İçinde yaşadığımız dünya ses için kablolanmıştır. Bir dağın tepesinde yaşamıyorsanız (şanslısınız), gününüze devam ederken bir dizi farklı hoparlörden gelen sesle karşılaşma ihtimaliniz yüksektir.

Cep telefonları. Televizyonlar. Asansörler. Metrodaki Bluetooth hoparlör duymak istemediğiniz şeyleri bangır bangır çalıyor.

Ve belki de biz müzisyenler için en önemlisi, hoparlörler çalışmalarımızı bozulmamış ayrıntılarla duymamızı sağlar.

Peki ama hoparlörler tam olarak nasıl çalışır? Ses sosisinin nasıl yapıldığını merak etmiyor olsanız bile, hayatınızı bir stüdyoda geçirmeyi planlıyorsanız hoparlör teknolojisi hakkında temel bir anlayışa sahip olmak iyi bir fikirdir.

Sesin Temelleri

Hoparlörlere bakmadan önce, sesin kendisinin nasıl çalıştığına dair kısa bir bilgi verelim.

Ses esasen hava, sıvı veya katı bir ortamda hareket eden dalgalar şeklindeki mekanik enerjidir.

Bu hareket, bir çakıl taşını (veya telefonunuzu) suya düşürdüğünüzde oluşan dalgalanmalara benzer şekilde, dalga formunun şekline göre basınçta yerel değişikliklere neden olur.

Aşağıdaki resimde 1kHz'lik bir sinüs dalgası göreceksiniz. Ortam basıncına göre ses basıncı seviyesinde nasıl bir artış ve ardından bir düşüş olduğunu görüyor musunuz? Bu hareket halindeki sestir.

Kulaklarımızın içinde binlerce küçük saç hücresi bu basınç değişikliklerine tepki verir ve bunları beynimizin Nickelback olarak yorumlayabileceği bir elektrik sinyaline dönüştürür. Ya da her neyse.

Analog bir ses sinyali, voltaj dalga biçimi olarak temsil edilen elektrik enerjisi biçimindeki sestir. İşte elektrik sinyali olarak temsil edilen aynı ses dalgası:

Dijital ses, depolanmış bir analog sinyalin ikili formatta tasviridir.

Bir ses sinyali, ister analog ister dijital olsun, kulaklarımızın onu anlamlandırabilmesi için tekrar bir ses dalgasına (mekanik enerji) dönüştürülmesi gerekir.

Hoparlöre girin.

Hoparlörler Nasıl Çalışır? Temel Bilgiler

Hoparlör bileşenlerine ve nasıl çalıştıklarına geçmeden önce, bir hoparlörün sesi yeniden oluşturmak için ne yaptığına hızlıca bir göz atalım.

Güçlendirilmiş bir ses sinyali metal bir tel bobine gönderilir. Bu bobin, içinden geçen elektrik akımına tepki vererek hoparlörün içindeki bir mıknatısla etkileşime girer ve bir diyaframın titreşmesine neden olur.

Diyafram havayı hareket ettirerek orijinal ses sinyalinin tam bir kopyası olan ses dalgaları oluşturur. Et voila! Annenizin sizinle ülkenin diğer ucundan konuştuğunu duyabilirsiniz.

Açıkçası bu aşırı bir basitleştirme. Ancak artık konuşmacıların işlerini nasıl yaptıklarının özetini biliyoruz.

Bir Hoparlörün İçinde Ne Var?

Sihri yaratan tüm hoparlör parçalarına bir göz atalım...

Hoparlör Sürücüsü

Hoparlör sürücüsü, elektrik sinyalini ses dalgalarına dönüştürmekten sorumludur. Hoparlörün ses üretimine güç veren motordur.

İçten dışa doğru bir hoparlörü oluşturan bileşenler şunlardır:

• Kutup
• Arka plaka
• Mıknatıs
• Üst plaka
• Ses bobini
• Sepet
• Örümcek
• Koni ve çevre
• Toz Kapağı

Direk, arka ve üst plaka

Bir hoparlördeki kutup parçası, hoparlörden akan ses orkestrasını senkronize tutan bir orkestra şefinin batonu gibidir. Tüm manyetik sistemin etrafında kurulduğu merkezi eksendir.

