Jakosuodin

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Jakosuodin (oikeammin jakosuodatin) -nimitystä käytetään sähköisestä suodatinkokonaisuudesta, joka jakaa sähköisen signaalin spektrin osiin, eli jakaa taajuuskaistan esimerkiksi eri kaiutinelementtien toistettavaksi.

Passiivinen jakosuodin muodostuu reaktiivisista komponenteista, keloista ja kondensaattoreista, sekä resistiivisistä vastuksista. Aktiivinen jakosuodin koostuu vahvistinkomponentista ja siihen liitetyistä vastuksista ja kondensaattoreista. Digitaalinen jakosuodin taas koostuu signaalinkäsittelyprosessorista (DSP), sen ohjelmasta ja mahdollisista analogi/digitaali/analogi-muuntimista.

Jakosuotimet koostuvat elektronisista suodattimista, joita ovat mm:

  • ylipäästösuodin (high pass), joka nimensä mukaisesti suodattaa pois rajataajuuttaan pienempiä taajuuksia ja päästää suuremmat lävitse,
  • alipäästösuodin (low pass), joka päästää pienet taajuudet lävitse,
  • kaistanpäästösuodin (band pass), näiden kahden yhdistelmä, jossa päästetään tietty taajuusalue lävitse ja suodatetaan sekä sitä suurempia että pienempiä taajuuksia.
  • kaistanestosuodin (notch), jolla rajataan tietty taajuusalue pois.
  • kokopäästösuodin (allpass), jolla ääntä voidaan viivästää.

Jakosuotimen tärkeimmät muuttujat ovat jakojyrkkyys ja -taajuus. Ensimmäinen kertoo kuinka jyrkästi taajuuksia suodatetaan. Tätä ilmaistaan yleensä yksiköllä dB/oct eli desibeliä/oktaavi tai dB/dek eli desibeliä/dekadi. Monesti puhutaan ensimmäisen, toisen, kolmannen jne. asteen jakosuotimista: 1. asteen suodin sisältää yhden reaktiivisen komponentin (kelan / kondensaattorin), 2. asteen kaksi jne. Jakotaajuus taas ilmaisee taajuuden, jolla toisto siirtyy elementiltä toiselle, eli taajuuden, jolla ao. elementtien saamat signaalit ovat yhtä suuria.

Jakosuotimia käytetään esimerkiksi kaiuttimissa. Esimerkiksi kolmitiekaiuttimen jakosuotimeen tarvitaan tavallisesti alipäästösuodin bassoelementille, kaistanpäästösuodin keskiäänielementille sekä ylipäästösuodin diskanttielementille. Lisäksi voidaan tarvita vaimennin tai kokopäästösuotimia, jotta eri elementtien herkkyys- ja vaiheominaisuudet saadaan sovitettua saumattomasti yhteen. Suunnittelussa on otettava huomioon komponenttien kuumeneminen ja tehonkesto.

Aktiivinen jakosuodin sisältää signaalia vahvistavia komponentteja, lähinnä transistoreja tai niitä sisältäviä mikropiirejä (operaatiovahvistimia, OPA), jotka tarvitsevat sähkövirtaa toimiakseen. Passiivinen suodin ei tarvitse sähkönsyöttöä, mutta sillä voi vain vaimentaa signaaleja. Aktiivisessa suotimessa taajuuksien erottelu tapahtuu ennen signaalin vientiä päätevahvistimelle.

Aktiivisen jakosuodattimen ominaisuuksia

  • Mahdollisuus säätää jakotaajuutta, vahvistusta ja muita parametrejä helpommin ja monipuolisemmin kuin passiiviperiaatteella, esim. vaiheenkääntö voi toteutua nappia painamalla.
  • Haittapuolena oman päätevahvistinkanavan tarve jokaiselle kaiuttimen elementille
  • Suodatin tarvitsee oman sähkönsyötön mutta käytännössä tehoa ei mene niin paljon hukkaan kuin passiivikomponenteilla; esim. sarjavastus joka passiivisesti tasaa kaiutinelementin herkkyyttä toisen elementin kanssa tuottaa lämpöä vaimentaessaan.

Tiivistettynä siis jakosuodin jakaa eri taajuusalueet eri elementeille sopivaksi ja näin voidaan välttyä elementtien ylikuormittumiselta. Bassotaajuinen signaali kohtuuvoimakkuudella voisi melko pian rikkoa pienen diskantin.