HOPARLÖR KUTULARI
Hoparlörler neden kutu içerisinde çalışma ihtiyacı duyarlar? Ya da gerçekten kutu içinde çalışma ihtiyacı duyarlar mı?
Açıkçası cevabı çok basit değildir. Çünkü aslında 1Khz üzerindeki frekanslarda bir kutu içine koymak gereksizmiş gibi görünebilir. Ancak bütün hoparlörleri (tweeter, mid ve bas) bir kutu içerisine koyma fikri daha çok fazsal ve rezonatif endişelerden kaynaklanır. Şöyle ki, her cismin bir rezonans yani ahenk frekansı vardır . Örneğin bir hacı yatmazı kendi halinde salınıma bıraktığınızda belirli bir frekansta hareket edecektir. Bunu siz belirleyemezsiniz, cismin kendi öz karakteridir. Bu durum doğal olarak hoparlörleri içine koyduğunuz ahşap (ya da PVC) kabinler için de geçerlidir. İç hacim büyüdükçe ve yapı malzemesi gevşekleştikçe rezonans frekansı düşer, tersi durumda yükselir.
Aynı kabin içine konmuş ancak barik olarak izole edilmiş (bu çok önemlidir) muhtelif frekansları icra eden hoparlör grupları kabin iç hacmi ve yapı malzemesi etkenlerine bağlı olarak biribirleri ile etkileşirler. Bu etkileşim faz benzeşmelerine, modülasyonlara ve distorsiyonlara yol açar. Toplamda ortaya çıkan şey ise kabinin tınısıdır ve bu tınıyı asla teker teker, açık havada veya başka tür bir kabinde elde edemezsiniz. Aslında aynı fabrikada ya da atelyede aynı teknisyen tarafından hatta 15 dakika ara ile aynı MDF levhasının parçalarından üretilmiş iki ayrı kabinin tınısı da biribirinden farklıdır ve farklı olmak zorundadır… Bu işin doğası gereğidir. Ancak bu farkı insan kulağı ile duyumsayabilmek mümkün müdür? İşte kaliteyi belirleyen unsurlardan biri de budur.
Peki kabin aslında ne işe yarar?
Kabin pratik olarak anlatmak gerekirse ekskürsif (uzun kon hareketli) hoparlörlere (bas ve orta/bas karakterli) referans noktası oluşturur. Örnekle anlatmak gerekirse; bir yelkenli teknede olsanız, teknenin içinde de yeterli güce sahip bir fan olsa ve bu fanı yelkene doğrultup olanca gücüyle çalıştırsanız tekneniz ilerler mi? Sonsuza kadar çalıştırsanız da ilerlemez! Neden? Çünkü referans noktanız yüzer durumdadır, yani sabit bir noktaya dayanarak hareket almamaktasınız. Hareket ettirmeye çalıştığınız nesne referans noktanızdır yani uygulanan bağıl kuvvet hep sıfır olacaktır.
Gelelim hoparlöre, bir bas karakterli hoparlörü açık havada çalıştırdığınızda hoparlörün ses çıkarabilmesi için önünde veya arkasında negatif veya pozitif basınç oluşturması gerekir. Oysa ortam havası hareketlidir ve basınç noktaları oluşmasına rağmen ekskürsiv yani uzun hareketli atımlar oluştuğundan bu basınç farkları çabucak kapanır. Çünkü referans noktası yetersizdir. Oysa hoparlör konunu yeterince sert bir referans noktasına dayarsanız çok daha etkin basınç farkları oluşturabilirsiniz. Katı bir cisimle referans oluşturmaya kalkarsanız ses duyamayacağınıza göre esnek ama yeterince sert bir malzeme olan basınçlı (atmosferik basınç) havayı kullanmak durumundasınız. Yani kapalı bir kabine hoparlörü gömmelisiniz. Kapalı kabinin iç hacmi ve yapı malzemesi kabinin rezonans frekansını belirler. Rezonans frekansına yakın değerler bu kabin yapısı tarafından amplifiye edilir (yükseltilir). Neden? Çünkü kendisi de bu frekansta salınmaya meyillidir (eskiler buna meyyal de derler) Bu frekansı öyle seçmelisiniz ki bas hoparlörünüzün kesim frekansının biraz altında olmalı. Böylece hoparlörünüzün bas kesim noktasını aşağıya çekmiş olursunuz.
Bas ve orta/bas karakterli hoparlörlerin (eğer başka türlü dizayn edilmemişlerse) kabinler içinde çalıştırılması gerekliliğini anlamış olduk sanırım. Doğal olarak bu teori tiz karakterli hoparlörler (tweeter) ler için de geçerlidir. Ancak frekans bantları daha kısa dalga boylarını içerdiğinden ve kon hareketleri de buna bağlı olarak daha kısa olduğundan gereksinim duydukları referans hacim miktarı önemsenmeyecek kadar küçüktür. Ya da en azından ben şahsen bunu hesaba katmam. Dolayısıyla tweeter hoparlörler genellikle ya konunun arkası kapalı olacak şekilde üretilirler ya da biz kabine kuple ederken diğer hoparlör-ler için ayırdığımız hacimden onu izole ederiz.
Bunun bir sonucu olarak kabin hesaplama konusunda esas alınacak hoparlörler alt bas, bas ve orta karakterli kabinler olacaktır.
