta ja virtalähdettä enemmän, kuin jos käyttäisit oikealla impedanssilla olevia kaiuttimia. Eli vahvistimen hajoaminen on todennäköistä, jos nupit on kaakossa. Jos liikutat paljon, niin saat luultavasti vähän aikaa kuunnella musiikkia oikein kunnon volyymilla, jonka jälkeen musiikki vaimenee vahvistimesta nousevan savun myötä. Joissain hyvin suojatuissa vahvistimissa suojapiirit onnistuvat mykistämään vahvistimen ennen kuin vaurioita syntyy, mutta tähän ei kannata sokeasti luottaa.

Mikä on vaimennuskerroin ?

Vaimennuskerroin on vahvistimeen liitetyn kuorman impedanssin ja vahvistimen lähtöasteen impedanssin suhde. Käytännössä luku kertoo vahvistimen virransyöttökyvystä. Tämä taas vaikuttaa vahvistimen kykyyn ohjata kaiutinta, pitää elementtiä kurissa. Periaatteessa mitä suurempi suhdeluku on, sitä parempi.

Vaimennuskerroin voidaan laskea kaavasta:

vaimennuskerroin = kaiutinkuorman impedanssi / vahvistimen lähtöimpedanssi

Eli jos kaiutin on 8 ohmia ja vahvistimen lähtöimpedanssi on 0.1 ohmia, niin vaimennuskertoimeksi tulee tällöin 80. 4 ohmin kaiuttimelle samaan vahvistimeen vaimennuskertoimeksi tulisi 40.

Tyypillisesti vaimennuskertoimen arvo on audiovahvistimessa useista kymmenistä aina muutamaan tuhanteen. Käytännössä vahvistimen vaimennuskertoimella ei ole suurta väliä koko systeemin käyttäytymiselle, kunhan se on tarpeeksi suuri (luokka 100 tai enemmän). Kun vaimennuskerroin on tarpeeksi iso (yli 100), niin tällöin kaiutinpiuhoissa on helposti enemmän resistanssia kuin vahvistimessa, ja nämä kummatkin ovat yhteensäkin vain murto-osa puhekelassa olevan johdon resistanssista.

Bassotoistolla ja vaimennuskertoimella on ainakin se yhteinen nimittäjä, että liian alhaisella vaimennuskertoimella varustetulla vahvistimella saadaan aikaiseksi löysä bassotoisto. Se, että vaimennuskertoimella on merkitystä juuri bassotoistossa, johtuu bassokaiuttimen suuresta liikkuvasta massasta ja liikepoikkeamasta verrattuna muiden äänialueiden toistoon käytettäviin elementteihin.

Mitä suurempi vaimennuskerroin, sen paremmin vahvistin kykenee ohjaamaan kaiutinta, eikä se elä liiaksi omaa elämäänsä. Tämän lisäksi jakosuotimen kelojen (erityisesti bassoelementin alipäästökelan) täytyy olla tarpeeksi hyvät tasavirtajohtavuudeltaan, että hyvä vahvistin pystyy paljastamaan potentiaalinsa. Jos nuo kelat on liian ohutta kuparia (tasavirtavastus suurempi kuin vahvistimen antoimpedanssi) mielestäni vahvistimen ominaisuudet pääse niin hyvin paljastumaan ja silloin on helppo "huomata", ettei mitään oikeata vaikutusta vahvistimen vaihdolla ollut. Taajuus- ja impulssivasteet ovat enemmän kaiuttimen kuin vahvistimen ominaisuuksia, mutta kyllä vahvistimen vaimennuskertoimellakin voi noihin olla kaiuttimesta riippuen enemmän vai vähemmän vaikutusta.

Mitä eritysvaatimuksia elektrostaattinen kaiutin asettaa vahvistimelle ?

Sähköstaattinen kaiutin on vahvistimelle erinomaisen hankala, koska korkeilla taajuuksilla varsinkin isokokoisen elektrostaattisen impedanssi lähentelee monesti oikosulkua (alle 1ohm ei ole kummallinen keskikokoisellakaan paneelilla), joten vahvistimen kuormansyöttökyvyn ongelmat kuuluvat yleensä diskanteissa.

