Miten subbarit kytketään?
TIEDEVAROITUS!
Tällä sivulla esitetään matemaattisia laskukaavoja. Olisin voinut jättää asian siihen että piirrän muutaman esimerkkikuvan joissa on yleisimmät kytkennät ja niiden kohdalla kerrottu mikä impedanssi yhdistelmästä tulee. Mutta en malttanut, sillä halusin kertoa miten nuo maagiset impedanssit syntyvät. Joten tässä ensin muutama laskukaava esimerkkeineen, sivun loppupuolella on sitten niitä piirustuksia. Te jotka ette voisi vähempää välittää siitä miten nuo kuormat lasketaan, voitte vapaasti hypätä sivun alareunaan. Siellä on ne käytännön esimerkit piirrettyinä. Joita taas kiinnostaa tietää MITEN, olkaa hyvät, impedanssien laskukaavat sarjaan- ja rinnankytkennässä.
Miten erilaisten kytkentöjen impedanssit lasketaan?
Erilaisten kuormien aikaan saaminen vahvistimelle on ihan yksinkertaista matematiikkaa. Käytännössä on kaksi tapaa kytkeä kaksi tai useampia puhekeloja. Ne ovat sarjaankytkentä ja rinnankytkentä. Jos kytketään useampia subbareita joissa on kaksi tai useampia puhekeloja, voidaan käyttää molempiakin kytkentöjä. Katsotaan ensin läpi molempien kytkentämuotojen laskukaavat ja sen jälkeen erilaisia esimerkkejä kytkennöistä käytännössä.
Sarjaankytkentä
Tuossa kaavassa Rt on kokonaisimpedanssi. R1 ensimmäisen kelan impedanssi, R2 toisen ja niin edelleen. Tuohon voidaan laskea lisää vaikka kuinka monta kelaa. Otetaan esimerkki:
Kytketään kaksipuhekelaisen subbarin puhekelat sarjaan. Molempien impedanssi on 2 ohmia. Kokonaisimpedanssi ( eli vahvistimen “näkemä” kuorma ) saadaan tällä laskutoimituksella:
R=2+2=4
Toinen esimerkki jossa kytketään sarjaan kahden kaksikelaisen subbarin kelat jotka ovat edelleen 2 ohmisia:
R=2+2+2+2=8
Aika yksinkertaista, eikö totta? Tokihan asia on aavistuksen monimutkaisempi jos kelat ovat vaikka eri impedanssilla, mutta silti laskutoimitus on aivan samanlainen. Viimeisenä esimerkkinä kytketään kaksi subbari joista toisessa on kaksi kappaletta 2 ohmin keloja ja toisessa kaksi 4 ohmin kelaa:
R=2+2+4+4=12
Tuollainen kytkentä autokäytössä on jo aika älytön, koska tuohon kuormaan ei paljoa tehoja saada irti. Käytiin vain läpi laskukaavat millä sen kuorman saa selvitettyä.
