Ultrasonik hoparlör sistemlerinde kullanılan modülasyon türlerinin karşılaştırmalı analizi

İnsan duyma eşiğinin üst sınırı olan 20 kHz'in üzerindeki frekanslar ultrasonik ses olarak adlandırılmıştır. Ultrasonik sesler, dalga boylarının küçük olması nedeniyle, yönsel ses iletiminin hedeflendiği uygulamalarda kullanılmaya oldukça elverişlidir. Son yıllarda yapılan birçok çalışma, ultrasonik seslerin hoparlör sistemlerinde kullanımına odaklanmıştır. Ultrasonik hoparlör adı verilen teknoloji sayesinde ses, tıpkı bir lazer gibi istenilen noktaya dar bir açı ile iletilebilmektedir. Ultrasonik hoparlör sistemleri, yönsel ses elde edebilmek amacıyla havanın doğrusal olmayan davranışından yararlanır. Bu sistemler genellikle analog ses girişi, analog-dijital dönüştürücü, modülatör, amplifikatör ve ultrasonik hoparlör dizisinden meydana gelir. Bu çalışma, ultrasonik hoparlör sistemlerinin sinyal zincirinde kullanılan modülatör öğesi üzerine yoğunlaşmıştır. Çalışma nicel araştırma yöntemlerinden betmisel desen ile yürütülmüştür. Çalışmanın amacı, ulttasonilk ses iletiminde kullanılabilecek en verimli modülasyon türünü tespit etmektir. Literatürde yer alan çalışmaların büyük bir çoğunluğunda modülatör öğesinin nasıl tasarlandığı, herhangi bir ön işlem uygulanıp uygulanmadığı gibi konularda herhangi bir bilgiye rastlanamamıştır. Bu durumun, araştırma sürecinde karşılaşılabilecek sorunların neden-sonuç ilişkisi içerisinde anlamlandırılmasını güçleştireceği değerlendirilmiştir. Bu nedenle çalışma, literatürde yer alan modülasyon çeşitlerini uygulayabilen modülatör yazılımının tasarımıyla başlamıştır. Modülatör uygulamanın hazırlanmasının ardından ultrasonik hoparlör sistemi oluşturulmuş, ses örnekleri hazırlanmış, yakın alan ve uzak alan olmak üzere her bir modülasyon türü için bir dizi ölçüm kaydı alınmıştır. Elde edilen ses kayıtları, sayısal ve görsel verilere dönüştürülmüştür. Modülasyon türlerinde elde edilen veriler, frekans analizi, toplam armonik bozulma, sinyal-gürültü oranı, sinyal bozulma oranı, peak seviyesi, intermodülasyon bozulması gibi bir takım kriterler bakımından birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Sayısal ve görsel verilerin analiz edilmesi sonucunda, modğülasyonların verimli ve verimsiz olduğu noktalar saptanmıştır. Bütün bu işlemlerin ardından ultrasonik hoparlör sistemleri için önerilen modülasyon türü RRSBAM 3 olarak belirlenmiştir. Bu çalışma sonucunda, ultrasonik hoparlör sistemlerinin tasarımında başvurulabilecek önemli bilgiler elde edilmiştir. Literatürde yer alan ultrasonik hoparlör tasarımına yönelik çalışmaların büyük çoğunluğunun aksine, araştırma süreci ve elde edilen veriler tüm detaylarıyla açıklanmıştır. Bu çalışma, müzik reprodüksiyonunda ultrasonik hoparlörlerin kullanılması hedefine yaklaşmaya yönelik bir adım niteliğindedir.