Thiele/Small

Thiele/Small-parametrit ovat kaiutinsuunnittelussa käytettäviä kaiutinlementin ominaisuuksia kuvaavia arvoja. Arvot kuvaavat kaiuttimen sähköisiä ja mekaanisia ominaisuuksia. Arvot on nimetty A. Neville Thielen ja Richard H. Smallin mukaan, jotka tekivät edelläkäyvää tutkimusta näistä arvoista.

Thiele/Small-parametrejä käytetään yleensä kaiutinelementille sopivan kotelon mitoittamiseen ja kaiuttimen akustiseen sovittamiseen.

Parametrit

F_s

Elementin ominaisvärähtelytaajuus. Tunnetaan myös kirjainyhdistelmällä F₀. Yksikkö hertsi (Hz). Elementin ominaisvärähtelytaajuutta matalampia ääniä toistettaessa kartion liike on vähemmän hallittua kuin muita ääniä toistettaessa, mikä aiheuttaa elementin kartiolla rasitusta. Subwoofer- ja woofer-elementeillä (toistavat syviä bassoääniä ja ylempiä bassoääniä) elementin ominaisvärähtelytaajuus on yleensä 13-60 hz. Keskiäänikaiuttimilla se on yleensä 60-500 hz ja diskanteilla 500-4000 hz. Tyypillinen toleranssi valmistajan ilmoittamalle arvolle on +-15%.

Q_ts

Elementin kokonaishyvyysluku. Yksikötön arvo, joka kuvaa elementin yhdistetty sähköistä ja mekaanista vaimennusta. Yleensä Q_ts:n arvo on välillä 0,2-0,6.

Q_ms

Elementin mekaaninen hyvyysluku. Yksikötön arvo, joka kuvaa elementin mekaanista vaimennusta. Sen arvo on yleensä välillä 0,5-10. Mitä korkeampi Q_ms on, sitä pienemmän energiahäviöt elementin vaimennus aiheuttaa.

Q_es

Elementin sähköinen hyvyysluku. Yksikötön arvo, joka kuvaa elementin sähköistä vaimennusta. Kun puhekela liikkuu magneettikentässä, siihen syntyy virta jonka aiheuttama magneettikenttä heikentää alkuperäistä magneettikenttää, jolloin kartion liike vaimenee.

BI

Elementin voimakerroin. Arvo ilmoitetaan teslametreinä (Tm). Se kuvaa kuinka voimakas magneettikentta syntyy kun puhekelaan johdetaan virta. Mitä korkeampi Bl:n arvo on, sitä voimakkaamman kentän virta aiheuttaa.

V_as

Ekvivalenttitilavuus. Yksikkönä litra(L) tai kuutiometrit. Kertoo elementin ripustuksen jäykkyyden silloin kun elementti ei ole kiinnitettynä koteloon. Se kuvaa kuinka suuri määrä ilmaa kohdistettuna elementin kartion teholliselle pinta-alalle vastaisi elementin ripustuksen jäykkyyttä. Suurempi V_as:n arvo kuvaa alempaa ripustuksen jäykkyyttä, jolloin elementti yleensä tarvitsee suuremman kotelon.

M_ms

Kertoo elementin kartion, puhekelan ja muiden liikkuvien osien kokonaismassan, sisältäen myös kartion pintaan kohdistuvan ilman aiheuttaman akustisen kuorman. Yksikköna kilogramma (kg).

M_md

Kertoo elementin kartion/puhekelan kokonaismassan. Yksikkönä kilogramma (kg).

R_ms

C_ms

Ilmoittaa kaiutinelementin kartion ripustuksen myötymisen. Yksikkönä m/N. Korkea C_ms tarkoittaa alempaa ripustuksen jäykkyyttä, jolloin myös V_as on korkea.

R_e

Ilmoittaa ohmeina kaiutinelementin puhekelan resistanssin tasavirralla. Tätä ei pidä sekoittaa elementin impedassiin. Yleensä R_e:n arvo on vähintään 80% impedanssin arvosta.

L_e

Ilmoittaa milli-Henryinä (mH) kaiutinelementin puhekelan induktanssin.

S_d

Ilmoittaa kaiutinelementin kartion tehollisen alan. Yleensä teholliseen alaan lasketaan mukaan itse kartion pinta-ala, sekä 1/3 tai 1/2 kartiota ympäröivän ripustuksen leveydettä vastaavasta pinta-alasta.

X_max

Ilmoittaa millimetreinä, kuinka suuri elementin liikerata on sen liikkuessa huipusta huippuun. Yksinkertaisimmillaan arvo lasketaan mittaamalla puhekelan korkeus, vähentämällä siitä puhekelan ja pohjalevyn etäisyys ja jakamalla tulos kahdella. Tämä mittaustapa ei kuitenkaan ota huomioon elementissä tapahtuvia sähköisten arvoje muutoksia. Tarkempi, mutta hankalammin toteutettavissa oleva tapa mitata X_max on mitata elementin tuottamaan säröä, joka kasvaa kun elementti toimii äärirajoillaan. Kun mitattu särö on tasolla 10% THD, silloin elementin ajatellaan saavuttaneen maksimipoikkeamansa. Jos elementin liikerata ylitetään rajusti, kaiutin rikkoutuu. Yleensä rikkoutuminen tapahtuu joko puhekelan iskeytymisestä magneettirakenteen pohjaa vasten tai sen lennähtämisestä ulos urastaan. Kummankin tapauksen voidaan välttää kuuntelemalla kaiutinta: elementti, joka toimii äärirajoillaan tuottaa yleensä säröytynyttä ääntä. Pahimmasta tapauksessa puhekelan iskeytyminen elementin pohjaan (äänentoistonharrastajat käyttävät tapahtumasta termiä "pohjaaminen") voi kuulla. Tällöin kuunteluvoimakkuutta tulee välittömästi laskea. Puhekela ei välttämättä mene rikki kevyestä pohjaan iskeytymisestä ja parhaimmassa tapauksessa elementin rikkoutuminen voidaan välttää. Kaittimen äänentoistollisia ominaisuuksia ei voida luotettavasti arvioida huipusta huippuun-liikeradan pituudella. Kaiutin, jolla on pitkä liikerata ei välttämättä ole tehokkaampi kuin vastaava lyhyemmän liikeradan omaava kaiutin. Vastaavasti kaiutin, jolla liikerata on lyhyt, ei välttämättä tuota vähemmän säröytynyttä ääntä kuin verrokkikaiutin suuremmalla liikeradalla.

P_e

V_d

Maksimaalinen kartion syrjäyttämä liikkeen syrjäyttämä tilavuus. V_d saadaan parametrien S_d ja X_max tulona ja sen yksikkönä on litra. Sama V_d:n arvo voidaan siis saavuttaa joko suurella kartion tehollisella alalla ja pienellä elementin liikkeellä tai pienella kartion tehollisella alalla ja suurella elementin liikkeellä. Näistä ensimmäinen vaihtoehto on yleensä energiatehokkaampi, koska lyhyt puhekela pysyy koko liikeratansa ajan magneettikentässä.