Miten subbari toimii?

Miten subbari toimii?

Toimintaperiaatetta havainnollistamaan kuvaDynaaminen kaiutinelementti

Subwoofer on toimintaperiaatteeltaan perinteinen dynaaminen kaiutinelementti. Sen kehitti Oliver Lodge vuonna 1898, joten ihan uudesta innovaatiosta ei ole kysymys. Sittemmin tätä laitetta on kehitelty moneen kertaan useiden eri henkilöiden toimesta. Jos kiinnostaa laajemmin, niin englanninkielisestä Wikipediasta löytyy lisää informaatiota. Dynaamisella tarkoitetaan liikkuvalla puhekelalla varustettua kaiutinta. Muunlaisia kaiutinelementtejä on myös olemassa mutta subbarit ovat lähes poikkeuksetta dynaamisia joten tällä sivustolla rajoitamme tarkastelun tähän kaiutintyyppiin.

Miten se toimii?

Kaiuttimen liikkeen saavat aikaan kaksi osaa. Puhekela ja magneetti. Puhekela on käytännössä sähköinen magneetti. Kun siihen ohjataan jännite, se kehittää magneettikentän ympärilleen. Tämä magneettikenttä joko hylkii tai vetää puoleensa kaiuttimen magneettia riippuen siitä onko jännite positiivinen vai negatiivinen. Täällä on erinomaisen havainnollistava esitys aiheesta.Kaiuttimen puhekela

Puhekela on käytännössä pyöreän putken ympärille käärittyä kuparilankaa. Nuo kuvassa näkyvät kelan päät ovat johtimet jotka menevät kaiuttimen terminaaleihin eli niihin liittimiin joihin kytketään vahvistimelta tuleva kaiutinkaapeli. Jotta kela toimisi oikein, kuparijohtimien pinnassa on lakkaa. Se eristää johtimet ja suojaa niitä hapettumiselta. Kun kaiuttimen sähköinen tehonkesto ( joka on käytännössä juurikin puhekelan sähköinen tehonkesto ) ylitetään, tuo lakka alkaa sulaa. Tämä ilmiö on se “hifin haju”, joka varoittaa usein siitä että kohta kaiuttimen puhekela palaa. Jos lakka sulaa riittävästi, niin kela on käyttökelvoton. Jos se vain hieman tummuu, niin kaiutin saattaa toimia vielä pitkäänkin.

Puhekela on kiinnitetty yläreunastaan kaiuttimen kartioon. Kun puhekela liikkuu, niin siihen kiinnitetty kartiokin liikkuu. Puhekela liikkuu ilmaraossa, joka on hyvin kapea. Mitä kapeampi rako, sitä tehokkaammin magneettikentät ( puhekelan ja kestomagneetin ) hylkivät tai vetävät puoleensa toisiaan. Tästä syystä puhekelan täytyy liikkua ilmaraossa hyvin tarkasti pystysuorassa. Jos kela pääsisi heilumaan sivusuunnassa liikkuessaan, kelan lakkaus hankautuisi puhki magneettia vasten. Jotta kelan liike olisi mahdollisimman suoraa ylös/alas-liikettä, kaiuttimen kartio on tuettu kahdella ripustuksella kiinni runkoon. Alaripustus on kiinni puhekelan ja kartion liittymäkohdassa ( suurinpiirtein ) ja yläripustus taas kartion yläreunassa ja rungon yläreunassa. Joissain kaiuttimissa alaripustuksia voi olla useitakin päällekkäisiä rakenteen vahvistamiseksi.

Jotta puhekelan ja ilmaraon väliin ei pääsisi roskia, kartion keskellä on pölykuppi, joka sulkee kartion keskellä olevan aukon. Pölykuppi myös jäykistää kartion rakennetta ja tekee kartiosta tiiviin ( erottaa etu- ja takapuolella olevat ilmatilat toisistaan ) jolloin kartio “pumppaa” ilmaa tehokkaammin.

Subbarin moottori on sen tärkein osa.

Moottoriksi kutsutaan magneettia ja puhekelaa. Jotta liike olisi nopeaa ja voimakasta, tarvitaan hyvä moottori. Aivan kuten autossa tai moottoripyörässäkin. Vertausta autosta tähän: Kuvittele kilpa-auto joka on tajuttoman upean näköinen ( subbarin yleinen “lookki” ), jossa on mielettömän hyvä alusta ( subbarin runko ), todella napakka ja toimiva voimansiirto ( ripustukset ) ja huippuhyvät rataslicksit alla ( pölykuppi ja kartio ). Mutta moottorina 70-luvun vaparidiisseli. All show, but no go…..

