PA-kaiuttimet ja lavamonitorit

Aktiivisessa PA-kaiuttimessa on sisäänrakennetut vahvistimet ja tyypillisesti DSP-pohjainen jakosuodin, joka jakaa signaalin basso- ja diskanttielementille jo ennen vahvistimia. Tällöin kumpaakin elementtiä voidaan vahvistaa ja suojata omalla limitterillään, ja valmistaja on voinut virittää vahvistimet, jakosuotimen ja elementit toimimaan yhdessä. Aktiivikaiutin tarvitsee toimiakseen vain verkkovirran ja signaalikaapelin, mikä nopeuttaa käyttöönottoa ja vähentää kuljetettavien laitteiden määrää.

Passiivinen PA-kaiutin tarvitsee erillisen päätevahvistimen, ja sen jakosuodin on kaiuttimen sisällä vahvistimen jälkeen. Passiivikaiuttimet ovat yhä yleisiä kiinteissä asennuksissa ja osassa suurista kiertuejärjestelmistä, koska vahvistimet voidaan sijoittaa keskitetysti laiteräkkiin ja kaiuttimet ovat usein kevyempiä. Vahvistinvian sattuessa ripustettuja kaiuttimia ei myöskään tarvitse laskea alas huoltoa varten.

Subwoofer toistaa järjestelmän matalimmat taajuudet, ja siitä on hyötyä erityisesti silloin, kun musiikissa on paljon bassoa, kuten bändi-, DJ- ja tanssimusiikissa. Subwooferin merkitys kasvaa oleellisesti myös silloin, kun kaikki soittimet mikitetään tai kytketään DI-boksin kautta PA-järjestelmään. Pienillä keikoilla PA vahvistaa usein lähinnä laulua, ja rummut ja basso kuuluvat suoraan lavalta. Kun esimerkiksi bassorumpu ja bassokitara toistetaan PA:n kautta, järjestelmän täytyy toistaa myös niiden matalimmat taajuudet. Puheessa ja akustisessa musiikissa pelkät PA-kaiuttimet riittävät usein.

Monissa aktiivisissa subwoofereissa on sisäänrakennettu jakosuodin, jonka jakotaajuuden voi tyypillisesti valita esimerkiksi 80-120 Hz:n väliltä. Osassa malleista PA-kaiuttimille menevä lähtö on ylipäästösuodatettu, kun taas toisissa lähtö on pelkkä läpikytkentä, jolloin ylipäästösuodin otetaan käyttöön PA-kaiuttimen omasta DSP:stä. Kun PA-kaiuttimien ei tarvitse toistaa matalimpia taajuuksia, niille jää enemmän vahvistintehoa ja elementtien liikevaraa muulle taajuusalueelle.

Subwooferin sijoittelu vaikuttaa bassotoistoon merkittävästi. Seinän tai nurkan läheisyys voimistaa matalia taajuuksia, mutta voi samalla tehdä toistosta epätasaisempaa eri puolilla yleisöaluetta.

Pylväskaiutinjärjestelmässä useita pieniä elementtejä on asennettu pystysuoraan pylvääseen, ja järjestelmään kuuluu tyypillisesti bassoelementti tai subwoofer, joka toimii usein myös pylvään jalustana. Pylväsrakenne levittää ääntä laajasti vaakasuunnassa, esimerkiksi RCF EVOX J8:ssa valmistajan mukaan 120° ja Bose L1 Pro32:ssa 180°, mutta pystysuunnassa rajatummin. Tämä voi vähentää heijastuksia katosta ja lattiasta, ja ääni jakautuu usein tasaisemmin yleisöalueelle.

Pylväsjärjestelmät ovat kevyitä ja nopeita pystyttää, ja esimerkiksi Bose L1 -järjestelmät on suunniteltu sijoitettaviksi myös esiintyjän taakse, jolloin ne toimivat samalla esiintyjän monitorina. Kovemmilla äänenvoimakkuuksilla valmistaja kuitenkin neuvoo sijoittamaan järjestelmän esiintyjän eteen tai sivulle kierron hallitsemiseksi. Bassotoistoltaan ja äänenpaineeltaan pylväsjärjestelmät jäävät yleensä suuremmista PA-järjestelmistä, joten ne sopivat erityisesti puheeseen, akustiseen musiikkiin sekä pienten ja keskikokoisten tilojen tilaisuuksiin.