Elektrostaattisen kaiuttimen herkkyys on keskiverto koteloa huomattavasti huonompi. Herkkyyslukemat heiluvat noin 80dB/W kieppeillä, riippuen elementin koosta ja siitä, kuinka matalia taajuuksia on tarkoitus saada toistettua.

Mikä on vahvistimen siltakytkentä ?

Siltakytkentä on stereovahvistimen kytkentätapa, jolla yhdellä stereovahvistimella voidaan koko vahvistimen antama maksimiteho syöttää yhteen monolähtöön. Tässä kytkennässä vahvistimeen kytketty monokuorma kytketään vahvistimen kaiutinulostulojen plusnapojen väliin ja toiseen sisääntulokanavista syötetään vaiheeltaan 180 astetta käännettyä signaalia. Kytkentätavan etuna on, että vahvistimesta saadaan tyypillisesti ulos 3-4 kertaa enemmän tehoa siltakytkettynä kuin kytkemällä saman kuorman vain yhteen vahvistimen ulostuloista.

Miksi siltakytkennässä pitää vaihe kääntää toisesta linjakanavasta ja sitten kytkeä elementti vasemman ja oikean kaiutinliitännän plus-kanavaan?

Audiovahvistimien eri vakavien (L ja R) maapotentiaalit ovat usein kytketty yhteen ja kaiutinlähtöjen toinen nasta (- puoli) on tyypillisesti kytketty tähän maapotentiaaliin.

Jos kytkisit kaiuttimen vasemman kanavan plussasta oikean kanavan miinukseen, niin tyypillisellä audiovahvistimella vahvistin toimisi aivan samoin kuin kaiutin olisi kytketty oman kanavansa miinukseen (joissain laitteissa voi tosin tässä käyttäytymisessä olla eroja).

Siltakytkennässä kuorma kytketään kanavien kuumien karvojen väliin, jolloin kuorma näkee vahvistimesta kanavien välisen jännite-eron. Kun toiselle kanavalle syötetään muuten sama signaali, mutta sen vaihe on käänteinen, näkyy kanavien välinen jännite-ero kaksinkertaisena verrattuna yhden kanavan kuuman karvan ja maan väliltä katsottuna.

Esimerkki: Kaiutinlinjassa on kanavakohtainen signaaliamplitudi 5V maata vasten mitattuna. Kääntämällä toisen kanavan signaalin vaihe, näkyy siellä -5V, kun kääntämättömällä kanavalla saavutetaan signaalin positiivinen huippu +5V. Kuumien karvojen välinen jännite-ero on tällöin +5V - (-5V) = 10V. Kun kuorman näkemä jännite-ero kaksinkertaistuu, niin syötettävä teho nelinkertaistuu, jos vain vahvistimen virransyöttökyky on riittävä.

Miksi siltakytkettäessä vahvistimeen kytkettävän kaiuttimen impedanssin pitää olla suurempi kuin mitä saa kytkeä yhteen kanavaan ?

Siltakytkennässä vahvistimen jännite kaksinkertaistuu, mutta virtakapasiteetti pysyy entisellään. Tästä syystä virran loppuminen ennen jännitettä on paljon todennäköisempää kuin ilman siltakytkentää. Siksi siltakytkettyä vahvistinta tulee kuormittaa kaksi kertaa suuremmalla impedanssilla kuin ei siltakytkettyä.

Kokonaisuutena tarvitaan siis vahvistin, joka pystyy sekä suureen tehonantoon että hyvään virransyöttöön hankaliinkin kuormiin. Tehoa tarvitaan, jotta saadaan epäherkästä kaiuttimesta puhtaasti riittävän suuria äänenpaineita. Virtaa siihen, että voidaan hoitaa olemattoman pieni impedanssi.

Mitä joissain vahvistimissa oleva 4/8 ohmin kytkin oikein tekee ?