Puhekelan pitää olla riittävän suuri halkaisijaltaan, riittävän paksulla langalla, riittävän tiheästi käämitty ja hyvälaatuinen muiltakin osin, että se toimii. Samoin magneettimateriaalin pitää olla hyvää, magneetin riittävän voimakas ja ilmaraon ja keskipaalun oikean kokoisia. Puhumattakaan siitä että osien mittatarkkuuden ja tasalaatuisuuden on oltava kohdallaan.  Vain kunnollinen moottori mahdollistaa voimakkaan ja tarkan bassotoiston.

Entäs ne muut osat?

Alustalla ( subbarin runko ) on totta kai merkitystä. Sen on oltava myös oikean kokoinen ja riittävän jäykkä rakenteeltaan jotta rakenne pysyy kuosissaan kovassakin luukutuksessa. Valurunko ei tee autuaaksi, laadukas peltirunkokin toimii ihan hyvin. Tässä juttu jota moni ei osaa arvata: Liian umpinainen runko ( tai huonosti suunniteltu ) voi olla ongelma sillä se estää ilman vapaan liikkumisen kartion takapuolella. Laadukkaissa subbareissa tähän ei juuri törmää mutta halvoissa vain ulkonäön perusteella suunnitelluissa kyllä.

Voimansiirron merkitys tulee esiin siinä, että ripustukset ovat riittävän jäykät pitääkseen liikkeen suorana ja niillä on riittävän pitkä liikerata että ne eivät repeydy kun puhekela liikkuu. Mutta liian löysällä alustalla ei ole pysytä tiellä vaan mennään lepikkoon. Eli liikerata ei saa olla liiankaan pitkä, sillä silloin puhekela voi kolahtaa magneetin pohjaan.

Renkaat ( kartio ja pölykuppi ) taas varmistavat sen että alustan hallinnassa pitämä, voimansiirron kuljettama ja moottorin tuottama voima siirtyy tiehen. Jos kartion ja pölykupin yhdistelmä on riittävän jäykkä, niin se ei anna periksi ilmanpaineelle vaan se tuottaa hyvälaatuista bassoa liikkuessaan. Myöskään renkaat eivät saa olla liian valtavat läskit ( painava kartio ) koska silloin ei kunnollista kiihtyvyyttä saada aikaan vaan basso on löysä ja epätarkka. Jos taas renkaat ovat liian rimpulat ( kevyt kartio ) niin kiihtyvyys on hyvä mutta matalaa kunnon voimaa ei saada välitettyä eli basso soi vaan yläbassoalueella.

Varo huijausta!

Subbari tarvitsee ison moottorin ollakseen hyvä. MUTTA: kaikki ei ole sitä miltä se äkkiä päälle päin näyttää! Monissa halvoissa ja huonolaatuisissa bassoissa saattaa äkkiä vilkaistuna olla todella järeän näköinen magneetti ja rankan näköinen valurunko. Lähempi tarkastelu paljastaa kuitenkin helposti muutamia juttuja joihin kannattaa kiinnittää huomiota:

  1. Magneetin päällä voi olla näyttävä kuorirakenne joka huijaa silmää. Äkkiseltään valtava magneetti onkin todellisuudessa aika vaatimattoman kokoinen ja sen päällä on vain sen koon moninkertaistava muovikotelo.
  2. Magneetti voi olla ihan tolkun kokoinen, mutta sen sisällä oleva puhekela on samaa kokoluokkaa kuin vaikka 6,5″ peruskaiuttimessa
  3. Kaiuttimessa voi olla valtavan kokoinen yläripustus joka on totuttu yhdistämään pitkään liikerataan. Mutta magneetti on hyvin litteä ja puhekela onnettoman kokoinen.
  4. Suuret tehonkestolukemat paketissa tai painettuna bassoon eivät takaa yhtään mitään.
  5. Jykevä valurunko on toki tukeva, mutta kaikki runkomallit eivät toimi kunnolla. Niiden suunnittelussa on otettu huomioon vain ulkonäköseikat ja se seikka on jäänyt suunnittelematta että kaiuttimen takapuolellakin kartio liikuttaa ilmaa yhtälailla kuin etupuolella. Rungon täytyy olla mahdollisimman hyvin “virtaava” ettei se haittaa ilman virtaustsa elementin kartiosta taaksepäin.

En sano, että muovikuori magneetin ympärillä tekisi subbarista huonon. Ei tietenkään tee, ei sillä ole mitään vaikutusta moottorin toimintaan. Eikä suuri magneettikaan tee subbarista huonoa tai iso yläripustus. Kerroin nämä asiat siksi, että osaat suhtautua kriittisesti siihen mitä näet. Äkkiseltään hienon ja järeän näköinen subbari voi todellisuudessa olla vain halpa All Show, no go-viritelmä.

Seuraavaksi käsitellään erilaisia kotelotyyppejä osiossa Erilaiset kotelot