Makaleler

Hoparlörlerin Belirleyici Özellikleri

Hoparlörler pek çok açıdan müzikal enstrümanlara benzerler. Her bir hoparlörün karmaşık bir ses karakteri vardır. Bu karakter tasarım esnasında şekillendirilerek duyularımıza hitap edecek hale getirilmiştir. Bu karaktere dair parametreler ancak çok sayıda ve farklı türlerde ölçümler ile belirlenebilir. Bu sebeple bir hoparlörün karakteri hakkında teknik özelliklerde verilenler çoğu zaman ancak tasarım kriterlerine dair fikir vermekle kalır ve son ürünün değerine dair pek fazla şey söylemez.  Hoparlörün karakterini belirleyen bu ince farklılıkları aşağıda sıralamaya çalışacağım.

Yönlülük

Yönlülük, profesyonel seslendirmede kullanılacak hoparlörler için en önemli parametrelerden biridir. Hoparlörün her yönde farklı bir davranış sergilemesi, büyük bir salonda, her bir koltukta farklı bir ses duyulmasına sebep olmaktadır. Daha küçük mekanlarda ise hoparlörün dinleyiciye direkt olarak ulaşmayıp odaya dağıttığı ve dinleyiciye dolaylı olarak ulaşan sesin içeriğini belirler.

Aşağıda verilen örnek polar plot bir hoparlörün hangi yönde ne kadar ses yayımladığının bilgisini vermektedir.  Kırmızı çizgi yatayda, mavi çizgi ise düşeydeki değişimi gösterir. Burada görülen, bu hoparlörün arkasına doğru dönüldükçe ses seviyesinin 20dB’e kadar düştüğüdür. Bu, hoparlörün 2kHz’teki davranışıdır. Farklı frekanslarda bu davranış değişecektir.

Örnek Yönlülük Grafiği (Polar Plot) – Renkus-Heinz PNX121T

Kolon Tipi Bir Anons Hoparlörünün 3D Yönlülük Balonu

Hoparlörün her yönde ve her frekansta farklı bir davranış göstermesi hoparlör tasarımını karmaşıklaştıran öğelerden yalnızca bir tanesidir. Dinleme odaları için tasarlanmış hoparlörlerde çoğu zaman hoparlörün tam karşısında oluşturduğu sesin karakteri incelenir ve hoparlörün farklı yönlerdeki cevabı dikkate alınmaz. Ancak daha kapsamlı değerlendirmelerde hoparlörün her yöne yaydığı enerjinin miktarı incelenmelidir. Zira bu yayınımlar dolaylı yolla da olsa dinleyiciye ulaşmaktadır.

Hassasiyet

Hassasiyet, hoparlörün kendisine verilen elektrik enerjisini ne oranda sese çevirebildiğinin bir ölçüsüdür. Bir bakıma hoparlörün verimi olarak adlandırılabilir. Hoparlör diyaframı ya da horm ağzı büyüdükçe genellikle hassasiyet de artar.

Hassasiyet (ya da verim) hoparlörlerde çok geniş bir aralıkta değişim gösterir. Ufak boyutlu sıradan hoparlörler 1W güç başına yaklaşık 80dB ses çıkışı verirler ve hassasiyetleri basit olarak 80dB/1W@1m olarak belirtilir. Büyük boyutlu profesyonel hoparlörlerde ise bu hassasiyet değeri 110dB’e kadar çıkabilir. Bu hesaba göre hassasiyeti 80dB olan hoparlörün 100W’ta verdiği sesi, hassasiyeti 110dB olan hoparlör 0,1W’ta verecektir. Bu bize, hoparlörlerde çok önemli diye sunulan “güç” değerinin tek başına hiçbir anlamı olmadığını göstermektedir. Yüksek güçte bir hoparlör, ucuz bir motora sahip olduğu için düşük hassasiyette olabilir. Bu tür bir hoparlörün ses çıkışı, harcadığı güç ne kadar yüksek olursa olsun düşük olacaktır.

