Lähes jokaisen autohifistin kohdalla syntyy jossain vaiheessa harrastusta ajatus, rakentaa uudet A-pilarit autoon parantamaan äänenlaatua ja luomaan paremmat sijoituspaikat tuleville kaiutinelementeille. Lopputulokseen pääsemiseen on montakin tapaa, mutta eräs haastavimmista on tehdä kaikki nollasta ja pelkästään äänenlaadun ehdoilla. Nyt esittelemme yhden tavan toteuttaa killeripilarit huippusoundeilla.
Teksti ja kuvat: Tom Hietaharju
Yllättävän usein uuden pöydältä lähtevän paremman autoäänentoiston suunnittelu alkaa visuaalisista seikoista. Siinä ei sinänsä ole mitään väärää, sillä jokainen haluaa autoonsa hyvin istuvat komponentit, joiden äänenlaatu vie auton kuunteluelämyksen uudelle tasolle.
Mutta on kuitenkin seikkoja, jotka olisi otettava huomioon, ennenkuin lähdetään toteuttamaan lopullista asennusta. Sillä on aina helpompi vaihtoehto miettiä akustiikka ja toiminnallinen toteutus ennen visuaalista, sillä tässä järjestyksessä tehtynä lopullisen äänenlaadun säätäminen on kertaluokkaa helpompaa.
KESKIÄÄNIELEMENTIN TERMINOLOGIAA
Yleisesti ottaen vallalla on ajatus, että keskiäänielementti olisi asennettava tilavuudeltaan pieneen suljettuun koteloon. Tämä on yllättävää kyllä suurimmilta osin markkinavoimien synnyttämä ajatus, sillä pienikokoinen kartioelementti ei tarvitse vastapainetukea kotelolta samalla tavalla, kuten esimerkiksi subwoofer suuremman kartionsa vuoksi vaatii.
Keskiäänielementin liikeherkkyys on myös suurempi ja sitä se vaatii, mikäli halutaan toistaa nopeat transientit ja pienimmätkin nyanssit. Liian pieni kotelo rajoittaa nimenomaan liikeherkkyyttä, jolloin keskiäänielementti ei kykene erottelemaan riittävän tarkasti ja tuloksena on tukkoinen ja tumppu soundi.
Siksi tämän artikkelin pilareiden keskeisenä suunnitteluna oli tehdä koteloiden sisätilavuuksista riittävän suuret, jolloin keskiäänielementtien toiminta on optimaalista. Lisäksi kotelon muotoiluun panostettiin myös, kuten myös elementtien asennusrinkuloihin.
Elementtien asennusrinkulat tilattiin metallipajalta ja ne koneistettiin 5 millimetrin alumiinista CDC-jyrsimellä. Näin asennusaukot olivat juuri oikean kokoiset ja asennusrinkuloiden takaosat voitiin jyrsiä riittävän viistoiksi, jolloin elementtien hengitystä kotelon sisään ei ole estämässä liian paksu laippamateriaali. Tämä vähentää ratkaisevasti keskiäänen värittyneisyyttä, mikä saattaa olla ongelma, kun laitteistoa aletaan säätämään.
Koteloiden sisämuodoista pyrittiin myös tekemään mahdollisimman epäsymmetriset ja reunoja kohti viistosti pienenevät, mikä taas puolestaan vähentää ääniaaltojen takaisinheijastumia elementtien kartioihin ja sitä kautta muuttamaan suoraa elementeistä kuultavaa ääntä.
Viimeisenä toimenpiteenä kotelot vuorattiin sisältä akustisella huopamatolla, jolla peitettiin kova lasikuitupinta liimaamalla huopa suoraan siihen kiinni, mutta varsinaista yleisesti käytettyä vanua koteloihin ei laitettu ollenkaan. Sillä yllättävää kyllä, myös se syö elementtien transsienttitoistoa varsinkin silloin, jos sitä on laitettu koteloihin liian tiiviiisti. On aina parempi ratkaisu tehdä koteloitsa riittävän suuret, kuin yrittää vanun avulla saada liian pieniä koteloita toimimaan optimaalisesti.
AKUSTINEN MUOTOILU JA SUUNTAUKSET
Hyvin usein puhuttaessa A-pilareista, elementtien uusista asennuspaikoista pyritään tekemään niin pienet kuin mahdollista. Jopa niin pienet, että elementit on käytännössä asennettu lierön päähän. Tai elementin asennuspinta pilarissa on vain elementin ulkohalkaisijan kokoinen, tai vain vähän suurempi.
Jälleen kerran on huomioitava ääniakustiikan toiminta. Elementti ei säteile ääntä vain kartiosta suoraan eteenpäin. Mitä suurempi on elementti, sitä enemmän se säteilee ääntä myös sivuille ja jopa taakse. Näin ollen keskiäänielementin asentaminen lieriön päätyyn aiheuttaa ilman pyörteilyä keskiäänielementin reunoilla, jotka sotkevat varsinaista suoraa ääntä ja värittävät vahvasti toistoa. Tästä ilmiöstä käytetään nimitystä Diffraktio. Siksi myös A-pilareiden rakenteellisen suunnittelun pitäisi pitää sisällään myös riittävän suuren elementtien asennuspinnan lisäksi sulavan pyöreät reunat, sillä ne vähentävät merkittävästi elementin diffraktioita ja ääniäältojen eteneminen on sulavampaa ja tasaisempaa, eikä taajuusvasteeseen muodostu niin helposti hankalia korostumia.