Nyrkkisääntö: Sarjaankytkennässä kokonaisimpedanssi ON AINA SUUREMPI kuin yhdenkään kytkettävän kelan impedanssi
Rinnankytkentä
Tässäkin kaavassa Rt on kokonaisimpedanssi. R1 ensimmäisen kelan impedanssi, R2 toisen ja niin edelleen. Tuohon voidaan laskea lisää vaikka kuinka monta kelaa. Matemaattisesti ilmaistuna:
Kokonaisimpedanssin käänteisluku on saman suuruinen kuin rinnankytkettävien impedanssien käänteislukujen summa. Käänteisluvussa viivan ylä- ja alapuolella olevat luvut vain “vaihtavat paikkaa” keskenään:
luvun 3/4
käänteisluku on 4/3
Murtolukujen yhteenlasku on hieman monimutkaisempaa kuin kokonaislukujen yhteenlasku. Mutta ei vielä ihan ydinfysiikkaa kuitenkaan. Tavoitteena on muuttaa luvut aina sellaisiksi että viivan alla on sama luku. Tällöin viivan päällä olevat luvut voidaan vain laskea yhteen keskenään ja sitten lopuksi jakaa viivan alla olevalla luvulla. Otetaan esimerkki jossa kytketään kaksi subbaria joista toisessa on yksi 2 ohmin kela ja toisessa yksi 4 ohmin kela:
1/R = 1/2 + 1/4
Tässä laskutoimituksessa joudutaan laventamaan luku 1⁄2 jotta saadaan viivan alle luku 4. Elikkäs luku 2 pitää kertoa luvulla 2 että saadaan tulokseksi luku 4. Myös viivan päällä oleva luku kerrotaan luvulla 2 jotta murtoluvun arvo ei muutu. Eli tämä laskutoimitus saadaan näin esitettyä seuraavasti:
1/R = 2/4 + 1/4
Kun murtolukujen viivan alla oleva luku on sama, voidaan laskutoimitus esittää tällä tavalla helpommassa muodossa:
1/R = 2+1/4
Ja tämähän taas tarkoittaa tällaista tulosta:
1/R = 3/4
Ja kun käsitellään käänteislukuja, ne kiepsautetaan ympäri molemmin puolin tuota = merkkiä jolloin lasku näyttää tältä:
R/1 = 4/3
Joku luku jaettuna ykkösellä on tismalleen se sama luku joten tuo ykkönen ja “jakoviiva” voidaan poistaa R:n alta. Elikkä:
R = 4/3
Lopputulos “normaalina” lukuna on siis neljä jaettuna kolmella eli:
R = 1,33
Sitten sellainen “normaalimpi” tilanne esitettynä lyhyemmin ilman kaikkien välivaiheiden selittämistä erikseen laskutoimituksessa. Kytketään rinnan kaksi subbaria joissa molemmissa on kaksi kappaletta 4 ohmin puhekeloja:
1/R = 1/4 + 1/4 + 1/4 + 1/4
Ja siitä tulee lopputulokseksi tällainen lukema:
R = 4/4 = 1
Eli yhden ohmin kuormahan sieltä räpsähtää lopputulokseksi. Nyt on käsitelty nämä laskukaavat miten impedanssi saadaan, eli se vahvistimen “näkemä kuorma”. Joten sitä vahvistinta ei kytketä 1 ohmin kuormaan millään ilveellä vaikka se kuinka olisi monopääte jos subbarissa on yksi 4 ohmin puhekela…..
Nyrkkisääntö: Rinnankytkennässä kokonaisimpedanssi ON AINA PIENEMPI kuin yhdenkään kytkettävän kelan impedanssi
Rinnan- ja sarjaankytkentä samassa järjestelmässä
Tästä mainitsin jo aikaisemmin. On käyttökelpoinen juttu esimerkiksi sellaisessa tilanteessa että on käytössä kaksi kappaletta subbareita joissa molemmissa on kaksi kappaletta 2 ohmin puhekeloja. Harva vahvistin mukisematta soittaa 0,5 ohmin kuormaa ( toki niitäkin on olemassa ) joten tällaiselle subbaripaketille yleensä tavoitellaan kahden ohmin kuormaa. Se saadaan kun kytketään ensin kummankin elementin puhekelat keskenään sarjaan, eli kaavana näin:
R = 2+2 = 4
Näin saadaan kaksi tuplakakkosta muutettua kahdeksi neloseksi. Ja sitten ne kaksi nelosta kytketään rinnan jolloin laskukaava menee:
1/R = 1/4 + 1/4 = 1+1/4 = 2/4
Elikkäs koko paketin kokonaisimpedanssi on:
R = 4/2 = 2
Niitä kuvia vihdoinkin jo!
Tässäpä sitten olisi niitä kuvallisia esimerkkejä kytkennöistä. Mukana yleisimmät yhdistelmät mitä käytetään käsiteltynä kahdella elementillä. Kuvissa tekstit jotka kertovat minkälaisia kuormia tulee näistä paketeista.
