Adam Audio - Studio- ja HIFI-kaiuttimet, 2-tie

2-tie kaiuttimessa jakosuodin jakaa signaalin kahteen taajuusalueeseen, jotka toistetaan tyypillisesti kahdella kaiutinelementillä: diskanttielementti toistaa korkeat taajuudet ja basso- ja keskiäänielementti sitä matalammat. Jakotaajuus on studiomonitoreissa tyypillisesti noin 1,5-3 kHz. Rakenne on vakiintunut ratkaisu kompakteissa studiomonitoreissa ja hifi-kaiuttimissa, koska se yhdistää tasapainoisen toiston, kompaktin koon ja kohtuullisen valmistuskustannuksen.

Aktiivisessa 2-tie monitorissa kummallakin elementillä on oma vahvistimensa, ja jakosuodatus tehdään ennen vahvistusta, monissa malleissa digitaalisesti DSP:llä. Toistoon vaikuttavat elementtien lisäksi muun muassa diskantin tyyppi, kuten kupoli- tai nauhadiskantti, diskantin ympärille muotoiltu suuntain, joka ohjaa äänen leviämistä, sekä kotelon ja refleksiportin rakenne.

Verrattuna 3-tie kaiuttimeen 2-tie rakenteessa basso- ja keskiäänielementti toistaa myös keskialueen. Hyvin toteutettuna tämä ei ole ongelma, mutta suurilla äänenpainetasoilla ja pidemmillä kuunteluetäisyyksillä erillinen keskiäänielementti voi tuoda lisää erottelukykyä ääneen ja pienentää säröä.

Bassoelementin koko vaikuttaa ennen kaikkea siihen, kuinka matalalle ja millä äänenpaineella kaiutin toistaa. Esimerkiksi valmistajien tiedoissa 4 tuuman Neumann KH 80 DSP ulottuu 57 Hz:iin ja 6,5 tuuman KH 150 39 Hz:iin (±3 dB), ja Genelecin 3 tuuman 8010A ulottuu 67 Hz:iin ja 8 tuuman 8050B 32 Hz:iin (-6 dB). Lukuja kannattaa verrata vain saman toleranssin kesken.

Bassotoiston riittävyyteen vaikuttaa merkittävästi myös se, mitä kaiuttimilla tehdään tai kuunnellaan. Esimerkiksi nelikielisen bassokitaran matalin E-kieli soi noin 41 Hz:ssä ja viisikielisen basson B-kieli noin 31 Hz:ssä. Bassorummun matalin, usein enemmän tunnettava kuin kuultava energia sijoittuu tyypillisesti noin 50-80 Hz:n alueelle, ja elektronisen musiikin, hiphopin ja modernin popin 808-tyyppiset bassot ja sub-bassot ulottuvat usein 20-60 Hz:n alueelle.

Kun näitä lukuja vertaa kaiuttimien alarajoihin, pienet monitorit toistavat pääosin bassorummun ja bassolinjan ylempiä taajuuksia, mutta alin oktaavi jää niillä vaimeaksi. Modernissa pop- ja rock-musiikissa sekä elektronisessa musiikissa bassotoiston merkitys korostuu, jolloin toisto voi jäädä vajaaksi pienemmillä ja jopa 8 tuuman monitoreilla. Ilmoitetun alarajan kohdalla toisto on jo vaimentunut, ja kovilla kuuntelutasoilla elementin liikevara tulee vastaan. Tällöin subwoofer on luonteva tapa laajentaa toistoa matalammalle.

Työpöytäkäytössä käytetään laajasti 3-8 tuuman monitoreja tilasta riippuen, ja moni valitsee suurimmat tilaan mahtuvat monitorit juuri täyteläisemmän äänen ja riittävän bassotoiston vuoksi. Kookkaampi elementti ei kuitenkaan yksin takaa tasaista lopputulosta: pienessä huoneessa ulottuvampi bassotoisto osuu taajuuksille, joilla huonemoodit korostuvat, jolloin sijoittelu, säädöt ja tarvittaessa subwoofer vaikuttavat lopputulokseen yhtä lailla. Myös kaiuttimen fyysinen koko ja paino kannattaa suhteuttaa pöytään ja telineisiin.

