Kaiutinrakennusohje – Kolmitieklassikko – perinteinen lattiakaiutin 12-tuumaisella bassolla

Yksi Suomen kuuluisimpia kaiutinrakennusohjeita on varmasti 85-litrainen Pekka Tuomelan Hifi-lehden vertailukaiuttimeksi suunnittelema HIFI 85/3. Se ajoittuu 1980-luvun alkupuolelle, mutta malli eli ainakin neljä sukupolvea ja lisäksi sitä sai kaupallisena tuotteena. Vaan yksi toisensa jälkeen kaiuttimessa käytetyt elementit jäivät pois tuotannosta ja 85/3:n rakentaminen loppui.

Uskottava olohuoneen peruspilari musiikinkuuntelijalle.

Tiedän, että moni haikailee kotiinsa jotain samanhenkistä kaiutinta. Kaiutinta, joka pyllistää tyypillisille sisutustrendeille – tai ainakin sisustuslehdissä vaalittaville trendeille. Aiheesta on puhuttu monien harrastajien kanssa ja tarve tälläiselle kaiuttimelle on selvästi olemassa. Joten, elementtiä juotoskorvasta ja suunnittelemaan. Miten saisi mahdollisimman hyvälaatuisen kaiuttimen, joka toimisi uskottavana olohuoneen peruspilarina musiikinkuuntelijalle ja toisaalta välttelisi tyypillisen perinnerakenteen sudenkuoppia. Kaiutin on suunniteltu yhteistyössä Claus Lindqvistin kanssa.

Pehmoilu pois bassopäästä

Peerless SLS-12 -bassosta on paljon hyviä kokemuksia. Sen parhaimpiin puoliin kuuluu erinomainen integroituvuus, basso ei jää humppaamaan omiaan vaan yhdistyy saumattomasti keskialueeseen. Olen kuuntelukokeilla testannut, että näin ei valitettavasti ole kaikkien elementtien kanssa. SLS-12 on hieman klaustrofobinen, sitä ei voi laittaa pieneen koteloon. Mutta jos diskantin ja keskialueen haluaa nostaa mielekkäälle korkeudelle 12-tuumaisen kanssa samassa kotelossa, tilavuus kasvaa puolihuomaamatta juuri sopivasti noin satalitraiseksi.

Kotelo ei ole refleksiviritteinen vaan suljettu. Tulos on erittäin sävykäs ja iskuäänitoistoltaan erinomainen bassopää. Siitä puuttuu pehmeä tuhtius ja tämä saattaa ensin kuulostaa vaatimattomalta refleksibassoon tottuneesta, mutta vain aluksi. Lisäksi suljettu kotelo hyödyntää loivasti laskevan bassotoistonsa ansiosta huoneen bassokorostusta ja tulos onkin yleensä vaimentumattomana 20 hertsiin saakka ylettyvä toisto.

Basson sijoittaminen hyvin lähelle lattiaa, vain imurinsuulakkeen verran kotelon alareunasta ylöspäin, tuo lisää hyötysuhdetta bassoille ja samalla poistaa ikävät kampasuodinefektiä aiheuttavat lattiaheijastukset alakeskialueelta. Bassoelementin tarvitseman asennusreiän halkaisija on 277 milliä. SLS-12:n laippa on suunniteltu niin, että sille ei tarvitse tehdä upotusta.

Highendin hengessä

Highendin maailmaan tutustuneille Scan Speak on varmasti nimenä tuttu. Tanskalaisyritys kuuluu maailman elementtivalmistajien ehdottomaan kärkeen kun puhutaan laadusta ja yleisestä arvostuksesta. Scan Speak lanseerasi jonkin aikaa sitten järkihintaisen Discovery-sarjan, jonka elementeillä voi rakentaa kaiuttimet ilman pankkilainaa.