Joissain vahvistimissa (aika harvoissa) on katkaisija sitä varten, että voidaan valita onko laitteeseen liitetty 4- vain 8-ohmiset kaiuttimet. Tämän katkaisijan tarkoituksena on tarjota optimaalinen suorituskyky kummallekin kaiutinimpedanssille (ainakin valmistajan mukaan). Tällainen vahvistin on periaatteeltaan sellainen, että se on suunniteltu 4 ohmin kuormalle ja mitoitettu päätetransistorien virranantokyvyn, päätetransistorien käyttöjännitteen ja verkkomuuntajan tehon osalta tähän tilanteeseen. Kun tällaiseen vahvistimeen kytketään 8 ohmin kaiutin, niin siitä ei ole muuta huono, kuin että tähän saadaan vain noin puolet (yleensä vähän yli) siitä tehosta mitä 4 ohmin kaiuttimeen saadaan. Jotta valmistaja saisi vahvistimestaan enemmän tehoa 8 ohmin kaiuttimeen (mitä voi sitten mainostaa), niin hän turvautuu sellaiseen temppuiluun, että nostaa päätetransistorien ulostulojännitetaealuetta (kuitenkaan systeemin virranantokykyä kasvattamatta) silloin kun vahvistimeen on kytkettynä 8 ohmin kaiuttimet. Suuremmalla jännitteellä pystytään 8 ohmin kaiuttimeen antamaan ulos sama teho kuin 4 ohmin kaiuttimeenkin verkkomuuntajaa sen enempää kuormittamatta. Käytännössä 4/8 ohmin kytkin voi muuttaa sekä päätetransistorien käyttöjännitettä että pääteasteen jännitevahvistusta suuremmiksi.

Miten voidaan tehdä siltakytkennässä tarvittu 180 asteen vaiheenkääntö ?

Ammattilaitteissa olevissa balansoiduissa kytkennöissä vaiheenkääntö on helppo tehdä: Jos linjatasoinen signaali on balansoidussa muodossa (kaapelissa + / - / maa), vaihdetaan liittimessä invertoidun ja ei-invertoidun signaalin paikka keskenään.

Balansoimattomassa signaalinsiirrossa vaiheenkääntö on hieman monimutkaisempi operaatio. Mieleen tulee pari vaihtoehtoa:

• Passiivisesti invertoinnin voi tehdä erotusmuuntajan avulla (kytketään muuntajan lähdön johdot toisinpäin kun tulon)
• Vaiheenkääntö voidaan tehdä aktiivisesti käyttämällä esimerkiksi operaatiovahvistimen invertoivan vahvistimen kytkentää (vahvistus -1).

Jos järjestelmässä on aktiivinen jakosuodin, vaiheenkääntö on järkevintä sijoittaa siihen (useimmissa aktiivisuotimissa on valmiina vaiheenkääntöominaisuus). Joissain päätevahvistimissa (mm. joissain ammattivehkeissä) on sisäänrakennettu vaiheenkääntökytkentä, joka voidaan saada päälle vahvistimessa olevalla siltauskytkimellä.

Liitännät

Miten vahvistimissa on kytketty A- ja B-kaiutinsysteemi, jolla saa kaksi paria kuulumana yhtäaikaa ?

Kun normaali stereovahvistin kytketään toistamaan ääntä kahdelle kaiutinparille, niin tässä kytkennässä kaksi kaiutinta kytketään yhtene lähtöön joko sarjaan tai rinnakkain. Yleisin tapa on rinnankytkentää. Kytkentätapa on testattavissa helposti: kytket vain yhden parin kaiuttimia vahvistimeen ja kytket vahvistimen asentoon A+b (ääni kahdelle kaiutinparille). Jos ääni jatkaa kuulumistaan entiseen tapaan, niin vahvistin kytkee kaiuttimet rinnakkain. Jos ääni lakkaa kuulumasta, niin sitten kaiuttimet kytketään sarjaan. Jos vahvistimesi kytkee kaiuttimet sarjaan, niin kummankin kaiutinparin tulisi olla samanlaisia, tai muuten äänentoiston taajuusvasteeseen tulee virheitä kun kaksi kaiutinparia on kiinni (kaiuttimien impedanssit muuttuvat voimakkaasti taajuuden mukaan, mikä aiheuttaa sen että teho jakautuu eri lailla kaiuttimien kesken eri taajuuksilla).

Miksi nykyisissä vahvistimessa on naparuuvien reiät tukittu muovitulpilla ?

