Studio- ja HIFI-kaiuttimet, 3-tie

3-tie kaiuttimessa jakosuodin jakaa signaalin kolmeen taajuusalueeseen, jotka toistetaan omilla kaiutinelementeillään: bassoelementti toistaa matalat taajuudet, keskiäänielementti keskialueen ja diskanttielementti korkeat taajuudet. Valikoimamme malleissa alempi jakotaajuus on tyypillisesti noin 250-700 Hz ja ylempi noin 2-3 kHz. Elementtejä voi olla myös enemmän kuin kolme, sillä esimerkiksi bassoalueella voidaan käyttää kahta rinnakkaista elementtiä.

Aktiivisessa 3-tie monitorissa kullakin elementillä on tyypillisesti oma vahvistimensa sisäänrakennettuna kaiutinkoteloon, ja jakosuodatus tehdään ennen vahvistusta, monissa malleissa digitaalisesti DSP:llä. Vahvistimet ja suodattimet on sovitettu elementteihin, joten erillistä päätevahvistinta ei tarvita, ja kaiutin liitetään suoraan linjatasoiseen lähteeseen.

Osa 3-tie kaiuttimista on koaksiaalisia, jolloin keskiääni- ja diskanttielementti on sijoitettu samalle akselille ja ääni lähtee käytännössä yhdestä kohdasta. Valmistajien mukaan tämä usein vähentää elementtien erillisestä sijainnista johtuvia ongelmia jakotaajuuksien ympäristössä ja tekee toistosta vähemmän riippuvaista kuuntelukulmasta ja -etäisyydestä.

Koaksiaalisessa kaiuttimessa kaksi kaiutinelementtiä on sijoitettu samalle akselille, tyypillisesti niin, että diskanttielementti on keskiäänielementin keskellä. Korkeat ja keskitaajuudet toistuvat tällöin käytännössä samasta kohdasta. Perinteisessä rakenteessa elementit ovat kotelossa vierekkäin tai päällekkäin. Koaksiaalirakennetta käytetään sekä 2-tie että 3-tie kaiuttimissa, ja 3-tie malleissa bassoelementti on yleensä erillään koaksiaaliyksiköstä.

Koska elementtien etäisyys kuuntelijaan pysyy samana kuuntelukulmasta riippumatta, elementtien äänet summautuvat jakotaajuuden ympäristössä samalla tavalla sekä vaaka- että pystysuunnassa. Hyvin toteutettuna tämä usein tekee toistosta ja stereokuvasta tasaisempaa kuuntelupaikan muuttuessa, ja elementtien äänet yhdistyvät yhtenäiseksi myös hyvin lyhyellä kuunteluetäisyydellä. Siksi koaksiaalisia monitoreja voi monesti kuunnella alle metrin etäisyydeltä ja asentaa joko vaaka- tai pystyasentoon.

Toteutustavat vaihtelevat valmistajittain. Esimerkiksi Genelecin The Ones -sarjan monitoreissa myös bassoelementit on sijoitettu koaksiaaliyksikön ympärille niin, että kaikkien elementtien akustinen akseli on samassa kohdassa. Kali Audion IN-sarjan malleissa taas keskiäänielementin kartio toimii samalla diskantin suuntaimena.

Koaksiaalirakenne on suunnittelultaan vaativa, sillä diskantti useimmiten sijaitsee keskiäänielementin keskellä ja keskiäänielementin muoto vaikuttaa diskantin säteilyyn. Valmistajat pyrkivät vähentämään elementtien välistä vuorovaikutusta ja diffraktiota esimerkiksi elementtien ja suuntaimen muotoilulla. Perinteisen rakenteen 3-tie kaiutin on silti toimiva valinta etenkin silloin, kun kuunteluetäisyys on riittävä ja kaiutin voidaan sijoittaa sille suunniteltuun asentoon.

