MÜZİK TEKNOLOJİLERİ SES FİZİĞİ NOTLARI

MÜZİK TEKNOLOJİLERİ SES FİZİĞİ NOTLARI

06.01.2019 1- Ses (Kaynak):

a- Sesin tanımı: Ses titreşen bir cisim tarafından oluşturulan dalgaların, maddesel bir ortamda yayılarak işitme sistemi üzerinde yarattığı algıdır.

b- Basit harmonik hareket: Geri çağırıcı bir kuvvet etkisinde sürekli olarak eşit zaman aralıklarında kendisini tekrar eden hareketlere "basit harmonik hareket" denir.

Basit harmonik hareketin özelliği bir denge noktasının olmasıdır. Cisim sürekli bu denge noktasına çağrılır. Sistemde enerji kaybı yoksa cismin hareketi kesintisiz devam eder.

Örneğin aşağıda bir yaya bağlı cisim görülmektedir.

M cismi yay ucuna bağlanarak yavaşça serbest bırakılıyor. Bu durumda M cisminin ağırlığının etkisiyle yayı bir miktar gerip A noktasında durduğunu kabul edelim. Cisim A noktasında iken B noktasına kadar çekilerek bırakılsın. B noktasında cismi yukarı doğru çeken bir kuvvet oluşacaktır. Bu kuvvet yayın uyguladığı geri çağırıcı kuvvettir. Cisim geri çağırıcı kuvvetin etkisinde yukarı doğru hareket edecek ve A noktasından daha üst seviyeye C seviyesine çıkacaktır. C noktasında bu kez yayın itme kuvveti ve ağırlığının etkisinde aşağı yönlü hareket edecektir. Sistemde sürtünme yoksa bu hareket kesintisiz devam edecektir. Cismin B noktasında ayrılıp tekrar B noktasına kadar gelmesi için geçen süreye cismin periyodu denilir. Cismin frekansı periyodunun tersidir.

c- Birim çember (Faz, Periyod, Frekans, dalga boyu kavramları ) : Birim çember üzerinde sabit hızla hareket etmekte olan bir noktanın veya bir yaya tutturulmuş kütlenin yaptığı salınım hareketi basit periyodik harekettir. (Şekil çizilebilir) Çember üzerindeki noktanın “y” ekseni üzerindeki iz düşümünün veya kütlenin konumunun zamana karşı yer değiştirme grafiği bir sinüs eğrisidir. Noktanın (veya kütlenin), * 1 saniyedeki tam tur sayısı frekans * 1 tam turunu tamamlanması için geçen süre periyot * harekete başladığı konum veya açı faz, * belirli bir andaki konumu uzanım, * maksimum uzanımı ise genlik olarak adlandırılır.

d- Enine ve Boyuna Dalgalar: Yayılma sırasında ortamı oluşturan taneciklerin titreşim hareketinin doğrultusu, dalganın yayılma doğrultusuna paralel ise bu şekilde yayılan dalgalara boyuna dalgalar adı verilir. Ses dalgaları havada, sıvılarda ve katılarda boyuna dalgalar halinde ve her yöne doğru küresel biçimde yayılır. Şekil 6’daki modelde görülen dalga hareketi boyuna bir dalga hareketidir. Ortam taneciklerinin titreşim doğrultusu, dalganın yayılma doğrultusuna dik ise bu dalgalar enine dalgalar olarak adlandırlırlar.

Sıvıların yüzeyinde meydana gelen dalgalar enine dalgalardır. Benzer şekilde titreşen teller ve zarlar (davul derileri gibi) üzerindeki dalgalar da enine dalgalara örnektir.

e- Bileşke Dalgalar (doğuşkan, harmonik, oktav): Birden fazla dalganın bir araya gelmesi sonucu ortaya çıkan dalgaya bileşkle dalga denir. Bu iki dalga birbirilerine yapıcı veya yıkıcı girişimde bulunabilir. Temel frekansın yanı sıra oluşan diğer frekanslara doğuşkan, temel frekansla uyumluluğu olan frekanslara ise harmonik adı verilir. Bir frekansın iki katı, onun oktavıdır.

f- Tını: Temel frekans ile doğuşkanların üst üste binmesi, birbirleri ile karışması ile tını oluşur .

g- Zarf: Akustik zarf: Ses dalgasının süre içinde, seviye açısından yapısıdır. Elektronik zarf (ADSR): Elektronik müzik aletinin sinyal genliğidir. Attack (Sinyalin en üst noktaya ulaştığı bölüm), Decay( Sinyalin üst noktadan uzama seviyesine düştüğü bölüm),

Sustain(Sinyalin uzadığı bölüm), Release(Sinyalin kaybolduğu bölüm) bölümlerinden oluşur.

h- Rezonans: Birbiri ile ilişkili küçük titreşimlerin etkilerinin toplanması ve büyük etkiler yaratmasıdır.

