Hifi

Tämä artikkeli käsittelee äänentoistotekniikan termiä. Muita merkityksiä on täsmennyssivulla.

Hifi (myös Hi-Fi) on lyhenne, joka tulee englanninkielisistä sanoista high fidelity^[1], ”korkea todenmukaisuus”, mikä tarkoittaa äänen tallennuksen ja toiston valiolaatua.^[2][3] Hifi-laitteiden tarkoitus on toistaa tallennettu materiaali muokkaamattomana, alkuperäisen kaltaisena, oli sitten kyse videosta, still-kuvasta tai – kuten yleisemmin hifistä puhuttaessa – äänestä. Samantyyppisiä periaatteita liittyy myös auto-hifiin, mutta kotioloissa tietyt tavoitteet on mahdollista saavuttaa helpommin. Toiston laadun arviointiin on olemassa mittausmenetelmiä.^[4]

Luonnollinen äänentoisto

CD-soittimissa, vahvistimissa ja myös laadukkaissa levysoittimissa päästään ihmiskorvan toleranssin kannalta tarpeeksi tarkkaan taajuusvasteeseen sekä vähäiseen särön määrään. Tosin edellä mainituissa elektronisissa laitteissa syntyy myös erilaisia dynaamisia säröjä, joista mainittavin on Tapio Köykän vuonna 1969 keksimä TIM-särö,^[5], josta professori Matti Otala teki 1970-luvulla yliopistotasoista tutkimusta ja osoitti vuonna 1974 Köykän havainnot paikkansapitäviksi.^[6][7] Todennäköisesti suurin vaikutus äänenlaatuun käytännössä on kuitenkin kaiuttimilla: niiden taajuusvasteella, dynamiikalla, särökomponenteilla ja vaihekoherenssilla.

Telefunkenin hifi-laitteisto 1960-luvulta.

Huoneakustiikan vaikutus toistoon on myös erittäin olennainen ja mitattavissa oleva suure. Monissa tapauksissa sen vaikutus on suurempi kuin kaiuttimien. Hyvä kaiutin kuitenkin soi huonoa paremmin myös huonossa tilassa. Monet kaiutinsuunnittelijat pyrkivät ottamaan huomioon tai minimoimaan akustiikan vaikutuksen.

Hifi jakautuu nykyään 2-kanavaiseen hifiin ja monikanavaiseen äänentoistoon, jota myös kotiteatteriksi kutsutaan. Jälkimmäisessä laitteistoon on liitetty äänen lisäksi myös kuvaa tuottavia laitteita.

Laitteisto

Lukuun ottamatta aivan edullisimpia yhdistelmälaitteita on hifilaitteistossa tavallisesti seuraavat laitteet:

Äänilähde

Äänilähteenä on tavallisimmin CD-soitin, jossa on sisäänrakennettu D/A-muunnin, mutta se on vähitellen korvattu joko DVD-soittimella tai muulla mediasoittimella, jonka perässä saattaa vielä olla erillinen ulkoinen D/A-muunnin. Mediasoittimella tarkoitetaan erilaisia multimediatiedostoja soittavaa laitetta. Monella hifi-harrastajalla äänilähteenä on kotitietokone, jolla toistetaan digitaalisessa muodossa tallennettua musiikkia. Tietokoneeseen voi liittää erillisen äänikortin, jos sisäänrakennettu ei ole tarpeeksi laadukas.

Osa harrastajista luottaa edelleen LP-soittimeen, mikä onkin lisännyt LP-levyjen keräilyharrastusta hifi-harrastajien piireissä. Lisäksi äänilähteenä voi olla radio. Myös kela- tai kasettinauhurit ovat oikein toteutettuna hifi-tasoisia äänilähteitä.

Äänilähde tuottaa tyypillisesti linjatasoista analogista signaalia, joka on vahvistettava kaiuttimille syöttämistä varten. Linjatasoisen signaalin siirto tapahtuu tyypillisesti RCA-liittimillä varustetuilla kaapeleilla. Digitaalista signaalia välitetään S/PDIF-protokollalla ja RCA-kaapeleilla tai optisesti TOSLINK-kaapeleilla.

Esivahvistin

Esivahvistin (etuvahvistin) on laite, joka vahvistaa äänilähteeltä tulevan äänisignaalin sopivaksi päätevahvistimelle ja äänenvoimakkuussäätimen lisäksi siinä on valintakytkin käytettävälle äänilähteelle. Esivahvistimia on olemassa aktiivisia ja passiivisia, joista varsinkin jälkimmäinen on suosittua tehdä itse rakennussarjasta. Esivahvistin voidaan jättää pois laitteistosta, jos äänilähteessä on äänenvoimakkuussäätö tai jos päätevahvistimen tilalla on integroitu vahvistin, joka sisältää esivahvistimen ja päätevahvistimen samoissa kuorissa. Integroitu vahvistin on siis tavallisin vahvistintyyppi. Esivahvistin voi sisältää transistoreita tai putkia ja kummallakin on vankat kannattajakuntansa.

Joissain vahvistimissa on D/A-muunnin, jolloin digitaalisesti välitetty äänisignaali muutetaan analogiseksi vahvistimessa.

