Ödevsel

Teknik Akustik

12 Temmuz 2007

TEKNİK AKUSTİK

DÖNEM ÖDEVİ

KONU:Hi-Fi Nedir?

Hi-fi kelimesi hepimizin bildiği gibi müzik setlerini tanımlamakta kullanılan bir kısaltmadır. İngilizce “high-fidelity” kelimelerinin baş harflerinde oluşan bu kısaltma hemen hemen tüm dünya dillerinde aynı anlama gelmektedir; kayıt edilmiş sesi aslına yakın detay ve nitelikte yeniden üretebilen müzik cihazı. High Fidelity’nin Türkçe karşılığı yüksek sadakat demektir, burada sadık kalınan müziğin orijinal halidir, yüksek kelimesi de onun kuvvetlendirildiğini belirtmektedir.

1973’lere kadar hi-fi kavramı çelişki yaratıyordu. Hem gerçek sesler referans alınarak üretilen cihazlar hem de üzerinde fazla uğraşılmamış, seri olarak üretilen cihazlar hi-fi olarak adlandırılmaktaydı. 1973 yılında Harry Pearson(“Mutlak Ses” dergisinin sahibi ve baş yazarı) yazılarında “high-end” kelimesini kullanmasıyla bu karışıklık sona ermiştir. Bugün de hemen hemen her alanda daha iyi olanı tarif etmek için bu kelime kullanılmaktadır.

1960’larda başlayan transistörleşme sürecinden hi-fi cihazlar da nasibini almıştır. Hemen hemen tüm üreticiler tranzistörlü cihazlara yönelmekteydiler, ancak 1970 yılında kurulan ARC adlı firmanın kuruluş amacı çıkış katlarında lamba (tube veya vacuum tube diye de adlandırılmakta) kullanılan cihazlar üretmekti. Nitekim, birkaç yıl içinde bu firmanın ürettiği lambalı cihazlar müzik prodüksiyonuna öylesine etkileyici değişiklikler getirir ki, Harry Pearson bu cihazları ayrı bir kategoriye koymak için high-end terimini kullanmak zorunda kalır.

Buraya kadar bahsedilenler ABD’deki gelişmeleri kapsamaktadır. Aynı yıllarda Avrupa kıtasında ufak tefek hi-fi firmaları bulunmakta ve ABD hi-fi piyasası uzaktan dergilerle takip edilmekteydi.

Aynı dönemde Asya ‘da ise, özellikle Uzakdoğu’da, Amerikalılar’ın transistörlü cihazlara yönelmeleri ve kullanılmış lambalı cihazlarını ellerinden çıkarmaları ile büyük bir ikinci el pazarı oluşmuştu. Marantz ve McIntosh gibi Amerikan firmalarının kullanılmış, lambalı cihazları özellikle Japonya’da büyük bir alıcı kitlesi bulmaktaydı. Japonlar, II.Dünya Savaşı sonrası yeniden yapılanmaları nedeni ile high-end audio alanında yeni teknolojiyi yakından takip edememişler, bu hobilerini ancak ellerinde bulunanı geliştirerek gidermişlerdir, ki bunların çoğu savaştan arta kalan Amerikan uçaklarındaki haberleşme cihazları, dolayısı ile Single Ended (SE) tasarımlı lambalı cihazlardır. Japonlar bu tasarımı oldukça ileriye götürmüşlerdir. Örnek olarak bugün Audio Note markası altında satılan, Hiroyasu Kondo tarafından tasarlanıp üretilen, üretiminde toprak altında uzun yıllar dinlendirilmiş gümüş kullanılan, tamamı ile el yapımı olan, dünyanın en pahalı SE lambalı amplifikatörü Onga Ku’yu verebiliriz. Onga Ku, 2×8 Watt çıkış gücüne sahip ve 70,000 ABD Doları satış fiyatı bulunuyor.

Japonların, SE-lambalı cihazlara bu merakı Amerikalı üreticiler için de yeni bir pazar doğurmuştur ya da var olan eski bir pazarın yaşamasını sağlamıştır denilebilir. Bugün JBL ve Altec gibi kökleri çok eskilere dayanan Amerikan hoparlör üreticileri halen (sadece Japon pazarı için) 50’li yıllardan kalma ve genellikle horn tipinde hoparlörler üretmektedir. 1940 ve 50’li yıllarda seslendirmeler (bunun içinde sinema seslendirmesi önemli yer tutuyor) bu tip hoparlörler ile yapılmaktaydı, amplifikatörler de tabii ki SE-lambalı tipte idiler. Japonlar sayesinde ayakta duran bu teknoloji herhalde günümüzde halen uygulanmakta olan en eski teknoloji tipidir.

