Müzik Sistemlerinde Distorsiyon Nedir?

Distorsiyon bir şeyin orijinal halinden eksilme, ekleme veya farklılaşma olgusunun genel adıdır. Hifi dilinde orijinal müzik sinyalinin cihazlar ve akustik nedeni ile bozulmasını belirtmek için kullanılır. Orijinal sinyalden farklılaşma yüzde ile belirtilir. Genel olarak müzik cihazlarında kaliteyi belgelemek için kullanım kılavuzlarında veya broşürlerde sıkça boy gösterse de, işitilen ses kalitesi hakkında sağlam bir ölçüt oluşturmaz. Örneğin audio tarihinin klasikleşmiş pek çok tüplü cihaz tasarımlarında %2-3’lere varan distorsiyon görülür ki bu günümüz ucuz tüketici elektroniği standartlarıyla bile facia bir değerdir. Oysa pek çoklarına göre bu cihazlar çoğu çağdaş tasarımdan çok daha müzikal bulunmaktadır. Distorsiyon hi-fi severler arasında düşman olarak görülse de bazı alternatif alanlarda örneğin elektro gitar çalanlar arasında vazgeçilmez bir araç olarak görülür ve hatta eski analog distorsiyon pedallarının çağdaş dijital replikaları yüksek fiyatlardan alıcı bulur. Hifi terminolojisindeki başlıca distorsiyon tipleri:

1.       Genlik distorsiyonu: Elektronik ortamda bir cihazın veya hoparlörün sağlıklı çalışma sınırları aşıldığında ses dalgalarının alt ve üst uçlarında ortaya çıkan kesilmelerdir. Bu kesilmeler küçük miktarlarda olduğunda seste bir karıncalanma etkisi yaratırken, bu oran büyüdüğünde hırıltıya dönüşür. Amplifikatörlerin sesi çok fazla açılarak veya hoparlörlerin güç kapasitelerine yaklaşarak sınırlar zorlandığında genlik distorsiyonu kabul edilebilir düzeyin üzerine çıkar ve kaliteli ampliler kendilerini korumaya alarak sesi keser. Akustik ortamda ise genlik distorsiyonu müzik dinlenen kapalı ortamda sesin emilme oranının gerekenden çok az ve ses seviyesinin çok fazla olduğu durumlarda harmonik distorsiyonla birlikte çınlama biçiminde duyulur. Bu tür distorsiyonu önlemek için genellikle sisteminizin tasarlandığı makul ses seviyelerinde müzik dinlemek yeterli olacaktır.
2.       İntermodülasyon distorsiyonu: Müzik sinyali içerisinde diğerlerine göre çok baskın olan bir frekans bölgesi diğer daha zayıf olan sesleri etkileyerek kendi dokusal yapısını empoze eder. Örmeğin yüksek volümde kaydedilmiş tipik bir reggae şarkıda bas gitar armoninin ana gövdesini oluşturur ve çok kuvvetli olduğu anlarda bas davul sesini etkileyerek “modüle” eder. Bu tür distorsiyonda baskın frekansların içeriğine bağlı olarak seste bulanıklaşma, hırıltı ve ritim duygusunda bozulmalar oluşabilir. Genel olarak elektronik cihazlardan çok akustik olarak hoparlörlerde ve dinleme odasının kendisinde yıkıcı olarak ortaya çıkar. Kötü tasarlanmış ve üretilmiş ucuz hoparlörlerde bas sürücülerin mid ve tiz sürücüleri fiziksel olarak titreştirmesiyle özellikle düşük seviyeli ayrıntıların kaybolmasına ve müzikte sahnenin belirsizleşmesine yol açar. Bu tür distorsiyonu önlemek için daha kaliteli ürünlere yönelmek en sağlıklı yol olacaktır.

     3.      Frekans distorsiyonu: Amplifikatörler farklı frekans bölgelerini farklı güçlerde yükselttiğinde veya hoparlörler farklı ses bölgelerinde elektriksel sinyale farklı şiddetlerde yanıt verdiklerinde ortaya çıkan distorsiyon türüdür. Modern ses elektroniği cihazlarında hemen hemen hiç görülmezken pek çok düşük bütçeli hoparlör tasarımının kurtulamadığı bir hastalıktır. Düşük seviyeli frekans distorsiyonu özellikle akustik enstrümanlar ve vokalde sesin doğallığını yitirmesine neden olurken, daha yüksek düzeylerdeki frekans distorsiyonu büyük orkestra performanslarında kabul edilemez boyutlarda bozulmalara yol açar. Sesin tonu ve dengesi değişir, vokaller tanıdığınız sanatçının sesine tam benzemez. Öte yandan müzik dinlediğiniz mekan da frekans distorsiyonunun en büyük suçlusudur. Zira evlerimizdeki hemen hiçbir oda özel olarak müzik dinlemek için tasarlanmadığından her odanın kendine has bir ses karakteri, yani farklı frekanslara farklı şiddette yanıtı vardır. Böyle olunca bazı odalarda alt baslar uğuldarken bazı odalarda çok fazla kumaş ve perdeden dolayı tiz sesler fazlaca yutulabilir. Hoparlörlerin doğru yerleştirilmesi de bu tür distorsiyonu önemli ölçüde azaltacaktır. Bu tür distorsiyonu önlemenin en geçerli yolu özellikle hoparlörlerde bütçenizin el verdiği en kaliteli ürünü almaktır. Ayrıca müzik dinlediğiniz odanı akustik olarak iyileştirilmesi için uzmanlardan görüş ve teknik destek alabilirsiniz.