2- Yayılma(Ortam):

a- Sesin yayılması (Hız, Dalga boyu): Sesin yayılması için maddesel bir ortam gereklidir.

Sesin havadaki hızı 344 metre / saniyedir. Dalga boyu, sesin bir ortamda yayılma hızının, frekansına bölünmesi ile bulunur. Ses bir noktadan her yöne doğru, boyuna dalgalar halinde yayılır.

b- Ses dalgalarının yayılması: Ses dalgaları katı, sıvı veya gaz halindeki, dalga hareketini iletebilecek taneciklerden (moleküllerden) oluşan maddesel ortamlarda yayılabilirler.

Titreşen bir nesne kendisine en yakın taneciği harekete geçirir ve bu titreşim hareketi diğer taneciklere aktarılır. İletim sırasında ortam dalga ile birlikte hareket etmez. Hareket eden yalnızca dalganın genliğine bağlı olarak ileri geri salınan taneciklerdir. Yayılma olayı, temelde bir enerji iletimidir. Ses dalgalarının bir ortamda ne şekilde yayıldığı Şekil 6’deki model üzerinde görülmektedir. Modeldeki toplar ortamı meydana getiren

tanecikleri, yaylar ise tanecikler arasındaki esnek bağları temsil etmektedir. Modeldeki yaylar üzerinde de görüldüğü üzere ses dalgaları, birbirini takip eden yüksek basınç ve alçak basınç bölgeleridir.

c- Ses Dalgalarının Hızı: Dalganın bir ortamdaki yayılma hızı o ortamı oluşturan maddenin özkütlesi ile ters, ortamı meydana getiren tanecikler arasındaki bağların esnekliği (sıkı veya gevşek oluşu) ile doğru orantılıdır. Tanecikler arasındaki bağların esnekliği young modulus olarak adlandırılır. Daha yüksek Yound değeri, daha sıkı bağlar anlamına gelmektedir. Özkütlesi ve young modulusu bilinen bir ortamda sesin hızı,

olmak üzere, olarak hesaplanır.

d- Sesin yayılma şekli: Titreşen bir cisim çevresindeki molekülleri dışarı doğru iter. Dışa doğru itilen moleküller de çevrelerinde bulunan diğer moleküleri iterler ve bu itiş zincirleme olarak devam eder. Ses bu şekilde yayılır.

e- Logaritma ve Desibel kavramı: Logaritma çok büyük değerleri daha küçük değerlerle ifade etmek için kullanılan matematiksel bir fonksiyondur. Desibel ise, ses ve sinyal ölçüleri için kullanılan logaritmik bir birimdir. Desibelin kendisi bir değer değildir, elektrik, akustik veya diğer güç değerleri arasındaki oranı logaritmik olarak ifade etmek için kullanılır. dB olarak gösterilir.

f- Ses güç düzeyi (SWL) ve Ses Şiddet düzeyi (SIL) Ses Basınç düzeyi (SPL):

SWL: Bir ses kaynağından her yöne doğru yayılan toplam ses enerjisi ses güç düzeyi olarak adlandırılır ve insan işitme sisteminin algılayabildiği en düşük ses gücü 10 üzeri

−12watt (1 picowatt) olmak üzere, SGD = 10log( wanlik / wref ) ile hesaplanır.

SIL: Birim alandan akan ses enerjisi miktarı ses şiddet düzeyi olarak adlandırılır. Bir diğer deyişle, ses güç düzeyinin yayılma alanına oranıdır. Birimi (dB) desibeldir. Anlık şiddet (Ianlik) ve referans ses şiddeti ses güç düzeyi ile benzer şekilde Iref = 10 üzeri −12 watt olmak üzere, SSD = 10log( Ianlik / Iref ) ile hesaplanır.