Keskiääniseksi valitsin 15W8434G00:n (ehkä näillä kaikilla numeroilla tyyppimerkinnässä on joku ihan oikea merkitys…), jonka kudottu lasikuituvahvisteinen kartio on jäykkä, mutta resonanssiton. Diskantiksi tuli R2604/832000-rengassäteilijä, ring radiator, jonka toisto ylettyy kuuloalueen yläpuolelle. Rengassäteilijän etu on se, että suuntaavuus ylädiskantilla muuttuu rauhallisemmin kuin kalottidiskanteilla. Toistokaista myös ylettyy kuuloalueen yläpuolelle.

Molemmat, diskantti ja keskiääninen kannattaa upottaa kaiuttimen pintaan. Upotusten syvyys on viisi milliä. Keskiääninen tarvitsee 114-millisen asennusreiän ja upotuksen halkaisija on 150 milliä. Diskantin asennusreikä on 72mm ja upotuksen halkaisija 105 mm. Diskantin asennusreikään tarvitaan lisäksi pienet kolot juotoskorvakkeille.

Kotelo ei ole vain bassolaatikko

Kolmetieklassikon kotelo ei ole pieni eikä siro. Tilavuutta on noin sata litraa ja seinämät melko suuria. Bassokoteloa kannattaakin tukea sopivilla laipioilla ja/tai tukirimoilla. Helpoin tapa on käyttää useaa ristikkotukea, jotka sitovat sekä kyljet toisiinsa että etu- ja takaseinän toisiinsa. Koteloon syntyy myös resonansseja sisälle, ellei käytetä vaimennusainetta. Koko kotelonkin voi täyttää, mutta pari Ikean pullea tyynyä tai kilo-puolitoista vanua bassoelementin päätyyn on minimi.

Jottei bassoelementin liikkuminen vaikuttaisi paljon pienempään ja herkkäliikkeisempään keskiääniseen, keskiäänielementti tarvitsee oman kotelon. Sellaiseksi riittää suorakaidemallinen kanava etulevystä takalevyyn. Poikkileikkaukseltaan noin 130 x 130 -millinen kanava täytetään vanulla.

Bassotaajuuksilla kotelon koolla ja muodolla ei ole käytännössä väliä, keskitaajuksilla ja diskantilla sitäkin enemmän. Kotelon voi toki tehdä normaaliksi suorakaiteen malliseksi ja kaiutin soi niinkin ihan hyvin. Silti, isojen viistousten kanssa keskialueen ja diskantin diffraktiot eli kotelon reunoista tulevat heijastukset häviävät häiritsemästä ja ääni on vielä oleellisesti puhtaampi – siis parempi.

Valokuvista näkee, miten tein prototyyppien viisteet muutamalla suikaleella 6,5-millistä vaneria. Materiaalin paksuus kuulostaa olemattomalta, mutta kapeudestaan johtuen viistotut kohdat ovat oikeasti huomattavasti jäykemmät kuin 18-millisestä lastulevystä tehty loppukotelo. Eikä kukaan tietenkään kiellä käyttämästä paksumpaa materiaalia viistouksiinkin – ja koko koteloon. Koska suljetun kotelon toiminta ei muutu mitenkään merkittävästi 10% tilavuusmuutoksesta, voi kotelon tehdä huomattavasti paksumpiseinäisenä ilman ulkomittojen muutosta.

Mikäli viistouksia ei tee, voi diskanttia ja keskiäänielementtiä siirtää kymmenkunta senttiä alemmas. Silloin diskantti ole samalla etäisyydellä kotelon kyljistä ja yläreunasta.

Säädettävyyttä suotimessa

Kaiuttimen tärkein osa on toki jakosuodin. Sillä voidaan tehdä halvoistakin elementeistä asiallisesti soiva kaiutin tai pilata parhaat mahdolliset komponentit kuuntelukelvottomaksi lopputulokseksi. Kolmitieklassiko tekee parhaansa toimiakseen monenlaisissa tiloissa, ja siten siinä on hieman säädettävyyttä sekä bassopäälle että diskantille.