Arka plaka direğin arkasına oturur ve şaşırtıcı olmayan bir şekilde üst plaka yukarıda oturur.

Mıknatıs

Kalıcı mıknatıs, manyetik alanını odaklamak için kutup ve plakalarla çevrilidir ve hoparlör sepetine takılır.

Daimi mıknatıs olarak adlandırılır çünkü her zaman bir mıknatıstır.

Öte yandan ses bobini yalnızca bir elektrik akımı ile beslendiğinde bir mıknatıs (ya da daha doğrusu bir elektromıknatıs) haline gelir.

Ses Bobini

Ses bobini, bazen bobin olarak da adlandırılan küçük bir silindirin etrafına sıkıca sarılmış bir teldir. Bir çeşit yo-yo'ya benzer.

Bir elektrik sinyali bobinden geçtiğinde bir elektromıknatıs haline gelir ve kalıcı mıknatısla etkileşime girer.

Fen derslerinizi hatırlıyorsanız, benzer kuvvetlerin ittiğini ve zıt kuvvetlerin çektiğini hatırlayacaksınız. Manyetik güçlerin bu etkileşimi bobini iten hareketi yaratır ve sonuçta ses dalgalarını oluşturur.

Örümcek ve çevresi

Örümcek, ses bobinini destekleyen oluklu bir malzeme parçasıdır. Bobini yerinde tutarken serbestçe ileri geri hareket etmesine izin verir.

Bu bir çelişki gibi görünse de öyle değildir. Örümceklerin ana görevi ses bobininin sadece tek bir yönde, yani yukarı ve aşağı hareket etmesini sağlamaktır. Örümcek olmasaydı ses bobini hoparlör muhafazası içinde başıboş dolaşırdı.

Çevreleme, koniyi sepetin tepesinde yerinde tutması dışında örümceğe benzer bir işlev görür.

Koni

Diyafram olarak da bilinen hoparlör konisi, bir hoparlörde görebileceğiniz birkaç parçadan biridir.

Koni, ses bobininden gelen manyetik darbelere yanıt olarak ileri geri hareket eder. Koninin hareketi, onu çevreleyen havada basınç dalgaları yaratarak duyduğunuz sesleri oluşturur.

Toz kapağı

Bu küçük arkadaş, toz ve kir parçacıklarının hoparlör grubuna girmesini ve işleri karıştırmasını önler.

Sepet

Tüm hoparlör parçalarını bir arada tutan muhafaza için kullanılan süslü bir terimdir. Aslında biraz sepete benziyor.

Yani bu, gerçek bir konuşmacıyı oluşturan her şeydir. Ancak günlük dilde konuşmacılardan bahsederken tüm bütünü kastederiz.

Peki hoparlörlerin çalışması için başka ne gerekiyor?

Elektrikli Bileşenler

Ses bobininin reçelinizi pompalamasını sağlamak için ona bir elektrik sinyali göndermeniz gerekir. Bu, hoparlör terminalleri ve örgülü bir tel ile yapılır.

Terminaller, bir ses kablosunu hoparlöre bağlayan metal tırnaklar veya bağlantı portlarıdır.

Bu terminallere bağlı olan örgülü tel, ses bobinine bağlanır ve ona ihtiyaç duyduğu yakıtı verir.

Konut

Bir hoparlörün düzgün çalışması için çeşitli nedenlerden dolayı genellikle kabin olarak adlandırılan bir muhafaza muhafazasına ihtiyacı vardır.

İlk olarak sürücüyü oluşturan çeşitli parçaları toz, kir ve köpek tüyü gibi şeylerden korumak için kapalı bir ortam sağlar.

İkinci olarak faz iptalini azaltır. Bir hoparlör diyaframı hareket ederken, her iki yönde de ses dalgaları oluşturur. Muhafaza olmadan bu dalgalar birbirini iptal eder.

Son olarak, muhafaza sesin nasıl dağıtıldığını etkiler. Ses belirli bir yöne yönlendirilebilir ve düşük frekanslar uygun şekilde ayarlanabilir.

Muhafaza muhafazası çok esnek olmayan kalın bir malzemeden yapılır. Plastik de kullanılmasına rağmen ahşap veya orta yoğunluklu MDF yaygındır.

Amplifikasyon

Tüm bunlar iyi ve güzel, ancak bir hoparlör tek başına işe yarar bir şey ortaya koymayacaktır.