SPL: Ses basınç düzeyi, sesin bir noktadaki şiddetini ölçmenin ve açıklamanın bir yoludur. Ancak, insan işitme sistemi doğrudan ses basınç değişimlerine duyarlı olduğundan, algılanan sesin şiddetinin belirlenmesinde basıncın kullanılması daha

uygundur. İnsan işitme sistemi üzerinde ses algısı oluşturan en düşük (referans) ses basınç düzeyi 20 µP a (micropascal)’dır .

g- Seslerin birbirine eklenmesi: Ortamda birden fazla ses kaynağının bulunduğu (veya bir ses kaynağının yansımalar sonucu birden fazla ses kaynağıymış gibi davrandığı)

durumlarda bu kaynakların ses seviyeleri birbirlerine eklenir. Ekleme işlemi ses

kaynaklarının ilişkili veya ilişkisiz olmasına bağlı olarak değişir. Tek bir sesin kısa süreli yansıması veya aynı sesin birden fazla kaynaktan yayılması (örneğin, birden fazla hoparlörden gelen aynı ses) durumunda bu ses kaynakları ilişkili (correlated) olarak adlandırılırlar. Birbirinden farklı kaynaklardan yayılan sesler veya bir tek sesin çok uzun süreli yansıması söz konusu olduğunda bu sesler ilişkisiz (uncorrelated) sesler olarak

adlandırılır. Eklenecek sesler ilişkili ise se basınç seviyeleri doğrudan toplanır:

İlişkili ses kaynaklarının frekansları aynıdır. Belirli bir noktada bu kaynaklardan yayılan ses basınçlarının toplamı, kaynakların aynı fazda veya tam ters fazda olma durumunda bağlı olarak 0 (sıfır) ile 2P arasında değişir.

h- Yansıma, kırınım, kırılma:

Yansıma: Sesin yansıması, bir ses dalgasının, belirli bir yüzeyden yansıyarak yön değiştirmesidir.

Kırınım: Bir ses dalgasının karşılaştığı engelleri dolanarak geçmesine “sesin kırınımı”

denir. Kırınım olayı özellikle dalga boyu yüksek olan düşük frekanslarda daha kolay gözlemleyebildiğimiz bir olaydır.

Kırılma: Ses dalgaları bir cisim üzerindeki delikten geçebilir. Geçtiği oluğun genişliği dalga boyuna eşitse, oluğu geçen ses dalgası 180 derecelik bir açıyla kırılarak, yeni bir ses kaynağı olarak yoluna devam etmesi olayına, sesin kırılması denir. Oluğun genişliği dalga boyundan büyükse, ses dalgası kırılmaya uğramadan yoluna devam eder.

i- Duran Dalgalar: Birbirine karşı hareket eden frekansları ve genlikleri aynı olan iki dalganın yaptığı girişim olayıdır.

j- Vuru: Tüm dalgalarda olduğu gibi ses dalgalarında da girişim olayı gözlenir. Yani iki kaynaktan yayılan dalgalar birbirlerini güçlendirir veya söndürürler. Frekansları birbirine çok yakın iki ses kaynağı aynı anda çalıştırılırsa, işitilen ses şiddetçe artar ve azalır. Bir anda yüksek şiddette bir ses işitiriz, sonra kısa bir an sessizlik olur. Bu işitme olayı böyle devam eder. Bu davranış şekilde de şematik olarak gösterilmektedir. İki kaynaktan çıkan ses dalgaları yapıcı şekilde girişim yaptıkları ve böylece birbirlerinin etkilerini artırdıkları zaman, yüksek şiddette ses meydana gelir. Dalgalar bozucu bir şekilde üst üste

geldiklerinde ve böylece kısmen veya bütünüyle birbirlerinin etkilerini yok ettiklerinde zayıf şiddette ses meydana gelir. Bu olaya vuru olayı adı verilir. Bir saniye içindeki vuru- ların sayısına vuru frekansı adı verilir. İki kaynağın frekansları arasındaki farka eşittir.

fvuru = |f2 - f1| eşitliği ile bulunur. İki ses dalgası arasındaki vuru frekansı üçüncü bir başka sesin oluşmasına neden olur. Ancak bu farkın işitilebilmesi için duyulabilir bir değerde olması gerekir. Vurular meydana geldiğinde işittiğimiz ses iki kaynağın frekanslarının ortalaması olan frekansa sahiptir. İşitilen ses dalgalarının frekansı ise, fişitilen = (f1 + f2)/2 eşitliği ile bulunur.