Line array -järjestelmässä useita kaiutinmoduuleja ripustetaan tai pinotaan pystysuoraan riviin niin, että ne toimivat akustisesti yhtenäisenä lähteenä. Oikein mitoitettu ja suunnattu linja levittää ääntä laajasti vaakasuunnassa mutta hallitusti pystysuunnassa, jolloin äänenpaine pysyy tasaisempana yleisöalueen etu- ja takaosan välillä. Siksi line arrayt ovat yleisiä suurissa saleissa, festivaaleilla ja ulkokonserteissa.

Usein esitetty sääntö, jonka mukaan line arrayn äänenpaine laskee vain 3 dB etäisyyden kaksinkertaistuessa, pätee vain niin sanotussa lähikentässä, jonka laajuus riippuu linjan pituudesta ja taajuudesta. Kauempana ja matalilla taajuuksilla järjestelmä käyttäytyy pistelähteen tavoin, jolloin äänenpaine laskee noin 6 dB etäisyyden kaksinkertaistuessa. Käytännössä järjestelmät toimivat usein näiden kahden välimuotona. Siksi line array -järjestelmä suunnitellaan tyypillisesti mallinnusohjelmistolla, jolla määritetään moduulien määrä, ripustuskorkeus ja moduulien väliset kulmat. Joissakin järjestelmissä suuntaavuutta voi lisäksi säätää DSP:n avulla.

Lavamonitorit eli kulmamonitorit ovat lattialle sijoitettavia kaiuttimia, jotka suunnataan kohti esiintyjää. Ne ovat nopeita ottaa käyttöön, eikä esiintyjän tarvitse käyttää kuulokkeita. Koaksiaalisissa monitoreissa diskantti on sijoitettu bassoelementin keskelle, jolloin äänen levitys ja sointi pysyvät tyypillisesti tasaisempina esiintyjän liikkuessa, mikä helpottaa myös kierron hallintaa.

Korvamonitoroinnissa esiintyjä kuulee oman miksauksensa in-ear-kuulokkeista. Se vähentää lavan äänitasoa ja kiertoriskiä ja mahdollistaa yksilölliset miksaukset, mutta eristää esiintyjän salin äänestä, ja siihen totuttelu vie usein aikaa. Molemmilla on paikkansa, ja monissa kokoonpanoissa niitä käytetään rinnakkain.

Aktiivikaiuttimen tehoarvo kertoo yleensä sisäänrakennettujen vahvistimien tehosta, ei kaiuttimen sähkönkulutuksesta. Tehoa voidaan ilmoittaa esimerkiksi jatkuvana tehona tai huipputehona, joista jälkimmäinen on tyypillisesti moninkertainen, joten eri valmistajien lukuja ei voi suoraan verrata. Teho vaikuttaa äänenpaineeseen myös vähemmän kuin luvuista voisi päätellä: tehon kaksinkertaistaminen nostaa äänenpainetta vain noin 3 dB.

Myös suurimman äänenpaineen arvot (usein dB SPL) mitataan tai lasketaan eri valmistajilla eri tavoin, esimerkiksi huippu- tai jatkuvana arvona ja eri mittausolosuhteissa. Saman valmistajan saman sarjan mallien välinen vertailu on siksi luotettavampaa kuin eri merkkien lukujen vertailu. Lisäksi pistelähteenä toimivan kaiuttimen äänenpaine laskee vapaassa tilassa noin 6 dB etäisyyden kaksinkertaistuessa.

Aktiivikaiuttimen sähkönkulutus on tavallisella käyttötasolla yleensä selvästi pienempi kuin sen vahvistintehosta voisi päätellä. Valmistajien ilmoittamat virrankulutukset ovat tyypillisellä käyttötasolla esimerkiksi noin 1-3 A kaiutinta kohden, mutta kovalla äänenpaineella kulutus kasvaa. 230 V:n verkossa 10 A:n sulake vastaa noin 2 300 W:n ja 16 A:n sulake noin 3 700 W:n kuormaa, joten pieni järjestelmä toimii usein yhdestä virtapiiristä, kun taas suuremmissa järjestelmissä kuorma kannattaa jakaa useammalle virtapiirille.

Kaiuttimien käynnistyshetken virtapiikki voi olla moninkertainen tavalliseen kulutukseen verrattuna. Kaiuttimet kytketään tyypillisesti päälle viimeisenä ja pois ensimmäisenä, jotta mikserin ja muiden laitteiden käynnistyksestä aiheutuvat paukahdukset eivät kuulu kaiuttimista.