Subwoofer on kaiutin, joka on suunniteltu toistamaan äänialueen matalinta päätä, tyypillisesti alle 100 Hz:n taajuuksia. Se on perusteltu lisä etenkin silloin, kun käytössä on kompaktit 3-5 tuuman monitorit, joiden alin bassoalue jää vajaaksi, tai kun kuunneltavassa materiaalissa on paljon matalia taajuuksia, kuten elektronisessa musiikissa ja elokuvaäänessä. Subwoofer laajentaa toistoa matalammalle ja keventää samalla pääkaiuttimien kuormaa, kun matalimmat taajuudet ohjataan bassonhallinnan avulla subwooferille.

Monella valmistajalla on omiin monitorisarjoihinsa sovitettuja subwoofereita, kuten Genelecin 7000-sarja ja Neumannin KH-sarja, jolloin bassonhallinta ja tasot on helpompi sovittaa yhteen.

Toimivassa kokoonpanossa subwoofer ja pääkaiuttimet sovitetaan yhteen. Bassonhallinnassa jakosuodin ohjaa matalimmat taajuudet subwooferille ja keventää samalla pääkaiuttimien kuormaa. Jakotaajuus asetetaan tyypillisesti välille 60-100 Hz pääkaiuttimien koon mukaan, usein noin 85 Hz:n tuntumaan. Aktiivisissa subwoofereissa jakosuodin on yleensä sisäänrakennettu, ja vaiheen ja tason säädöllä varmistetaan, että subwoofer ja pääkaiuttimet summautuvat jakoalueella eivätkä kumoa toisiaan.

Bassoalueella sijoittelulla on suuri merkitys, koska matalien taajuuksien pitkä aallonpituus korostaa huonemoodien vaikutusta. Subwoofer sijoitetaan usein lähelle etuseinää, hieman sivuun sen keskikohdasta, mutta sopiva paikka kannattaa etsiä kokeilemalla tai mittaamalla. Kaksi subwooferia voi tasoittaa huonemoodien vaikutusta kuuntelualueella, ja monikanavaisessa elokuvaäänessä subwoofer toistaa lisäksi oman LFE-kanavansa.

Valikoimamme 2-tie kaiuttimet ovat pääosin aktiivikaiuttimia, joissa vahvistimet on sisäänrakennettu ja sovitettu kaiutinelementteihin, joten erillistä päätevahvistinta ei tarvita. Ne liitetään linjatasoiseen lähteeseen, jossa on äänenvoimakkuuden säätö, kuten äänikorttiin, DA-muuntimeen, esivahvistimeen tai monitorikontrolleriin.

Valikoimassamme on myös joitakin passiivisia hifi- ja asennuskaiuttimia, jotka tarvitsevat rinnalleen erillisen päätevahvistimen. Tuotteen nimestä tai kuvauksesta näet, onko kyseessä aktiivinen vai passiivinen kaiutin.

Perinteisissä analogisissa aktiivimonitoreissa toistoa sovitetaan tilaan takapaneelin kytkimillä, joilla voi esimerkiksi vaimentaa seinän läheisyyden voimistamaa bassoa tai pöydän aiheuttamaa korostumaa, kaiutinmallista riippuen. DSP-ohjatuissa malleissa vastaavat säädöt ovat tarkempia, ja niitä voi monesti hallita tietokoneelta tai sovelluksesta.

Kalibroitavissa järjestelmissä, kuten Genelecin SAM-monitoreissa GLM-ohjelmistolla ja Neumannin KH-monitoreissa MA 1 -järjestelmällä, mittamikrofoni mittaa toiston kuuntelupisteessä ja ohjelmisto säätää tasot, viiveet ja huonevasteen kompensoinnin. Tästä on hyötyä etenkin akustoimattomissa tiloissa ja silloin, kun kaiuttimien sijoittelu on kompromissi. Valmiina pakettina on tarjolla esimerkiksi kaiutinpareja, joiden mukana tulee kalibrointijärjestelmä.