Hoparlörler çeşitli şekil ve boyutlarda olsa da, hepsi aynı gereksinimi paylaşır: TV veya ses arabirimi gibi oynatma cihazları tarafından gönderilen hat seviyesi sinyalinden daha güçlü bir ses sinyali.

Sinyali hat seviyesinden hoparlör seviyesine yükseltmek için bir güç amplifikatörü kullanılır. Hoparlörlerinize bağlı olarak bu harici bir ünite olabilir veya hoparlör muhafazasının içine yerleştirilmiş olabilir.

Aktif Hoparlörler

Aktif hoparlörlerde dahili bir amplifikatör bulunur Yamaha HS5, stüdyo izleme için popüler aktif hoparlörlerdir.

Pasif Hoparlörler

Pasif hoparlörler, ses sinyalinden ses dalgaları üretmek için harici bir güç amplifikatörüne ihtiyaç duyar.

JBL PRX412, yeterli ses gücünü sağlamak için harici bir güç amplifikatörüne ihtiyaç duyan pasif bir hoparlörün sağlam bir örneğidir.

Hoparlörler Farklı Frekansları Nasıl Üretir?

Şimdiye kadar hoparlörlerin elektrik enerjisini (bir sinyali) havadaki basınç dalgalarına ve dolayısıyla sese nasıl dönüştürdüğüne baktık.

Ancak tüm frekanslar eşit yaratılmamıştır ve tüm üsleri (kelime oyununu mazur görün) kapsamaya çalışan tek bir hoparlör gerçekten de zayıf olacaktır.

Bu yüzden konserlerde devasa hoparlör yığınları görürsünüz. Bazıları bas frekanslarını (sub-woofer'lar ve woofer'lar), bazıları orta aralığı ve küçük tweeter'lar da tüm yüksek frekans aralıklarını kapsar.

Bu hoparlörlerin hepsi, baktıkları farklı frekansları idare etmek için farklı şekilde üretilmiştir.

Ancak herkes stüdyosunda (veya oturma odasında) dev bir hoparlör yığını istemez, güç amfileri ve crossover'lardan oluşan karmaşadan bahsetmeye bile gerek yok.

Çok sürücülü hoparlöre girin.

Çok Sürücülü Hoparlörler

Çok sürücülü hoparlörler, farklı frekansları işlemek için çeşitli boyutlarda 2, 3 ve hatta 4 sürücü kullanır. Bunlardan en yaygın olanı, bazen 2 yollu hoparlör olarak da adlandırılan çift sürücülü hoparlördür.

2 yollu hoparlör kabininin içinde, tüm yüksek frekansları tweeter'a, orta ve düşük frekans aralığını ise yüksek geçiş ve alçak geçiş filtresi aracılığıyla woofer'a gönderen bir crossover bulunur.

Bu şekilde bir crossover kullanılması, hoparlörün tek bir sürücünün tek başına elde edemeyeceği bir ses kalitesini korurken tam bir frekans çıkışı aralığı üretmesi anlamına gelir.

Ev stüdyonuzda müzik yapıyorsanız, izleme için yukarıda bahsedilen Yamaha HS5 veya aşağıda resmedilen KRK Rokit 5 G4 gibi 2 yönlü bir hoparlör kullanma ihtimaliniz yüksektir.

Çift sürücülü hoparlörler kendi stüdyonuzda kayıt ve miks yapmak için uygundur. Ancak mastering söz konusu olduğunda (ister eMastered gibi çevrimiçi bir hizmet kullanın, ister gerçek bir kişiye yaptırın) biraz daha fazla ayrıntı isteyeceksiniz, bu nedenle 3 veya 4 yollu hoparlörler size daha iyi hizmet verecektir.

Aynı şey ticari kayıt stüdyoları için de geçerlidir. Kayıt ve izleme için bir çift güçlendirilmiş monitör hoparlör kullanabilirler, ancak miksaj söz konusu olduğunda kötü çocukları açarlar.

Hoparlör Empedansı Nedir?

Hoparlör empedansı esasen hoparlördeki elektrik akımı akışının toplam direncini ölçmenin bir yoludur.