Suotimessa ei ole erikoisosia. Bassokelankaan ei tarvitse olla ilmasydäminen, ferriittikela kestää tehoa sen verran, mitä bassoelementti ja sen tuoma resistanssi on järkevän hintaista ilmasydämistä pienempi. Kondensaattoreista muovimallia tarvitaan vain diskantille. Tietysti varmaa on, että valitsemalla mahdollisimman laadukkaita ja järeitä osia suotimeen, kaiuttimesta ei tule ainakaan huonompi.

Diskantin yhden ohmin sarjavastus R1 tiputtaa yläpään tasoa noin kaksi desibeliä siitä, mitä se olisi ilman vastusta. Jos huoneesi on täynnä pehmeitä materiaaleja ja soundi tuntuu siksi liian tummalta, ohita vastus tai kokeile jotain väliarvoja, 0,33 ohmia tai 0,68 ohmia esimerkiksi.

Jokainen huone vaikuttaa bassopäähän ja kukin tila omalla tavallaan. Mikään yksi bassovaste ei siksi ole yleispätevä. Refleksikotelossa bassovasteen muotoa voi muuttaa viritystaajuutta säätämällä, suljetussa se ei ole mahdollista. Tämän takia bassoelementin suodinhaarassa on sarjaan kytkettyjen kelan, vastuksen ja kondensaattorin muodostama sarjaresonanssipiiri (koska resonanssipiirin osat ovat sarjassa, sitä sanotaan sarjaresonanssipiiriksi vaikka kytkentä onkin bassoelementin rinnalla).

Jakosuotimen osat:

• L1 5,6mH (ferriitirullakela)
• L2 2,2mH (ilmasydänkela 1.0mm langalla)
• L3 0,68mH (ilmasydänkela 0,71mm langalla)
• L4 0,47mH (ilmasydänkela 1.0mm langalla)
• L5 10mH (ferriitirullakela)
• C1 150uF (elektrolyytti)
• C2 120uF (elektrolyytti)
• C3 820uF (elektrolyytti)
• C4 27uF (elektrolyytti)
• C5 12uF (muovi)
• C6 220uF (elektrolyytti)
• R1 1ohm 5W (diskantin tasoa lisää: 0, 0,33 tai 0,68ohm)
• R2 8,2, 15 tai 33ohm 20W tai enemmän

Vastuksen arvoa muuttamalla noin 100-200 hertsin aluetta voi vaimentaa desibelin, kaksi tai kolme. Järkevintä on vetää johdot resonanssipiirin kelalta ja kondensaattorilta takalevyyn omille liittimilleen, joihin vastus sitten kytketään. Helpompaa kuin availla koteloa säätöä varten. Tuplajohdotusta varten tehdyllä liitinpaneelilla toiset liittimet voi hyödyntää säädölle ja toiseen kytkeä vahvistimelta tulevat kaiutinjohdot. Mikäli diskantinkin säädön haluaa helpoksi, tarvitaan liittimiä kolme paria.

Älä muuta vastusta sulakkeeksi!

Muista, että suurimmalla yläbasson vaimennuksella, kolmella desibelillä, puolet vahvistimen tehosta menee bassoelementille ja puolet ohjautuu vastuksen läpi. Pitkäaikaisessa luukutuksessa 20-wattinenkin vastus on mahdollista polttaa. Periaatteessa basson tasoa voi vastuksen arvoa pienentämällä laskea lisääkin, mutta silloin yhä suurempi osa vahvistimen tehosta kulkee sarjaresonanssipiirin vastuksen läpi.

Yksi vaihtoehto vastuksen tehonkeston kasvattamiseksi on käyttää kahta, kolmea tai neljää rinnankytkettyä vastusta, joiden resistanssi on vastaavasti kaksi, kolme- tai nelinkertainen tarvittavaan nähden. Siten vastuksen tehonkesto kasvaa loogisesti, kaksi-, kolme- tai nelinkertaiseksi.