3-tie rakenteen etu korostuu tyypillisesti silloin, kun samalta kaiuttimelta halutaan sekä äänenpainevaraa, ulottuvaa bassotoistoa että tarkkaa keskialuetta. Kun kunkin elementin toistettava taajuusalue on kapeampi, elementit voivat toimia lineaarisemmin, ja särö ja intermodulaatio voivat pienentyä etenkin kovilla kuuntelutasoilla. Lisäksi jakotaajuudet voidaan sijoittaa keskialueen reunoille, jolloin esimerkiksi laulun ja puheen keskeinen taajuusalue toistuu yhdeltä elementiltä.

Toisaalta 3-tie kaiutin on tyypillisesti kookkaampi, painavampi ja hinnaltaan korkeampi kuin vastaava 2-tie malli, ja kolmen elementin toimiva yhteensovittaminen vaatii huolellista suunnittelua. Lyhyellä kuunteluetäisyydellä erillisten elementtien äänet eivät välttämättä yhdisty yhtenäiseksi, joten perinteisen rakenteen 3-tie monitorit on usein suunniteltu hieman pidemmille kuunteluetäisyyksille. Koaksiaalisissa malleissa tätä rajoitetta on vähemmän.

Pienessä tilassa ja lähikenttäkuuntelussa 2-tie monitori ja tarvittaessa subwoofer voivat olla yhtä toimiva ratkaisu, joten valinta kannattaa tehdä kuuntelutilan, kuunteluetäisyyden ja käyttötarkoituksen perusteella.

Kuunteluetäisyys on 3-tie kaiuttimissa keskeinen valintaperuste, koska elementtien äänet yhdistyvät suunnitellulla tavalla vasta tietyllä etäisyydellä kaiuttimesta. Valmistajat ilmoittavatkin usein mallikohtaisen suositellun kuunteluetäisyyden tai luokittelevat mallinsa lähikenttä-, keskikenttä- ja päämonitoreiksi.

Suositukset vaihtelevat paljon. Kompakteja koaksiaalisia malleja voi valmistajien mukaan kuunnella alle metrin etäisyydeltä noin 3-4 metriin, perinteisen rakenteen keskikenttämonitoreille suositellaan tyypillisesti noin 1,5-3 metrin etäisyyttä, ja suurten päämonitorien tyypillinen kuunteluetäisyys on noin 2-3,5 metriä.

Mitä kauempana kuuntelupiste on kaiuttimista, sitä suurempi osa kuultavasta äänestä tulee huoneen heijastuksista. Pidemmillä kuunteluetäisyyksillä kaiuttimen tasainen suuntaavuus ja tilan akustointi korostuvat, ja kaiuttimelta tarvitaan enemmän äänenpainevaraa saman kuuntelutason saavuttamiseen.

3-tie kaiuttimia on suunniteltu sekä vaaka- että pystyasentoon. Vaaka-asentoiset mallit ovat matalampia, joten ne sopivat esimerkiksi tilanteisiin, joissa kaiuttimen korkeus on rajallinen tai näkyvyys ikkunan tai näytön yli halutaan säilyttää. Pystyasentoiset mallit vievät puolestaan vähemmän tilaa leveyssuunnassa.

Elementtien sijoittelun vuoksi osasta vaaka-asentoisista malleista on omat versionsa vasemmalle ja oikealle kanavalle, jolloin keskiääni- ja diskanttielementit sijoittuvat stereoasetelmassa symmetrisesti. Osassa malleista diskantin suuntaimen tai keskiääni- ja diskanttiyksikön voi kääntää, jolloin kaiutinta voi käyttää kummassakin asennossa. Koaksiaalisten mallien toisto on puolestaan vähemmän riippuvainen asennosta, ja monet niistä voi asentaa kumpaan asentoon tahansa.

Kaiutinta kannattaa käyttää siinä asennossa, johon se on suunniteltu, tai tarkistaa valmistajan ohjeista, miten asentoa voi muuttaa.