DSP-malleissa on usein myös digitaalisia tuloja, kuten AES/EBU, ja osassa AES67-verkkoääniliitäntä, joka helpottaa liittämistä broadcast- ja verkkopohjaisiin äänijärjestelmiin. Analoginen monitori on silti toimiva ja useimmissa tapauksissa edullisempi valinta, kun tila on hallittu ja säätötarve vähäinen.

Taajuusvaste kuvaa, mitä taajuuksia kaiutin toistaa ja kuinka tasaisesti. Vertailukohtana on ihmisen kuuloalue, joka ulottuu karkeasti 20 Hz:stä 20 kHz:iin ja jonka yläpää madaltuu iän myötä. Useimmat studio- ja hifi-kaiuttimet yltävät kuuloalueen yläpäähän ongelmitta, joten erot taajuusvasteen ulottuvuudessa korostuvat tyypillisesti matalassa päässä. Kompaktit lähikenttämonitorit ulottuvat mallista ja ilmoitustavasta riippuen tyypillisesti noin 45-70 Hz:iin, kookkaammat 2-tie ja 3-tie monitorit noin 30-45 Hz:iin. Subwooferit puolestaan keskittyvät nimenomaan alimpaan päähän, karkeasti 20-120 Hz:n alueelle, ja ne ajetaan pääkaiuttimien kanssa jakotaajuudella, joka asetetaan tavallisesti välille 60-100 Hz.

Tuotetiedoissa taajuusvaste ilmoitetaan yleensä lukuparina, esimerkiksi 45 Hz-21 kHz, mutta pelkkä lukupari kertoo vain vähän ilman siihen liitettyä toleranssia. Merkintä ±3 dB kuvaa tasaisuutta eli sitä, että vaste pysyy ilmoitetulla alueella kolmen desibelin sisällä molempiin suuntiin. Merkinnät -3 dB, -6 dB ja -10 dB kuvaavat puolestaan ulottuvuutta eli taajuutta, jolla toisto on pudonnut kyseisen määrän kaiuttimen nimellistasosta.

Tästä seuraa käytännön ongelma vertailussa. Mitä väljempi toleranssi, sitä matalammalta sama kaiutin näyttää paperilla toistavan. Esimerkiksi -10 dB:n kohdalta ilmoitettu alaraja on selvästi matalampi ja vaimeampi kuin saman kaiuttimen -3 dB:n kohdalta ilmoitettu alaraja, vaikka kaiutin on täsmälleen sama. Valmistajat eivät myöskään käytä merkintöjä täysin johdonmukaisesti, joten lukupareja kannattaa pitää vertailukelpoisina silloin, kun toleranssi on sama.

Kahden luvun pari ei myöskään kerro mitään vasteen muodosta niiden välillä. Kaiutin voi pysyä ilmoitetuissa rajoissa ja silti korostaa tai vaimentaa jotakin taajuusaluetta selvästi. Siksi taajuusvastekäyrä tai mittausdata antaa huomattavasti tarkemman kuvan kuin pelkkä ääripäiden lukupari. Huoneessa kuultava bassotoisto riippuu lisäksi voimakkaasti sijoittelusta ja huoneakustiikasta.

Vakiintunut lähtökohta on tasasivuinen kolmio: kaiuttimet ovat yhtä kaukana toisistaan ja kuuntelupisteestä, jolloin niiden välinen kulma kuuntelijan näkökulmasta on 60° eli kumpikin kaiutin on 30° keskilinjan sivussa. Kaiuttimet suunnataan kohti kuuntelijaa ja sijoitetaan mahdollisuuksien mukaan symmetrisesti huoneeseen nähden, jotta vasen ja oikea kanava saavat samanlaiset heijastukset. Diskantti tai koaksiaalikaiuttimen akustinen akseli pyritään asettamaan korvan korkeudelle, joka istuvalla kuuntelijalla on tyypillisesti noin 1,2-1,4 metriä lattiasta.