Japonlar lambalı cihaz hobilerini geliştirirken bir taraftan da transistör ve entegre tasarımına ağırlrk verdiler ve herkesin tanık olduğu gibi dünya elektronik piyasasında önemli bir paya sahip oldular. Hi-fi alanında Pioneer, Technics gibi markalar yarattılar ve ürettikleri ucuz ama gösterişli (kullanılmayan pek çok fonksiyonu üzerinde barındıran) cihazlar ile elektronikte olduğu kadar hi-fi ticaretinde de liderliğe yükseldiler. Bu arada, aralarında yukarıda adı geçen JBL ve Marantz firmaları da dahil olmak üzere pek çok ünlü Amerikan markasını da satın aldılar.

Harry Pearson’ın ARC ürünlerinden neden bu kadar etkilendiği ve high-end terimini ortaya attığı tüm bu anlatılanlardan sonra çok daha iyi anlaşılabilmektedir. O yıllarda ortalığı sarmaya başlayan transistörlü cihazların ses kalitelerinin ne kadar düşük olduğu (tıpkı Compact Disk’in ilk örneklerinde olduğu gibi; metalik bir ses, kağıt yırtılmasına benzer kalitede tiz sesler vs…) göz önüne alınırsa, lambalı bir amfinin ürettiği yumuşak ve harmonik açıdan zengin olan sesin üstünlüğü ortadadır. Transistörler bugün bile henüz lambanın yarattığı zengin sese ulaşabilmiş değillerdir. Tıpkı CD’lerin, daha doğrusu dijital teknolojinin analog sesin kalitesine henüz ulaşamamış olduğu gibi.

70’li yılların ortalarında Linn isimli bir İngiliz şirketi Sondek LP12 model bir pikap üretir ve deyim yerindeyse bütün hi-fi dünyası altüst olur. LP12’nin getirdiği yenilik, vibrasyonu yok etmeye yöneliktir. Süspansiyonu çok kuvvetli olan pikapta herhangi bir sarsıntıda plato ile kol birlikte hareket etmekte, hoparlörlerden çıkan bas seslerin yarattığı titreşimin de dahil olduğu vibrasyonların etkisi de en aza indirgenmektedir. Bu da sese o zamana kadar çok daha pahalı pikaplarla bile ulaşılamamış bir çözünürlük getirir. Linn Sondek ile birlikte hi-fi dünyasında uzun yıllar etkisini koruyacak olan İngiliz hakimiyeti de başlamış olur. Bugün tweak olarak adlandırdığımız, cihazların ses kalitesini değiştiren aksesuarlar üreten pek çok yeni İngiliz firması kurulur. Bu durum tabii ki tüm dünya ülkelerinde tekrarlanır ve günümüze kadar gelen bir tweak çılgınlığı yaşanır.Birkaç tweak örneği verirsek:

*CD’lerin kenarlarının yeşil flomaster kalem ile boyanması.

Amaç: Lazer ışığının CD’nin kenarlarından yayılarak dağılmasını önlemek ve böylelikle hem lazerin hem de sesin odaklanmasını arttırmak.

*Hoparlörler de dahil tüm cihazların altına spike tabir edilen, metal veya değişik metallerin alaşımından ya da karbon-fiber veya ahşaptan yapılan, ucu sivri koniler koymak.

Amaç: Türlü materyallerin kendi doğal titreşim frekansını cihaza ve dolayısıyla sese transfer edeceğinden yola çıkarak bu yolla sese netlik getirmek

Linn’i örnek alan diğer hi-fi cihaz üretici firmaları da o güne kadarki birikimlerini dünyanın gözü önüne sermeye başlarlar, kısacası İngiliz hi-fi şirketleri dünyaya açılırlar. İngilizlerin hoparlör konusunda birikimleri çoktur. Ufak boyutlu hoparlörlerden elde ettikleri olağanüstü sesler tüm dünyadaki hi-fi tutkunlarını etkiler.