Jos käytät hienostuneempaa huonekorjausta, voit jättää resonanssipiirin kolme komponenttia kokonaan pois. Hyötynä on pienempi tehonkulutus vahvistimella ja oikeasti tarkka bassomöykkyjen tasoitus. Lisähyötynä on se, että kaiutin on ilman sarjaresonassipiiriä mahdollisimman helppo kuorma vahvistimelle. Tämä on oleellista varsinkin putkivahvistimien käyttäjille.

Kookkaat raamit, rauhallinen luonne

No miltä se isokokoinen Kolmitieklassikko sitten kuulostaa? Bassopää oikeasti ylettyy normihuoneessa vaimentumattomana 20 hertsiin ja on ilman huonekorjaustakin luonteeltaan nopea ja kevytliikkeinen. Siinä ei ole ylimääräistä jyhkeyttä, ellet sitten kerettiläisesti sitä bassosäätimestä käännä. Omassa tilassani parin desibelin vaimennus yläbassoille toi parhaan nopeuden, se kun on minulle ehkä se kriittisin asia bassotoistossa. Ilman sitä ulottuvuus ja auktoriteetti ovat epäoleellisia.

Keskialue ja diskantti ovat tasapainoiset ja rauhalliset. Nämä ovat kaiuttimet, jotka eivät millään tavalla tee numeroa itsestään. Ne eivät ole hetimakeet ja kohtaällöt, rauhallisen tasapainoista luonnetta oppii arvostamaan vasta kun on kuunnellut hetken. Ilman diskantin sarjavastusta luonne muuttui jo turhankin räväkäksi omassa olohuoneessani, jossa on kuitenkin kolme kovaa paljasta seinää.

Stereokuva on suuri ja ilmava, ei teräväpiirtoa. Asiat kyllä kuuluvat oikeilla paikoillaan, mutta friikahtaneelle stereokuvadiggarille suosittelen suuntaavampaa kaiutinta.

Tuikkasin protot myös lähelle etuseinää ja ajoin niille kalibroinnin Anti-Mode 2.0 Dual Corella. Tulos oli vielä lisää jäntevyyttä bassoille ja hieman tarkkuutta keskialueelle. Dual Corella on helppoa saada myös lisää ruutia bassopäähän sopivalla House Curvella, jos sitä kaipaa.

Kolmitieklassikko on muuten kohtalaisen herkkä, karvan yli 90 dB / 2,83 V. Se tarkoittaa, että jo kymmenkunta wattia riittävät suurimmalle osalle kuuntelijoista tilanteessa kuin tilanteessa.

Jos kaipaat askartelun iloa pimeneviin syysiltoihin ja kohtuuhintaisen ison kaiuttimen niin tässä se on.

PS. Kuulostaako bassopää liiankin kuivakalta makuusi, olitko toivonut meheväpää murahdusta? SLS-12-bassoelementti ei ole ihan parhaiten kotonaan refleksikotelossa, mutta voit hyvin kokeilla, toisiko pieni lisäys bassoalueelle lisää fiilistä. Takalevy, noin 40cm lattiasta (eli kohta, joka on juuri bassoelementin yläpuolella) on hyvä paikka refleksiputkelle. Putken halkaisija 10cm ja pituus 15cm tuottavat noin 30 hertsin viritystaajuuden ja laaja-alueisen boostin keskibassoille. Tulppaamalla putken saat taas suljetun kotelon käyttöön. Varmista vain, että putken sisäpää kotelossa on vapaasti eikä syvällä vaimennusaineessa.

Lyhyesti: Pullistelemattoman tasapainoisesti soiva kaiutin, jolle riittää pienehkökin vahvistin.
Bassoelementti: Peerless 830669 SLS-12
Keskiäänielementti: Scan Speak 15W8434G00
Diskanttielementti: Scan Speak R2604/832000
Hinta (Hifitalolla, sisältää laadukkaat jakosuodinkomponentit, liitinterminaalin, kaiutinelementit, sisäisen johdotuksen, ruuvit ja tiivisteet): 339 euroa per kaiutin

Kuvat: Samu Saurama