Etäisyys takana olevasta seinästä vaikuttaa bassotoistoon, koska seinästä heijastuva ääni voi vahvistaa tai kumota tiettyjä matalia taajuuksia. Valmistajien suositukset vaihtelevat: osa suosittaa, että etäisyys kaiuttimen etupinnasta seinään jää alle 0,6 metrin, ja osa neuvoo välttämään noin 0,8-2 metrin etäisyyksiä, jolloin vaihtoehtona on sijoittaa kaiuttimet selvästi kauemmas seinästä. Takaporttisen kaiuttimen refleksiaukolle kannattaa jättää vapaata tilaa, esimerkiksi vähintään 50 mm. Usein sanotaan, että etuporttinen kaiutin sietää seinän läheisyyttä takaporttista paremmin, mutta näkemykset tästä eroavat, sillä seinäheijastuksen vaikutus bassotoistoon riippuu pääosin kaiuttimen etäisyydestä seinään. Seinän läheisyyden tuomaa bassokorostumaa voi monissa aktiivikaiuttimissa kompensoida takapaneelin tai DSP:n säädöillä.

Työpöydällä pöytälevy heijastaa ääntä kuuntelijaan ja voi aiheuttaa kampasuodinilmiön ylemmillä taajuuksilla sekä korostuman alemmalle keskialueelle, tyypillisesti noin 150-300 Hz:n alueelle pöydän koosta ja kaiuttimien sijoituksesta riippuen. Haittaa voi vähentää sijoittamalla kaiuttimet pöydän etureunaan, nostamalla ne telineille ja kallistamalla ne kohti kuuntelijaa, ja monissa monitorikaiuttimissa on pöytäkäyttöön tarkoitettu säätö korostumien vaimentamiseksi. 2-tie kaiuttimet on tyypillisesti suunniteltu pystyasentoon, sillä vaaka-asennossa elementtien erilainen etäisyys kuuntelijaan voi heikentää toistoa jakotaajuuden ympäristössä, kun kuuntelija liikkuu sivusuunnassa. Vaaka-asentoon suunnitellut mallit ja koaksiaalikaiuttimet ovat tästä poikkeus.

Varsinkin kotikuuntelussa sisustus, huonekalut, ikkunat ja ovet rajoittavat usein sijoittelua, eikä edellä kuvattu asetelma välttämättä toteudu sellaisenaan. Tällöin kaiuttimien toiston sovittamisessa huoneeseen auttavat aktiivikaiuttimien DSP-säädöt ja mittamikrofoniin perustuva huonekorjaus, joilla voi tasoittaa esimerkiksi seinien ja kalusteiden läheisyydestä johtuvia korostumia.

Sopivat, eivätkä studio- ja kotikäyttö ole toisiaan poissulkevia. Studiomonitori ei ole oma tekniikkansa vaan suunnittelutavoite: monesti erinomainen äänenlaatu musiikin tuotantoon, neutraaliuteen pyrkivä taajuusvaste, hyvä erottelukyky ja hallittu toisto myös kovemmilla äänenpainetasoilla. Juuri nämä ominaisuudet toimivat myös kotona, kun halutaan kuulla äänite lähellä sitä, miten se on miksattu ja masteroitu.

Studiokaiuttimien ero hifi-kaiuttimiin on sekä äänenlaadullisessa painotuksessa että tekniikassa. Studiotyössä korostuu usein neutraalius, jotta tuotantopäätökset voi tehdä luotettavasti, kun taas hifi-kuuntelussa voidaan painottaa lisäksi esimerkiksi kuuntelun miellyttävyyttä tai taajuusvasteeltaan väritettyä äänentoistoa. Sama kaiutin voi palvella molempia käyttötarkoituksia, ja valikoimamme painottuu aktiivisiin kaiuttimiin, jotka toimivat mainiosti kummassakin käytössä.