Samoin on suuntaamisen laita. Keskiäänielementit on perinteisesti suunnattu kohti kuljettajaa hieman epäsymmetrisesti. Tämä on voitu tehdä suoraan korviin kohdistamalla, tai risteämällä kuvitteelliset äänikeilat kuljettajan edessä. Nyt täytyy kuitenkin muistaa muutama tärkeä seikka äänen käyttäytymisestä autoympäristössä. Ja ensimmäinen on se tärkein, eli heijastukset. Matkustajat istuvat erittäin hankalan akustisen tilan sisällä, jonka yläosa on käytännössä täysin lasia. Ja alaosa enemmän ääntä imevää materiaalia. Siksi miten elementit on hyvä suunnatta, on siihen hyvä hieman perehtyä.
Mitä lähempänä heijastava pinta on äänilähdettä, sitä enemmän ääniaallot sotkeutuvat kuuntelupaikalle saapuessaan. Me emme kuitenkaan voi poistaa heijastavia lasipintoja, tai edes peittää niitä. Siksi helpointa on pyrkiä välttämään ensimmäisiä nopeita heijastumia ja sijoittamaan elementit siten, että matkustamon sivulasit eivät ole elementtien ensimmäinen heijastuspiste.
Tähän yleisin suuntaustapa on niin sanottu 45 asteen suuntauskulma. Nimensä mukaisesti elementit pyritään asentamaan niin, että ääni, joka kuuntelijoille saapuu, on off axis eli sivusäteilyääntä ja elementtien keskipiste on 45 asteen kulmassa kuuntelijoihin nähden. Näin tekemällä lasiheijastukset tasoittuvat ja tuulilasista tuleva heijastus muuttuu äänikenttää syventäväksi ja levittäväksi ja sivuilta tulevat haitalliset heijastukset rauhottuvat, jolloin äänikenttä kuulostaa tasaisemmalta ja luonnollisemmalta.
Kaiutinelementtien sivukuuntelupiste on itseasiassa lähes idettinen suoran äänen kanssa, jolloin ainoistaan visuaalinen seikka saattaa aiheuttaa hiukan ihmetystä. Äänikeila muuttuu suuntaavammaksi korkeita taajuuksia kohden, mutta yleensä keskiäänen kohdalla puhutaan jo yli 4 kilohertsin taajuuksista, joiden jälkeen jakosuoto muutenkin leikkaa taajuuksia normaalissa kolmetiesetissä. Sivuakselilta kuunneltaessa yksi erityinen vahvuus nousee ylitse muiden ja se on elementtien fyysinen häviäminen äänikuvassa. Vasemman ja oikean reunan rajat siirtyvät elementtiekselien ulkopuolelle tehden stagesta leveämmän ja tasaisemman. Mutta vain silloin, mikäli elementtien asennuslevy on optimaalinen ja haitallisia diffraktioita syntyy vain hallitun vähän.
YHTEENVETOA
Aikaa tämän esimerkin pilarien tekoon kului aikat tarkasti seitsemän täyden työpäivän tuntien verran, kun lasketaan aika siitä, jolloin alkuperäiset muovipilarit oli irrotettu autosta. Osa tunneista meni ihmettelyyn ja suunnitteluun, sillä varsinainen idea ei ollut vielä kypsynyt, kun homma aloitettiin. Lopullinen design ja ulkonäkö muokkautui projektin edetessä, sillä ensimmäiset versiot elementtien asennuspaneeleista olivat liian massiiviset ja vaativat uuden muotoilun.
Lisäksi pilarit vaativat uudelleen ajatellun kiinnitystekniikan, sillä alkuperäisiä muovinastan tyylisiä kiinnikkeitä ei haluttu käyttää. Vanha totuus on se, että elementtien äänenlaatu on sitä parempi, mitä tiukemmin ne istuvat paikoillaan. Pienikin heiluminen muuttaa välittömästi taajuusvastetta ja niiden säteilykeilaa.
Ja viimeisenä ratkaisuna pinnoitteesta haluttiin tehdä muovipintaa muistuttavaa, mutta akustisesti siltikin kuollutta, jolloin röpelöisempi pinta tehtiin CRC:n alustamassalla, jolla on myös äänieristyksellisiä ominaisuuksia. Tämä pinnoite maalattiin kuivumisen jälkeen tavallisella mattamustalla paukkupullolla. Molempien pinnoitteiden maalaustekniikka tehtiin ruiskuttamalla lyhyitä suhauksia noin 40 sentin päässä kohteesta, jolloin pinnasta tulee mukavan röpelöinen, mutta ei kuitenkaan liiaksi. Ja luonnollisesti pilarien takaosat päällystettiin vaimennusmaton soiroilla.
Lopullinen äänenlaatu täytti odotukset. Ääni on luonnollinen, ilmava ja äänikenttä suuri, syvä ja leveä. Ja mikä parasta, ottamalla alusta asti huomioon ääniakustiikan, varsinainen säätäminen oli todella nopeaa ja kivutonta. Taajuuskorjaimeen ei juurikaan tarvinnut koskea kuin aivan muutaman pienen lisäyksen verran. Muuten homma hoitui jakosuotimia säätämällä ja aikaviivekorjauksilla.
Kaiken kaikkiaan onnistunut projekti, joskin hiomismäärä hiukan yllätti, vaikka lasikuitutöistä on runsaasti aiempaa kokemusta. Siihen todellakin kannattaa uhrata aikaa, mikäli mielii saada pilareista mahdollisimman virheettömät.
Tarkemmat rakennusvaiheet ja niiden selvitykset löytyvät asennuskuvien kuvateksteistä.