Ohm cinsinden ölçülen empedans, hem ses bobini telinden gelen dirençten hem de bu telin bir bobine sarılmasından kaynaklanan endüktansdan kaynaklanır. Endüktans dirençten farklıdır çünkü frekansla birlikte değişir - endüktif reaktans olarak adlandırılır.

Bu değişken nedeniyle empedans 'normal' dirençten farklıdır ve müzisyenlerin asla anlamak zorunda kalmaması gereken karmaşık bir formül kullanılarak hesaplanır.

Bunun yerine, hoparlörlerinizin ve amplifikatörünüzün empedansını eşleştirmenin önemli olduğunu bilin. Uyumsuz empedans ses kalitesinin düşmesine, aşırı ısınmaya ve aşırı durumlarda ekipmanın hasar görmesine neden olabilir.

Unutmayın çocuklar, hoparlörlerinizi her zaman uyumlu amplifikatörlerle eşleştirin.

Hoparlör Gücüne Karşı Hoparlör Hassasiyeti

Daha büyük eşittir daha iyi, değil mi?

Her zaman değil. Çoğu kişi hoparlörleri karşılaştırırken daha yüksek bir güç değerini (watt cinsinden) daha yüksek bir ses seviyesine bağlar. Ancak pratikte bu watt değerini tam olarak kullanabilecek misiniz?

Hoparlörleri karşılaştırmanın daha iyi bir yolu hoparlör hassasiyetine bakmaktır. Bu desibel cinsinden ölçülür ve bir hoparlörün elektrik gücünü ne kadar etkili bir şekilde sese dönüştürdüğünü ölçer.

Daha yüksek bir hassasiyet derecesi, bir hoparlörün belirli bir güç miktarı için daha fazla ses üretebileceği anlamına gelir. Başka bir deyişle, elektriği ses dalgalarına dönüştürmede daha verimlidir.

Hoparlör hassasiyetini ölçmek, hoparlörlerin verimliliğini ve çıkışını karşılaştırmak söz konusu olduğunda oyun alanını düzleştirir.

Bununla birlikte, harici bir amfi kullanıyorsanız hoparlörün gücü idare etme kabiliyetini göz önünde bulundurmak yine de önemlidir. Ölçüm, hoparlörün zarar görmeden ne kadar elektrik gücünü kaldırabileceğini temsil eder, bu nedenle amfinin hoparlöre eşit bir çıkış gücü değerine sahip olduğundan emin olmak önemlidir.

Yüksek veya düşük hassasiyetli hoparlörler seçmeniz kurulumunuzun gereksinimlerine bağlıdır. Güç verimliliği önemliyse (örneğin taşınabilir hoparlörler veya araç stereo sistemlerinde) yüksek hassasiyet en iyisidir, oysa profesyonel bir ses kurulumunda daha yüksek güç kapasitesine sahip hoparlörler isteyebilirsiniz

Frekans Tepkisi

Bir hoparlörün frekans tepkisi hakkında konuştuğumuzda, sesi bir dizi frekans aralığında yeniden üretme yeteneğinden bahsediyoruz.

Hiçbir hoparlör mükemmel değildir, bu nedenle bir frekans tepki grafiği, frekanslarda vurguladığı veya düşük performans gösterdiği tepe veya çukurların nerede olabileceğini görmemize yardımcı olur.

Belirli bir hoparlörün veya hoparlörlerin frekans tepkisinin önemli olmasının birkaç nedeni vardır.

İlk olarak, çok hoparlörlü bir sistem tasarlarken ve geçitlerin nereye ayarlanacağı konusunda yardımcı olur.

İkinci olarak, aklınızdaki belirli ses işi için en iyi hoparlörleri seçerken yardımcı olur.

Birçok tüketici sınıfı hoparlör, sesi tatlandırmak için frekans yanıtlarında hafif bir 'gülümsemeye' sahip olsa da, bir müzik yapımcısı olarak düz bir frekans yanıtına sahip bir çift hoparlör istersiniz.

Bu şekilde hiçbir enstrüman veya örnek, üretilen frekanslardaki bir düşüş nedeniyle maskelenmez veya grafikteki bir tepe noktası nedeniyle gerçekte olduğundan daha yüksek ses çıkarmaz.

Esasen hoparlörlerde düz bir frekans yanıtı, duyduğunuz her şeyin gerçeğe mümkün olduğunca yakın olmasını sağlayacaktır.

Peki ya Kulaklıklar?