Päätevahvistin

Päätevahvistimen tunnistaa siitä, että siinä ei ole ollenkaan äänenvoimakuuden tai äänilähteen valintakytkimiä etulevyssä ja puolijohteilla toteutetun päätevahvistimen ulkonäköä hallitsevat valtavat jäähdytyslevyt, joita tarvitaan huonon hyötysuhteen takia estämään päätetransistorien tuhoutuminen liiallisen lämmöntuoton takia. Yleensä ainoa katkaisin on virtanappi. Päätevahvistimen etuina ovat yleensä helpompi laajennettavuus kuin integroiduilla vahvistimilla. Tehon loppuessa pääte voidaan vaihtaa tehokkaampaan malliin helposti ja esivahvistin jää ennalleen. Päätevahvistin voi olla toteutettu transistoreilla tai putkilla. Nykyään ovat yleistyneet myös täysin digitaalitekniikkaa hyödyntävät päätevahvistimet (englanniksi Class D amplifier tai switching amplifier). Hyvän hyötysuhteen ansiosta näissä ei tarvita suurikokoisia jäähdytyslevyjä ja sen johdosta ne voidaan rakentaa erittäin pienikokoisiksi. Monien hifiharrastajien mielestä parhaiden T-amp -toteutusten äänenlaatu lähestyy parhaiden putkivahvistinten äänenlaatua.

Kaiuttimet

1950-luvulla suunniteltu herkkä laajakaistakaiutin.

Jos yksielementtisiä koaksiaali- tai laajakaistakaiuttimia ei lasketa mukaan, yleisin ja yksinkertaisin kaiutintyyppi on 2-tie jalustakaiutin, jossa tyypillisesti on bassokaiutin sekä diskanttikaiutin. Se on helppo tehdä hyvin soivaksi ja oikea etäisyys seinästä saadaan 60–70 cm korkealla kaiutinjalustalla, kun kaiutin sijoitetaan vähintään noin 50 cm seinästä. On olemassa myös elekrostaattisia kaiuttimia, joissa värähtelevän, ääntä tuottavan pinnan muodostaa ohut sähköä johtava muovikalvo, joka värähtelee siihen syötetyn musiikkisignaalin tahdissa. Elektrostaattinen kaiutin on kuitenkin rakenteeltaan monimutkaisempi ja siten kalliimpi valmistaa; tässä kaiutintyypissä on myös ongelmia saavuttaa hifi-käyttöön riittävän hyvä bassotoisto.

Päätevahvistimen ja kaiuttimien välisen kaiutinkaapelin valinta on taidetta sinänsä. Kalleimmat kaapelit valmistetaan yksikiteisestä happivapaasta kuparista, jonka virranjohtavuus on hopeaa parempi. Kauitinkaapeleille ei vakiintunutta liitintä, vaan niissä käytetään yleensä jonkinlaista puristavaa ruuviliitintä. Liittimet on tyypillisesti kullattu hapettumisen estämiseksi.

Hifin harrastajat

Jotkut hifi-harrastajat rakentelevat laitteita itse, tai parantelevat olemassa olevia. Toiminnassa (kutsutaan myös tweekkaukseksi) on omat riskinsä. Jos esimerkiksi muutetaan kaiuttimen jakosuodinta, muutettu rakenne voi kuumentua niin paljon, että syntyy tulipalon riski. Jotkin tweekkaustavat ovat harmittomampia, kuten kaiuttimien tuplajohdotus käyttämällä kahdet kaiutinkaapelit yhtä kaiutinta varten tai bassoelementin lisämassaus resonanssitaajuuden alentamiseen.

Katso myös

• High End
• Stereoääni
• Kotiteatteri

Lähteet

1. Lyhenneluettelo 07.01.2013. Kotimaisten kielten keskus. Arkistoitu 12.10.2013. Viitattu 23.2.2013.
2. Hartley, H. A.: ”High fidelity”, Audio Design Handbook, s. 200. (I invented the phrase "high fidelity" in 1927 to denote a type of sound reproduction that might be taken rather seriously by a music lover. In those days the average radio or phonograph equipment sounded pretty horrible but, as I was really interested in music, it occurred to me that something might be done about it.) New York, New York: Gernsback Library, 1958. Library of Congress Catalog Card No. 57-9007 (englanniksi)
3. Itkonen, Terho: Vierassanat: Kielenkäyttäjän opas. Helsinki: Kirjayhtymä, 1990. ISBN 951-26-2796-5
4. Facta 2001 s. 756
5. Köykkä, Tapio M.: Katkoäänien rikkoutuminen äänentoistossa. (Miksi ääni on huono, vaikka mittaustulokset ovat hyvät) ERT, 1969, nro 1, s. 27–28, 31–32.
6. Otala, Matti: Transient Distortion in Transistorized Audio Power Amplifiers. IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, syyskuu 1970, AU-18. vsk, nro 3. (englanniksi)
7. Kotilainen, Lauri: Tapio M. Köykkä stereotekniikan toisinajattelija. (Maailmankuulu suomalainen vahvistinsuunnittelija Matti Otala on eräissä lehtihaastatteluissaan antanut kunnian hänet maailmalla kuuluisaksi tehneen TIM-särön ”keksimisestä” Köykälle.) Hifi-lehti, huhtikuu 1979, nro 4/1979, s. 2–4.

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Hifi Wikimedia Commonsissa

Kirjallisuutta

• Toivanen, Jarmo: Teknillinen akustiikka, "Kaiuttimet", s. 261–359. Espoo: Otakustantamo, 1976. ISBN 951-671-123-5