İngilizlerin düşük çıkışlı ampli ve ufak boyutlu hoparlörlerine Amerika’da duyulan ilgiye, karşı tepki olarak Amerikalı high-end cihaz üreticileri daha da duyarsız hoparlörler (fazla güç isteyen) ve bunları sürecek yüksek çıkış gücü olan ampliler üretmeye başladılar. Kısacası şu anda dünya high-end piyasasında iki çeşit kutup oluşmuş durumdadır.

Hi-end dünyasında bu gelişmeler yaşanırken müzik sektörü elindeki, zaman aşımı nedeniyle telif hakkından arınmış geniş müzik arşivini yeniden değerlendirmek için yeni bir araç aramaktaydı. Ne de olsa artık LP ve kaset piyasası dolmuş bir halde idi ve eldeki eskileri yeniden değerlendirmek gerekiyordu. Bunun için geliştirilen Compact Disk (CD) nihayet 1983 yılında “mükemmel ses”sloganı altında piyasada görülmeye başladı. Her ne kadar CD’den elde edilen ses mükemmel olmasa, hatta LP yani analogtan elde edilenden daha kötü olsa da müzik üreticilerinin çoğu yavaş yavaş LP üretimini bıraktılar.

İngiltere başta olmak üzere Avrupa’da belli başlı ülkelerde, sınırlı sayıda halen üretilse de çoğu sanatçı parçalarını LP yerine CD’de çıkartmayı tercih ediyor. Japonya ve Amerika’da halen 180-200 gram ağırlığında üsütün nitelikte LP’ler basılsa da günümüzde hi-fi sektörü iyiden iyiye CD’ye yönelmiştir. Yeni çıkan albümlerin LP’leri ya hiç basılmamakta ya da çok geç basılmaktadır. Bu da audio tutkunlarını tabii lki CD’ye yatırım yapmaya, high-end cihaz üreticilerini de CD’nin ses kalitesini yükseltecek yeni buluşlar yapmaya itmiştir.

High-end cihaz üreticileri önceleri seri üretim CD’lerin mekanizmaları üzerinde tweak’ler yaparak işe giriştiler. Linn Sondek tecrübesi ile kesinleşmiş olan şey şuydu, her türlü vibrasyonun yani titreşimin ses üzerinde kötü etkisi vardır ve yok edilmelidir. Buradan yola çıkarak CD’lerin taşıyıcı mekanizmaları elden geçirildi. 100 dolarlık bir CD transport mekanizmasına 300 dolar masraf yapıldı. Cihazların şaseleri daha kalın alüminyumdan (alüminyum doğal olarak titreşimi yutan bir malzeme) yapılmaya başlandı vs.vs…Ancak tüm uğraşlara rağmen CD’nin sesi bir türlü iyileşmiyor, sesteki metaliklik ve özellikle tiz seslerin doğaldan uzaklığı önlenemiyor, müzik analogta olduğu kadar nefes alamıyordu. Burada matematikçiler imdada yetiştiler.

İlk olarak şu yanlış farkedildi; dijital sistemin hatasız ve kayıpsız olduğu kabul edilerek bütün ölçümler analogtan gelen alışkanlıklara uygun olarak yapılmaktaydı. Cihazların çıkışındaki sinyaller ölçülüyor ve analog kat ile oynanarak çıkıştaki hatalar düzeltilmeye çalışılıyordu. Dijital alanda da anormallikler olabileceği ilk olarak Nyquist teorisi ile ortaya kondu. Bu teoriye göre dijital bir sisteme kayıt edebileceğiniz en tiz ses frekansı, dijital sistemin örnekleme frekansının ancak yarısı kadar olabilirdi. Aksi taktirde üst frekanslar geriye doğru katlanmaktaydı. Bu geriye katlanmayı kovboy filmlerindeki posta arabalarının tekerleklerinin önce ileriye doğru ancak araba hızlandığında geriye doğru döner gibi görünmesine benzetebiliriz. Araba tekerleğinin hızı, saniyede 35 kare olan film dönüş hızını geçtiğinde nasıl böyle bir durum ortaya çıkıyor ise dijitalde de buna benzer bir olay gerçekleşiyor ve örneğin 30.000 Hz ses kayıt edilir ise bu ses 15.000 Hz sinyalin üstüne biniyor ve sinyali deforme ediyordu.