Kulaklıklar, hoparlörlerle aynı hoparlör sürücüsü teknolojisini kullanır. Bunlar aslında kulaklarınızın üzerinde (veya içinde) oturan küçük hoparlörlerdir.

Stereo Hoparlörler Nasıl Çalışır?

Tek bir hoparlör (genellikle) sesi mono olarak iletir. Stereo ses alanı elde etmek için uygun şekilde yerleştirilmiş, sırasıyla sol ve sağ ses sinyalini besleyen iki mono hoparlöre ihtiyacınız vardır.

Peki hiç bir soundbar'a bakıp stereo alanın nasıl oluşturulduğunu merak ettiniz mi?

Stereo görüntü üretmek üzere tasarlanmış tek hoparlör ünitelerinde, ünite boyunca konumlandırılmış birden fazla sürücü bulunur.

Stereo sinyal sol ve sağ kanallara ayrılır ve tam bir stereo görüntü elde etmek için her bir sürücüye değişen miktarlarda gönderilir.

Bu gibi hoparlörler, düşük frekansları ve Batman'in sesini idare etmek için ek bir hoparlörle - bir subwoofer - birlikte gelir.

Hoparlörü Kim İcat Etti?

Yirminci yüzyılın başındaki pek çok icatta olduğu gibi, hoparlörü de tam olarak kimin icat ettiğini belirlemek zordur. Bilim insanları ve mucitler ses dalgaları ve elektrik akımı hakkında daha fazla şey anlamaya başladıkça zaman içinde ortaya çıktı.

Alexander Graham Bell (telefon icadıyla ünlenen kişi), 19. yüzyılın sonlarında hoparlörün erken bir versiyonunu geliştirmek de dahil olmak üzere sesle ilgili teknolojilere önemli katkılarda bulunmuştur.

Bu yüzyılın hemen sonunda Oliver Lodge ilk hareketli bobin hoparlörü ile ortaya çıktı. Ardından, 1915 yılında Danimarkalı mühendis Peter L. Jensen ve Edward Pridham, manyetik bir alana yerleştirilmiş bir diyaframa bağlı bir tel bobini kullanan elektrodinamik hoparlör tasarımı buluşları için patent aldılar.

Göletin diğer tarafında, 1925 yılında Edward W. Kellogg ve Chester W. Rice, sonunda RCA'ya lisanslanan bir koniye sahip dinamik bir hoparlör tasarladı. Bu tasarım, modern hoparlör teknolojisinin temeli olarak kabul edilen birçok unsuru içeriyordu.

Bunun için bir köye ihtiyaç var. Bugün Nickelback konserlerinin keyfini tam bir sadakatle çıkarabilmenizi sağlamak için pek çok koni kafanın sayısız kafa yorucu saat harcadığını söylemek yeterli.

Hoparlörlerin Geleceği

Teknoloji giderek küçülüyor ve ucuzluyor. Bunu hepimiz biliyoruz. Ancak söz konusu hoparlörler olduğunda, teknolojinin arkasındaki temeller icat edildiklerinden bu yana pek değişmedi.

Aslında hoparlörler bugün kullandığımız en verimsiz teknolojilerden biridir. Hoparlöre giden enerjinin %99'undan fazlası sesten başka bir şey üretir. Çoğu ısıya dönüşür.

EPA'nın düşük enerji performansları nedeniyle hoparlörlerin kullanımını yasaklamamış olması şaşırtıcı.

Ancak 2004 yılında keşfedilen yeni bir malzeme sayesinde geleceğin hoparlörleri farklı olabilir.

Grafen son derece hafif bir malzemedir, yani bir basınç dalgası oluşturmak için ileri geri hareket etmek için çok daha az enerjiye ihtiyaç duyar. Eğer bir tweeter iseniz harika bir haber.

Bilim insanları Grafen'in büyük ölçekli üretimini nasıl başarılı bir şekilde gerçekleştireceklerini ve ticari uygulamalara nasıl entegre edeceklerini bulabilirlerse, geleceğin hoparlörleri daha hafif ve çok daha enerji verimli olabilir.

O güne kadar elektrik sinyallerine bağlı olarak hava basıncında değişiklik yaratan mini ısıtıcılara, yani hoparlöre mahkumuz.

Şimdi gidin ve müziği dinleyin!