Eivät välttämättä. Monet 3-tie monitorit ulottuvat jo itsessään 30-40 Hz:n tuntumaan, mikä riittää suureen osaan musiikista. Esimerkiksi valmistajien tiedoissa Kali Audion IN-8 ulottuu 45 Hz:iin ja Neumannin KH 420 26 Hz:iin (±3 dB).

Subwoofer on silti perusteltu, kun kuunneltavassa materiaalissa on paljon alinta oktaavia, kuten elektronisessa musiikissa, modernissa pop- ja rock-musiikissa ja elokuvaäänessä, tai kun matalimmille taajuuksille halutaan lisää äänenpainevaraa. Subwoofer keventää pääkaiuttimien kuormaa, ja sen paikan voi valita huoneen bassotoiston kannalta pääkaiuttimista riippumatta.

Genelecin 8341-, 8351- ja 8361-koaksiaalimonitoreille on lisäksi tarjolla W371A-bassojärjestelmä, joka laajentaa niiden bassotoistoa.

Perusperiaatteet ovat samat kuin muillakin studiomonitoreilla: ihanteellisesti kaiuttimet ja kuuntelupiste muodostavat tasasivuisen kolmion, kaiuttimet suunnataan kohti kuuntelijaa ja ne sijoitetaan mahdollisuuksien mukaan symmetrisesti huoneeseen nähden. Korvan korkeudelle asetetaan valmistajan ilmoittama akustinen akseli, joka sijaitsee 3-tie kaiuttimissa tyypillisesti diskantti- ja keskiäänielementin tuntumassa.

Kookkaat 3-tie monitorit sijoitetaan usein lattiatelineille, joiden korkeus ja tukevuus on mitoitettu kaiuttimen koon ja painon mukaan. Seinän läheisyys voimistaa bassoa, ja monissa malleissa on tätä varten takapaneelin tai DSP:n säädöt. Suurissa tarkkaamoissa päämonitorit upotetaan usein seinärakenteeseen, jolloin kaiuttimen takana olevan seinän heijastuksesta johtuvat bassoalueen kumoutumat vähenevät.

Varsinkin kotikuuntelussa sisustus ja huonekalut rajoittavat usein sijoittelua, jolloin DSP-säädöt ja mittamikrofoniin perustuva huonekorjaus auttavat sovittamaan toiston tilaan.

Sopivat mainiosti. Samat ominaisuudet, joita studiotyössä arvostetaan, kuten tasaisuuteen pyrkivä taajuusvaste, hyvä erottelukyky ja hallittu toisto myös kovemmilla tasoilla, toimivat erinomaisesti myös musiikin ja elokuvien kuuntelussa. Suuremman koon ja ulottuvamman bassotoiston vuoksi 3-tie monitorit ovat luonteva vaihtoehto etenkin kookkaampaan olohuoneeseen tai kuuntelutilaan.

Aktiivikaiuttimina ne liitetään linjatasoiseen lähteeseen, jossa on äänenvoimakkuuden säätö, kuten viritinvahvistimeen, DA-muuntimeen, esivahvistimeen tai äänikorttiin, eikä erillistä päätevahvistinta tarvita. Television ääni saadaan monesti ulos vain optisena tai HDMI ARC -liitännän kautta, jolloin väliin tarvitaan sopivilla liitännöillä varustettu DA-muunnin tai esivahvistin. DSP-ohjatuissa malleissa toistoa voi lisäksi sovittaa huoneeseen ja sijoitteluun, mistä on hyötyä etenkin kotona, jossa kaiuttimien sijoittelu on usein kompromissi.

Studiomonitoreja myydään tyypillisesti kappaleittain, jolloin stereokuunteluun tilataan kaksi kappaletta samaa mallia. Vasemmalle ja oikealle kanavalle omina versioinaan valmistettavista malleista tilataan yksi kumpaakin versiota.