Perinteisesti monissa vähänkin tehokkaammissa audiovahvistimissa on kaiutinlähtönä olleet eristetyt naparuuvit, joiden keskireikä on sopiva banaaniliittimiä varten. Banaaniliittimet ovat olleet perinteinen kaiutinjohtojen liitin monissa hifisysteemeissä, mutta nykyiset Euroopassa käytössä olevat turvallisuusmääräykset eivät pidä banaaniliittimiä turvallisena kotihifilaitteiden kaiutinliittiminä. Euroopassa myytäviin kotivahvistimeen ovat laitevalmistajat lisänneet nuo tulpat, jotta laitteet täyttäisivät varmasti turvamääräykset (ei houkuttele käyttämään turvamääräysten laatijoiden vaarallisina pitämiä banaaniliittimiä). Monissa laitteissa banaaniliittimien käyttö onnistuu edelleen omalla vastuulla, jos nuo tukkona olevat muovitulpat poistetaan.

Säätimet

Miksi monissa vahvistimissa on äänensävysäätimet ? Miten niitä käytetään oikein ?

Äänensävynsäätöjen tarkoitus on antaa käyttäjälle mahdollisuus (yrittää) korjata kaiuttimien ja kuunteluhuoneen aiheuttamat vääristymät taajuusvasteessa. Yleensä yksinkertaisilla basso- ja diskanttisäätimillä ei kovin paljoa voi korjata asioita.

Usein sanotaan äänentoistolaitteissa olevan äänensävynsäädöt "siksi että saadaan kunnolla bassoa", ja käännetään samalla bassot täysille. Tällainen äänensävynsäätöjen "väärinkäyttö" onkin monesti äänenlaatu ratkaisevasti heikentävä tekijä.

Mitä virkaa on loudness-säätimellä ?

Kuuloaistimme suhtautuu ääniin hyvin eri tavoin riippuen siitä, miten voimakkaita ja korkeita ne ovat. Korvan käyttäytymistä kuvataan usein vakioäänekkyyskäyrien avulla (esimerkki tällaisista löytyy osoitteesta http://online.anu.edu.au/ITA/ACAT/drw/PPofM/loud/Loud3.html).

Kuulo on kasvavasti epäherkkä matalille äänille. Hiljaisessa kuuntelussa matalia ääniä pitää vahvistaa suhteellisesti enemmän, jotta me kuulisimme ne yhtä voimakkaina kuin keskialueen äänet. Sama epäherkkyys koskee myös diskanttialuetta, joskin vähemmässä määrin.

Jotta äänen eri taajuudet kuullostaisivat olevan tasapainossa myös hiljaa kuunneltaessa, täytyy toistoon tehdä korjauksia joilla kompensoidaan kuulon käyttäytymistä. Loudness-korjauksella korostetaan taajuusalueen alapäätä (ja joissain laitteissa myös yläpäätä), kun kuunnellaan hiljaisilla äänenvoimakkuudella. Kun loudness-korjaus on päällä, on vahvistimen taajuusvaste suora vasta lähellä voimakkuussäätimen maksimiasentoa.

Jotta korjaus olisi täsmälleen oikea, vahvistinsuunnittelijan pitäisi tietää, miten lujaa kuluttaja haluaa kuunnella, mikä on kaiuttimien taajuusvaste ja hyötysuhde, kuinka iso ja akustisesti tehokas kuunteluhuone on ja niin edelleen. Vakiovalmisteista kiinteää loudness-korjainta on mahdoton saada toimimaan muuten kuin karkeana kompromissina (tästä syistä joissain laitteissa on säädettävä loudness).

Häiriöt

Mistä johtuu, että kun vahvistimeen kytkee virran tai sammuttaa sen, hypähtää kaiuttimen suurin kartio selvästi ja kaiuttimesta kuuluu thumps ?

Tämä ongelma johtuu siitä, että kyseisessä vahvistimessa ei ole kaiutinlähdön relettä joka kytkisi laitteen kaiutinlähdöt päälle vasta hieman laitteen päällekytkemisen jälkeen ja irrottaa kaiuttimet välittömästi kun virta katkaistaan. Näin voidaan välttää häiriöääniä mitä tulee laitteen päällekytkemisestä ja sammuttamisesta.