Alçak frekans hoparlörleri, alçak frekansların doğası gereği daha büyük diyaframlara ihtiyaç duyarlar ve bu sebeple daha büyük ve ağırdırlar. Bu sebeple hassasiyetleri yüksek frekans hoparlörlerinkine göre daha düşüktür. Zira hoparlör mekanizmasında diyaframın hareketi için harcanan enerji diyaframın ağırlığı ile beraber yükselmektedir.

Lineerite

İdeal bir hoparlör, yayınladığı sesin seviyesi ne olursa olsun sesi orijinaline sadık bir şekilde ve ses seviyesinden bağımsız olarak oluşturur. Ancak gerçek hoparlörler sesin düzeyine bağlı olarak karakter değiştirirler. Bunun ses kalitesi için önemli bir unsur olduğu bilinse de lineritenin ölçülerek karşılaştırılabilmesi için henüz geniş kabul görmüş bir parametre bulunmamaktadır. Bu konuda GedLee tarafından yenilikçi çalışmalar yapılmaktadır. THD (toplam harmonik bozulma) ve IMD (intermodülasyon bozulması) parametrelerinin farklı genliklerdeki büyüklükleri incelenerek de hoparlörün lineeritesi ile ilgili bilgi elde edilebilir.

Darbe Cevabı

Hoparlörlerin üzerilerine gelen elektrik sinyallerini mekanik harekete çevirerek havaya yaydığını söylemiştik. Aşağıda bir hoparlörün basit bir darbe sesi ile uyarıldığında havaya yaydığı sinyalin ölçümü görülüyor. İdeal bir durumda bu sinyal düz bir çizgi üzerinde tek bir anlık yükseliş ve bu yükselişin de hızla azalıp kaybolması olmalıydı. Ancak hoparlör ünitelerinde ve crossover devrelerinde biriken enerji, hoparlörün kabini üzerinde oluşan saçınımlar ve hoparlör kabini içerisindeki yansımalar gibi farklı etmenler dolayısıyla hoparlör, sinyale kendinden de bazı eklemeler yapmıştır.

Darbe cevabı, yorumlanması zor bir bilgi olduğu için çoğu zaman üreticiler darbe cevabındaki bilginin frekansa bağlı toplam gücünün gösterildiği frekans cevabı grafiklerini sunmayı tercih ederler. Ancak bu noktada sesin bütünlüğü ve netliği ile ilgili önemli bilgiler kaybedilmiş olur. Örneğin bir tiz hoparlörü darbesel bir sesi orijinal sinyal içeriğini zaman bandında bozarak yayınlıyor olabilir. Ancak verdiği toplam enerji doğru olduğu sürece, hoparlörün yaptığı bu hatalar frekans cevabı grafiğinde gözükmeyecektir.

JBL LSR4326P Stüdyo Monitörü Darbe Cevabı

Frekans Cevabı

Frekans cevabı hoparlörün hangi frekansta ne kadar ses basıncı oluşturduğunun grafiğidir. Çoğu zaman 1m mesafeden ve hoparlörün tiz ünitesinin karşısından ölçülür. Hoparlör boyutuna bağlı olarak daha uzak mesafelerden ölçülmesi gerekli olabilir. Frekans cevabının sert çıkışlar ve çukur alanlar içermemesi ve frekans bandı boyunca sabit bir eğriye sahip olması beklenir.

Aşağıda Seas marka alüminyum diyaframlı bir bas hoparlörünün frekans cevabı görülmekte. Görüldüğü gibi 4kHz sonrasında, hoparlör diyaframı katı hal hareketinden çıkıp modal titreşimler yapmaya başlamıştır. Bu davranışa hoparlörlerde cone break up adı verilmektedir. Bu noktada hoparlör diyaframı hoparlörün motor sistemi ve sinyalden bağımsız olarak bir nevi çınlamaktadır. Hoparlör bu frekansta orijinal sinyali uzatarak ve kuvvetlendirerek yayın yapacaktır. Frekans cevabında bu tür tepeciklerin bulunması, hoparlörün sesinin sert/kaba olarak tanımlanmasına sebep olmaktadır. Bazı hoparlörlerde, alçak frekanslarda bu efekt bilinçli olarak oluşturulabilir. Bu şekilde alçak frekanslarda temiz bir ses elde edilmeyecek olsa da, kuvvetli bas cevabı elde edilir.

Seas H1185 Frekans Cevabı