1.       Harmonik distorsiyon:  Bu distorsiyon türü hem elektronik hem de akustik ortamda görülür.  Her tür hifi cihaz girişindeki müzik sinyalinde hakim olan frekansların tek ve çift katlarını artan veya azalan doğrultuda üreterek asıl sinyale katar. Örneğin bir amplifikatöre 1kHz test sinyali (eskiden TV yayını başlamadan önce ekranımızdaki test resmi ile birlikte duyduğumuz ses) verdiğimizde cihaz 2kHz, 4kHz ve 8kHz gibi çift harmonikleri, 3kHz, 6kHz ve 9kHz gibi tek harmonikleri asıl sinyale ekler. Bu harmonik bileşenler ana sinyale oranla çok çok düşük güçtedir. Elbette bu istenen bir durum değildir ve hiçbir cihaz bunu yapmak üzere üretilmez. Yine de tasarım ve üretim kalitesi yükseldikçe azalan bir orantıda olmak üzere hemen her elektronik cihazda görülür. Harmonik distorsiyon müzik dinlerken çok çeşitli sorunlara yol açmakla birlikte, bunların en önemlisi gerçeklik ve odaklanmanın kaybolmasıdır. Örneğin bir elektrogitar ustasının yıllar süren olgunlaşma sürecinin ardından rafine ettiği kendine has tınısı yüksek harmonik distorsiyon sorunu olan bir sistemde bambaşka bir tınıya dönüşür. Zira, bütünüyle aynı yapıda gitarlar çalan pek çok müzisyenin imza tınılarını oluşturan şey, aralarındaki çok küçük harmonik farklardır. Bu tek enstrümandaki bozulmayı bir de koskoca senfoni orkestrasında düşündüğünüzde sorun çok daha ciddileşir. Özellikle klasik müzik ve büyük orkestra eserlerini sık sık canlı dinleyen müzikseverlerin evde müzik dinlerken diğer dinleyicilere göre daha müşkülpesent bir görüntü çizmelerinin arkasında yatan da genellikle bu fenomendir. Bu tür distorsiyon akustik olarak da hoparlörler ve müzik dinlediğimiz mekan tarafından da üretilir. Bas sürücülerin konileri materyal kalitesine bağlı olarak doğrusal olmayan hareketler yaparlar. Yani teoride öngörüldüğü gibi tam olarak ileri-geri piston hareketi değil, lunaparklardaki balerin oyuncağına benzer biçimde yalpalı bir hareket yaparlar. Bu durum yüksek güçlerde daha da artar. Böyle olunca ampliden gelen asıl müzik sinyalinin yanında konideki yüzey kırılımları oluşan yapay sesler de müziğe eşlik eder. Ayrıca geleneksel kabin tasarımlarının zaaflarından ötürü özellikle düşük frekanslarda kabin içinde durağan dalgalar oluşur. Bunlar asıl sinyale katıldığında istenmeyen bir uğultuya neden olan bir tür harmonik distorsiyon üretir. Bu sorunu bir avantaja dönüştürmek isteyen Uzakdoğulu elektronik üreticileri seksenli yıllardaki hoparlör üretimlerinde bunu ortadan kaldırmak yerine, kullandıkları bas sürücülerin bas üretme zaaflarını örtmek için kasıtlı olarak durağan dalgalardan yararlandılar. Solid state cihazlarda daha yaygın olan çift harmonikler istenmeyen bir karakter yaratırken, tüplü cihazlarda hakim olan tek harmonikler genellikle dinleyici tarafından “sıcak ve organik” karakter olarak nitelenir. Tipik bir transistorlu amplide on binde birler düzeyinde distorsiyon rahatsız edici olabilirken, tüplü cihazlarda çok tipik olan yüzde birlik distorsiyon bu nedenden dolayı hoş bulunabilir. Harmonik distorsiyondan korunmanın yolu mümkün olduğunca kaliteli ürünler satın almaktır.
2. Faz distorsiyonu: Genellikle hoparlörlerde meydana gelir. Hoparlörlerin içinde bulunan ve müziği farklı frekanslardaki bölümlere ayırarak ilgili sürücüye aktaran crossover devresi bu tip distorsiyona neden olur. Crossover devrelerinin pek çok farklı tipi ve her bir tipin güçlü ve zayıf yanları vardır. Crossover tipine bağlı olarak, müziği oluşturan farklı frekanslardaki notalar devre içinde zamansal olarak gecikmeye uğrar. Bu gecikme de orkestradaki enstrümanları müzik dinlediğimiz ortamda konumlandırırken yer değişikliklerine yol açar. Daha az devre elemanı kullanan ve yalın crossover prensipleri daha az faz distorsiyonuna neden olurlar. Ancak bu tip devrelerin de sınırlı güç kapasitesi gibi başka zayıflıkları vardır. Faz distorsiyonunun en belirgin işareti aynı eseri kulaklıkla ve hoparlörlerden dinlediğimizde gözlenen sahne yerleşim farklarıdır. Kulaklıklarda büyük çoğunlukla ayırıcı devre olmadığından sahne mükemmeldir. Bu şekilde hoparlörlerinizdeki faz distorsiyonunu kolaylıkla denetleyebilirsiniz.  Bu tür distorsiyondan sakınmanın en güvenilir yolu amaca uygun tasarlanmış hoparlörler ve hatta mümkünse içinde crossover bulunmayan, tek sürücülü full range hoparlörler kullanmaktır.