NYQ1:Orjinal sinyal.Dikey çizgiler NYQ2:Ve sinyali tekrar ürettiğimizde

Örnekleme frekansını ve mavi noktalar bakın nasıl bir sonuç elde ediyoruz.Bu

da kesişme noktalarını göstermekteler. istenmeyen, şekli bozuk sonuç aliasing

Burada kullanılan örnekleme frekansı olarak adlandırılıyor ve seste bozuk

Nyquist limitinin altında gerçekleştiriliyor. tonlar olarak kendilerinigösteriyorlar.

Bunun CD için anlamı şuydu:CD’nin örnekleme frekansı 44.100 Hz’dir, dolayısı ile en fazla kayıt edilebilecek üst frekans bunun yarısı kadar yani 22.050 Hz ile sınırlıdır. Bu sınır, tam bu frekansta sinyali kesebilecek bir cihaz yapılamayacağı için biraz geriye kaymak zorundadır. Kısacası, bugün CD’lerde üst frekans limiti 19 kHz’dir. İnsan kulağı nasıl olsa en fazla 15-20.000 Hz arasında duyabiliyor (Bazı genç insanlar 23kHz’e kadar duyabiliyorlar, ancak yaşlanma ile bu limit daralıyor. Örneğin 60 yaşını geçmiş çoğu insan ancak 8kHz’e kadar duyabiliyorlar.) ,dolayısıyla bunun fazla bir önemi yok diye düşünülebilir. Ancak durum gerçekte çok farklıdır. Çünkü, örneğin 8.000 Hz bir sinyalin 2.harmoniği 16.000 Hz’de, 3.harmoniği ise 24.000 Hz’de oluşmaktadır. Müzik enstrümanlarına tınılarını veren, onların birbirinden ayırt edilmesini sağlayan da bu harmonikler olduğu için eğer bunlar duyulamazsa gerçek sesten uzaklaşılmış olunur ve tabii ki müzik dinlemenin çekiciliği de azalır. Bu şu şekilde düşünülebilir; harmonik sesler olmasa, yani müzik enstrümanları sinüs dalgası gibi düz bir ses verselerdi aynı notayı çalan birden fazla enstrüman birbirinden ayırt edilemezdi ve müzik dinlemek de epey sıkıcı birşey olurdu. İyi bir analog sistemde bu üst sınırın 48.000 Hz’e kadar çıkabildiğini göz önüne alınırsa, analog ile karşılaştırıldığında CD’nin neden dinleyicileri müziğin içine çekemediği doğal olarak açıklanmış olur.

Dijitalin eksikliği ya da hatası tabii ki üst ses limiti ile sınırlı değildir. 90’lı yılların başında, CD’nin piyasaya çıkışından ancak 8-9 yıl sonra, audio tutkunlarının katkısı ile jitter diye adlandırılan ve dijital katmanda gerçekleşen bir hata daha ortaya kondu. Jitter titreme veya dans etme anlamına gelmektedir. Aşağıdaki grafiklerde neden böyle bir isme sahip olduğu da açıkça görülmektedir:

Jitter.Jitter neticesinde bir kare dalganın şekli bakın neye dönüşebiliyor.

Dijital sinyalde herhangi bir kayıp veya değişiklik tespit edilememekte, hata, sinyal analoğa çevrildikten sonra oluşmaktadır. Bunun tespiti sadece dinleme yoluyla mümkündür. Jitter’i dinleyerek tespit eden ve ölçümlerle ilk ortaya koyanlardan biri olan Dr.Omar Hawksworth bir matematik ve elektronik uzmanı olduğu kadar aynı zamanda bir müzik tutkunudur.

Biraz detaya inilirse, jitter denilen illet, kısaca bir zamanlama (timing) hatası ve dijital sinyalin kayıt ve/veya taşınması sırasında gerçekleşiyor. Dolayısı ile dinleyicinin cihazında dahili bir jitter yaratılmasa bile eğer kayıt esnasında, ana kayıttan CD’ye aktarım yapılırken bir zamanlama hatası oluşmuş ise o CD’yi, son 3-5 yıl içerisinde üretilmeye başlanan, jitter’i yok edici cihazlar kullanmadan düzgün bir şekilde dinlemek mümkün değildir. Önceleri harici bir cihaz olarak üretilmeye başlanılan jitter yokediciler, artık high-end dijital cihazların hemen hepsinin içinde yer almaktadırlar.

Kategori: Bilim