Uusissa kunnollisissa vahvistimissa on kaiutinlähdöissä releet, mutta monissa vanhemmissa laitteissa näitä ei ole. Näissä nämä häiriöäänet ovat normaalia. Eivät kaiuttimet tähän hajoa (elleivät ole jo ennestään ihan lopussa) se vain kuulostaa/näyttää pelottavalta kun bassot liikahtaa reilusti.

Mistähän mahtaa johtua todella pahan kuuloinen poksahdus, joka kuuluu laitteistosta aina sammutettaessa kaikki laitteen yhtäaikaisesti ?

Jos vahvistimessa ei ole releohjattua kaiutinlähtöä, niin vahvistin on päällä vielä hetken aikaa sammuttamisen jälkeenkin koska sen suodatuskondensaattoreihin on jäänyt virtaa varastoon. Tällöin päätteen ottoasteeseen pääsee siihen liitetyistä laitteista sammutuksessa syntyvät häiriöpiikit, jotka sitten toistuvat paukauksena kaiuttimesta. Ongelmasta pääsee eroon kun sammuttaa ensin päätevahvistimen ja muut laitteet vasta vähän ajan päästä.

Mikä on oikea järjestys kytkeä audiolaitteisto päälle ?

Oikea järjestys virtojen kytkeytymiselle äänentoistojärjestelmään:

• 1. Ohjelmalähteet, esiasteet, suotimet
• 2. Päätevahvistimet

Virrat voi toki kytkeä samaan aikaankin, jos päätevahvistimen releet pitävät kaiuttimet tarpeeksi kauan irtikytkettyinä kunnes kaikkien laitteiden käyttöjännitteet ovat ehtineet tasaantua. Virrat kytketään pois päinvastaisessa järjestyksessä. Jos haluat kytkeä kaikki laitteen pois yhtäaikaisesti, niin vahvistimessa olevien releiden pitää olla sellaisia, että ne kytkeytyvät irti ennen kuin äänilähteiden käyttöjännitteet ehtivät laskea niin paljon että syntyy pulssi joka synnyttää paukahduksen ulostuloon. Vahvistimessa olevia releitä ei voi nopeuttaa, mutta tarvittaessa voi yrittää suurentaa esimerkiksi ongelmallisen jakosuodattimen suotokondensaattoreita.

Mikä on ongelma kun vahvistimen toinen kanava on silloin tällöin mykkä ja vahvistin rätisee kun äänenvoimakkuussäädintä kääntelee ?

Tällaisia ongelmia aiheuttaa äänenvoimakkuuspotentiometrin kuluminen. Elektroniikkataitoinen harrastaja voi yrittää elvyttää potentiometria voitelevalla "contact spray" nimisellä suihkeella, mutta apu voi jäädä väliaikaiseksi. Ongelmasta pääsee eroon äänenvoimakkuuspotentiometrin vaihdolla.

Miksi jotkut High-End-laitteet ovat hyvin herkkiä ulkoisille häiriöille ?

Häiriösuodatus kokonaisuutena on sen verran kompleksinen juttu, että harvalla suunnittelijalla on vieläkään vahvaa tietämystä siitä, miten laitteen säteilemät/johtivat häiriöt sekä vastaanottamat häiriöt saadaan kuriin riittävästi. Tämä koskee monia muitakin aloja kuin audio-elektroniikkaa. Laitteen hyvä EMC-suunnittelu vaatii aikaa, rahaa, aikaa,aikaa ja vielä aikaa. Voi olla, että High-end pikkupajoilla ei tähän ole mahdollisuutta/resursseja. Toinen voi olla High-End-laitteiden pyrkimys mahdollisimman suureen yksinkertaisuuteen, eikä radiohäiriösuodattimia mielellään haluta laittaa signaalitielle niin helposti kuin kuluttajalaitteissa.

Sekalaiset aiheet

Mitä tarkoittaa joidenkin Carverin vahvistimien etulevyssä oleva teksti "Vacuum Tube Transfer Function" ?

Kyseessä on Carverin kehittämä menetelmä simuloida putkivahvistimen bassosoundia (=kontrolloimaton ja pehmeä). Tämä simulointi on tehty laittamalla vahvistimen lähtöön sarjaan sopiva sarjavastus. Eli "Vacuum Tube Transfer Function" voitaisiin suomentaa että lähdössä on sarjavastus, joka "löysistyttää" bassot.