Kaiutintekniikan osalta perinteisessä hifi-kuuntelussa on pitkään suosittu passiivikaiuttimia, joiden rinnalle rakennetaan hifilaitteisto pääte- ja etuvahvistimineen, mediatoistimineen ja kaapelointeineen. Ammatti- ja studiopuolella aktiivikaiuttimet ovat sen sijaan vakiinnuttaneet asemansa vahvistintekniikan kehittyessä, ja kotikäytössä ne tekevät tarvittavasta laitteistosta usein passiivitekniikkaa yksinkertaisemman. Koska kullekin elementille on oma vahvistimensa kaiuttimen sisällä, aktiivikaiuttimet voidaan yksinkertaisimmillaan kytkeä suoraan äänilähteeseen, kuten tietokoneeseen, äänikorttiin tai esivahvistimeen, ilman erillistä päätevahvistinta.

Aktiivikaiuttimen etuna kotikäytössä ovat usein liitännät, jotka luovat joustavuutta kytkentöihin eri laitteisiin. Studiomonitoreissa sisääntulot ovat useimmiten XLR-, RCA- tai TRS-liitännöillä, ja kaiutinparin äänenvoimakkuutta säädetään äänilähteestä, kuten televisiosta, tietokoneelta, mediatoistimesta, erillisestä etuvahvistimesta tai DA-muuntimesta. Koti- ja hifi-käytössä suosittuja aktiivikaiuttimien kavereita ovat erillinen äänikortti, CD- tai levysoitin, DAC tai esivahvistin, jossa on sopivat linjatason lähdöt ja tasonsäätö. Kokonaisuutta voi täydentää vielä erillisellä äänenvoimakkuussäätimellä tai monitorikontrollerilla, jolla voi esimerkiksi säätää tasoa sekä vaihtaa eri äänilähteiden ja kaiutinparien välillä. Televisioon kytkettäessä kannattaa tarkistaa ulostulot etukäteen, sillä monissa nykyisissä televisioissa ei ole analogista äänilähtöä lainkaan, vaan ääni tuodaan ulos optisena (Toslink) tai HDMI ARC -liitännän kautta. Tällöin väliin tarvitaan sopivilla liitännöillä varustettu digitaali-analogimuunnin eli DAC, äänikortti tai esivahvistin, joka ottaa digitaalisen signaalin vastaan ja syöttää sen analogisena aktiivikaiuttimille.

Aktiivikaiuttimien etuna kotikuuntelussa on lisäksi moderni DSP-prosessointi. Sen avulla kaiuttimen toistoa voi usein sovittaa sekä omiin mieltymyksiin että vallitsevaan huoneakustiikkaan, minkä tarve korostuu etenkin akustoimattomissa tiloissa ja kotona, joissa kaiuttimien sijoittelu voi olla kompromissi. Käytännössä tämä näkyy eri kaiuttimissa eri tavoin, esimerkiksi mahdollisuutena säätää diskantti-, keskiääni- ja bassoalueen tasoa erikseen sekä mahdollisuutena kompensoida sijoittelusta johtuvia korostumia ja vaimentumia, kuten pöytälevyn aiheuttamaa korostumaa tai seinän läheisyyden voimistamaa bassoa. Kaiuttimesta ja käyttötavasta riippuen käytettävissä voi olla myös erillinen huonekorjausjärjestelmä, jolloin kaiuttimien kalibrointi ja sovittaminen vallitsevaan kuuntelutilaan tehdään mittamikrofonilla ja ohjelmistolla.

Studiomonitoreja myydään tyypillisesti kappaleittain, jolloin stereokuunteluun tilataan kaksi kappaletta samaa mallia. Osa etenkin kompakteista pöytä- ja multimediamalleista myydään valmiina parina, joten tuotenimi ja kuvaus kannattaa tarkistaa ennen tilausta.

Valikoimassa on lisäksi valmiita paketteja, kuten kaiutinpareja, joiden mukana tulee kalibrointijärjestelmä mittamikrofoneineen. Monista malleista on saatavilla useampi värivaihtoehto, esimerkiksi musta, valkoinen tai tummanharmaa.