KUTU ÇEŞİTLERİ
İşimiz hacim ve basınçlı kap oluşturmak olduğuna göre bunun birkaç yolu olmalıdır. Ki öyledir de. Başlangıçta yalnızca tamamen kapalı (sealed) kabinler kullanılırken zamanla faz bozulması oluşturmalarına rağmen akort edilmiş (frekansı ayarlanmış) portlu kutuların daha derin bas verdikleri keşfedilmiş ve bugün bolca kullanılan vented box (portlu kabinler) lar ortaya çıkmıştır.
Bu çizimlerden de anlaşılabileceği gibi kapalı bir kabin yalnızca hoparlörün arka yüzünün (ön yüzü de olabilir) kapalı bir kabine kuple edilmesinden oluşur. Kabinin barik (basınçsal) olarak çok iyi izole edilmesi gerekir aksi taktirde istenmeyen yellenme benzeri sesler oluşur ki kimse bunları dinlemek istemez. Hacim belirleyici olmakla birlikte alt kesim frekansını bire bir değiştirmez. Hoparlör cevap eğrisi doğal yapısı gereği yumuşak bir slopla düşer ve kabin kendi başına faz farkı oluşturmaz yani kendisine verilen sinyalleri değiştirmez. Örnek cevap eğrisi, ACI SW12 model bir alt bas hoparlör için takribi 114lt kapalı kabinin teorik frekans cevabıdır. Görüldüğü gibi -3dB de kesim frekansı 32Hz dir. Bu noktada 90° faz kayması mevcuttur diğer frekanslar için cevap lineerdir.
Portlu kabin ise daha komplike bir yapıdadır. Örnekte de görüldüğü gibi kapalı kabin dizaynı esas alınarak yalnızca bir firing port eklenmiştir. Buna yerli piyasada bas borusu derler. Bu portun çapı ve uzunluğu ile birlikte kabinin hacmi, kutunun cevap eğrisini belirler. Ciddi hesaplamalar yapılması gereken bir kabin çeşididir. Örnek cevap eğrisi aynı hoparlörün 233lt hacimli 102x248mm portlu kabinle ve yaklaşık 18Hz e akort edilmiş frekans cevabını gösterir. Akort edildiği üzere 17.88Hz de -3dB kesim noktası meydana gelir.
Bu kabin türü ise genelde yalnızca altbas hoparlörler için kullanılan daha karmaşık bir yapıdır. Kabinin özelliği kendiliğinden 4üncü (24dB/oktav) derece bant geçiren filtre olmasıdır. Bu anlamda bu tür bir subwoofer kabini tasarlandığında ek olarak bir alt geçiren aktif/pasif filtre tasarımına gerek yoktur, ancak doğal olarak girişine filtre eklendiğinde daha iyi sonuç alınacaktır. Örnek cevap eğrisi bahse konu hoparlörün yaklaşık 190lt çift odacıklı (ön 76 arka 112 lt) 4ncü derece kutuyla 32Hz’e akort edilmiş frekans cevabını verir. Takriben 20Hz – 52Hz arası lineer cevap alınabilir ve port ebadı 102x239mm dir.
Bunlarla birlikte 6ncı derece filtre kabinler de yapmak mümkün ancak çok karmaşık bir yapı olduğundan burada değinmeyeceğim.
Diğer yandan portlu kabin teorisi üzerine geliştirilmiş transmisyon hatlı kabin tasarımları da vardır. Ancak hız tayini vs.. bir takım derin konuları içerir, ayrıca bu konu hakkında herhangi bir tasarım yapıp realize etmediğimden onu da bu makale kapsamına almıyorum.
Görüldüğü gibi kabin çok da basit olmayan ve üzerinde hesaplar yapılması gereken bir husus.
HOPARLÖR PARAMETRELERİ VE KABİN HESAPLAMALARI
İyi bir kabin hesaplayabilmek için bir bas veya mid/bas hoparlörün aşağıdaki parametrelerinin mutlaka bilinmesi gerekir;
Qts = Hoparlörün toplam Q katsayısıdır
Qes = Hoparlörün elektriksel Q katsayısıdır
Qms = Hoparlörün mekanik Q katsayısısıdır
Vas = Hoparlörün itme kabiliyeti olan hava hacmidir.
Fs= Hoparlörün açık hava rezonansı
SPL= 1W 1mt için ses şiddetidir.
Bu parametreler olmaksızın sağlıklı bir kabin tasarlamanız olanaksızdır. Ve yapacağınız kabin oldukça beklenmedik sonuçlara yol açabilir.
Örneğin portlu kabin başlığında vermiş olduğumuz cevap eğrisi
Yalnızca 248 yerine 60mm uzunluğunda bir port kullanıldığında işte böyle bozulur ve 50Hz-100Hz bandında yaklaşık 8dB fazladan ses duyarsınız. Emin olun sonucu kimse beğenmez. Tabii port uzunluğunu da ancak hesaplayarak bulursunuz.
Aslında kabin hesaplamalarında standart formüller mevcuttur. Ancak şimdiye kadar gereksinim duymadığım için öğrenemedim. Bu makale ekinde vermiş olduğumuz yazılım her üç tip kabin için çok başarılı bir şekilde hesaplama yapmaktadır. Bu program WinISD dir. Biz Beta sürümünü kullanacağız. Daha profesyonel hesaplamalar için Pro sürümü var ancak şu an gereksiz görüyorum.
yazımın devamı en çok merak edilen port tune nasıl yapılır kısmıyla devam edicektir.herkese iyi forumlar
B.D.D
BURAK DEMİRCİ