Onko autovahvistimen käyttäminen kotioloissa järkevää ?

Autovahvistinten käyttö kotioloissa ei ole välttämättä kovin viisasta, koska tarpeeksi tuhti verkkolaite on kallis. Tuollaisen virtalähteen tulisi antaa nimellistä 12V tasajännitettä useiden ampeerien tai useiden kymmenien ampeerien (riippuen vahvistimen tehosta) verran. Tyypillinen 2x100W autovahvistin syö virtaa noin 25A luokkaa. Jännitteen ei tarvitse olla välttämättä ihan tarkkaan 12V, koska useimmat autovahvistimet on mitoitettu nielemään 14,4 V, eli täysin latautuneen akun napajännite.

Tuollaiselle parinsadan watin kokonaistehoisen vahvistimen 12-14V virtalähteelle tulee hintaa todennäköisesti itse rakennettuna 100-200 euroa, riippuen virtalähteen tehosta.

Systeemi ei ole siis ole useinkaan taloudellisesti järkevä, kun halvemmalla saa kunnollisen edullisen päätevahvistimen, joka mitä todennäköisimmin peittoaa halvan autovahvistimen äänenlaadussa.

Jos kovasti mieliin rakentaa, niin kannattaa huomioida, että kaikissa vähänkin tehokkaammissa autovahvistimissa on ilman muuta hakkuriteholähde. Etsitään vahvistimen virransyöttöpisteet, mitataan jännitteet (todennäköisesti kaksoisvirtalähde) ja heitetään hakkuri mäkeen. Riittävän teholuokan 300VA 2 x 35V rengassydänmuuntajia löytyy paljon helpommin ja halvemmalla kuin 12V 60A muuntajia. Haittapuolena on, että vahvistinta ei enää sitten voi käyttää autossa ja tuollaisesta virityksellä ei ole enää oikein jälleenmyyntiarvoa.

Sopisiko PC:n virtalähde autovahvistimen 12V lähteeksi ?

Moni PC:n poweri tarjoaa teknisissä tiedoissa aika paljonkin (useita ampeereita) 12V jännitettä. Tämä saattaisi teoriassa vaikuttaa aika edulliselle 12V lähteelle, mutta matkalla on kaksi ongelmaa:

• Käytännössä noiden pc-hakkuripowerien käyttöjännite ei ole kovinkaan puhdasta (suurtaajuista häiriötä ja rippeliä), joten audiolaitteissa saattaa esiintyä häiriöitä
• Tyypillinen PC:n virtalähde on suunniteltu antamaan isoin virta +5V lähtöön ja kaikkien jännitelähtöjen vakavointi on toteutettu +5V lähdön jännitteen mukaan. Eli muut jännitelähdöt eivät pysy kovin vakaina, ellei +5V lähtö ole se eniten kuormitettu lähtö.

Tämän lisäksi PC:n powerin tuuletin pitää vielä hurinaakin. Eli käytännössä kannattaa unohtaa PC:n powerin käyttäminen 12V jännitelähteenä autovahvistimelle.

Edellä kuvattujen puutteiden merkitys vaihtelee sen suhteen millainen PC:n poweri sattuu käsissä olemaan (niissä on eroja miten toimivat käytössä johon niitä ei ole alun perin suunniteltu) ja millaiseen laitteeseen sitä kytkee. Verkossa on joitakin raportteja onnistuneesta toiminnasta. Eli hyvällä tuurilla toimii, huonolla ei.

Mikä on SubSonic suodin ?

SubSonic suodin on suodatin, joka suodattaa kaikista matalimmat bassot pois. Subsonic filtterillä on aikoinaan poistettu kierojen vinyylilevyjen aiheuttamat erikoisen matalat aaltoliikkeet bassokaiuttimista. Joskus nämä äänet saattoivat jopa kuulua matalina "humahduksina" jokaisella kierroksella. Suodatin löytyy useimmista paljon nappeja sisältävistä 80-luvun viritinvahvistimista joissa on myös levysoitinliitäntä.

Palautetta tästä sivusta voi lähettää palautekaavakkeella.

Takaisin hakemistoon

Tomi Engdahl <[email protected]>