Tässä kuvassa on kaksi yksikelaista elementtiä kelat rinnankytkettyinä. Sama toimii myös yhdellä kaksikelaisella elementillä. Jos kelojen impedanssi on 1 Ω, tulee kytkennäksi 0.5 Ω. Jos kelojen impedanssi on 8 Ω, tulee kytkennäksi 4 Ω.
Tässä kuvassa on kaksi yksikelaista elementtiä kelat sarjaankytkettyinä. Sama toimii myös yhdellä kaksikelaisella elementillä. Jos kelojen impedanssi on 1 Ω, tulee kytkennäksi 2 Ω. Jos kelojen impedanssi on 8 Ω, tulee kytkennäksi 16 Ω.
Tässä kuvassa esitetään kahden tuplakelaisen elementin kytkentä kaikki kelat rinnankytkettyinä. Jos kelojen impedanssi on 1 Ω, tulee kytkennäksi 0.25 Ω. Jos kelojen impedanssi on 8 Ω, tulee kytkennäksi 2 Ω.
Tässä kuvassa esitetään kaksi tuplakelaista elementtiä kaikki kelat sarjaankytkettyinä. Tämä on sellainen harvinaisempi skenaario jota harvoin on tarvetta käyttää. Jos kelojen impedanssi on 1 Ω, tulee kytkennäksi 4 Ω. Jos kelojen impedanssi on 8 Ω, tulee kytkennäksi 32 Ω.
Tässä on kaksi tuplakelaista elementtiä kytkettyä siten, että kummankin elementin omat kelat ovat keskenään sarjaankytkettyinä ja sitten elementit keskenään rinnankytkettyinä. Tämä on aika useinkin hyvä kytkentä järjestelmissä joissa elementtejä on paljon. Jos kelojen impedanssi on 1 Ω, tulee kytkennäksi 1 Ω. Jos kelojen impedanssi on 8 Ω, tulee kytkennäksi 8 Ω.
MUISTA TARKISTAA VAIHEET !!!
Useampia keloja kytkettäessä on aina mahdollisuus että joku kaiutinkaapeli meneekin vahingossa väärään liittimeen. Voit tarkistaa että kaikki puhekelat on kytketty sähköisesti samaan vaiheeseen hyvin yksinkertaisella tempulla johon et tarvitse mitään kalliita mittalaitteita. Vaan tarvitset ainoastaan ihan tavallisen sormipariston, sellaisen 1,5 volttisen mitä kaikki kaukosäätimet ja taskulamput jne ovat täynnä. Voit käyttää myös 9 voltin paristoa mikäli pikkupatteri ei anna niin paljoa liikettä että se on selvästi havaittavissa. Toimi seuraavasti:
Laita sormipatterin miinusnapa kaiutinjohdon miinukseen ja kosketa sen plus navalla kaiutinjohdon plussaa.
- Jos kaikki on kunnossa niin seurauksena kartio ( tai kaikki kartiot kytkennässä ) nytkähtää(vät) ylös/ulos/eteenpäin minkä sitten haluaakaan mieltää oikeaksi suunnan kuvaukseksi.
- Jos näin ei tapahdu vaan kaiutin on liikkumatta, silloin joko joku johto on irti tai elementin puhekelat kytketty keskenään vastakkaisesti jolloin kartio ei liiku. Kun toinen kela vetää ja toinen työntää nin tulos on “ei-mitään”. Tämä virhe sitten polttaa subbarin hyvin nopeasti jos sitä ei korjata ja tarkisteta. Vaihda toinenkin kela oikein päin kytketyksi.
- Jos on kaksi subbaria ja toisen kartio liikkuu sisään ja toisen ulos niin silloin elementit on kytketty keskenään vastakkaisiin vaiheisiin. Tuloksena on “ei-yhtään-bassoa”. Tarkista ja korjaa vaihtamalla toinenkin oikein päin kytkennöiltään.
- Jos kartio(t) liikkuvat sisään/alas/taaksepäin niin silloin kytkennän plus ja miinus ovat meneet ristiin keskenään.