3- Psikoakustik (Alıcı):

a- İşitme sistemi (Dış, Orta ve İç kulağın işlevi):

Kulağın üç ana bölümü vardır:

• Dış kulak- ses dalgalarını yakalar ve bunları orta kulağa yönlendirir.

• Orta kulak- havadaki ses dalgalarını, iç kulağın sıvılarına aktarılacak olan mekanik basınç dalgalarına aktarır.

• İç kulak (koklea) - basınç dalgalarını beynimizin anlayabildiği ses sinyallerine çevirir.

Doğal biçimde işitebilmek için, her bir bölümün gereken şekilde çalışması gerekir.

• Sesler kulak kanalına girer

Ses dalgaları kulak kanalı içinde ilerler ve kulak zarına çarpar.

• Kulak zarı ve işitme kemikleri titreşir

Bu ses dalgaları kulak zarını ve orta kulakta bulunan üç kemiği (kemikçikleri) titreştirir. (Çekiç, Örs ve Üzengi)

• Sıvı orta kulak içinde akar

Oluşan titreşimler –koklea olarak bilinen– spiral şekilli iç kulaktaki sıvı içinde hareket eder ve kokleadaki tüylü hücreleri hareket ettirir. Tüylü hücreler hareketi algılar ve bunu işitme siniri için kimyasal sinyallere dönüştürür.

• İşitme sinirleri beyinle iletişim kurar

Bunun ardından, işitme siniri aldığı bilgileri elektrik darbeleri ile beyne gönderir ve bu darbeler beyinde ses olarak algılanır.

b- Frekans Algısı: İç kulaktaki sıvının, iç kulak içerisindeki farklı bölgelerdeki tüycükleri titreştirmesi sonucu kulağımıza gelen frekansın düşük veya yüksek olup olmadığını algılarız. İç kulağın girişindeki oval pencereye yakın noktadaki tüycüklerin titreşmesi yüksek frekansları algılarken, iç kulağın sonuna gittikçe daha düşük frekansları algılarız.

Beynimiz sinyallerin hangi konumdaki hücrelerden geldiğini saptayarak frekansın tespitini gerçekleştirir.

Belirli bir frekansın beynimizde oluşturduğu tizlik ya da peslik duygusuna Perde algısı denir.

c- Oktav algısı: Frekanslar ne olursa olsun, iç kulakta bulunan taban zarındaki rezonans bölgesinin kayma miktarı hemen, hemen sabitti. Yani; frekans ister 110’dan 220 Hz.’e ister 6000’den 12000 Hz.’e çıksın kayma miktarı aynı olduğu için, hep aynı sekizli duygusunu algılarız.

d- - Gürlük Algısı (Frekans-Gürlük ilişkisi):

Eş Gürlük Eğrileri: Ses gürlüğü ya da yüksekliği, ses basıncı düzeyinin, frekansının ve dalga biçiminin farklı bileşimlerinin insanda oluşturduğu sübjektif duyguyu tanımlamak için geliştirilmiş bir kavramdır. İnsan kulağı her frekansı farklı şiddette algılar.

PHON: Ses basınç düzeyi tanımında kullanılan desibel ölçeği ile uyumlu bir gürlük düzeyi tanımı için geliştirilmiştir. Sayısal olarak 1000 Hz. Frekansına sahip biğr sag sesin ses basıncı düzeyine eşit olarak tanımlıdır. 1 Phon, 1 kHz’de, 1dBSPL’e eşittir.

SONE: Ses basıncının psi,kofiziksel olarak ikli kat artması Sone kavramı ile ifade edilir. 1 Sone, 40 Phon’a eşittir. Deneysel olarak 10 dB’lik bir artışi, algılanan sesin seviyesinin yaklaşık iki katıdır.

Aşağıda Fletcher - Munson eğrisi yer almaktadır. Bu grafik temel olarak, insan kulağının hangi frekanstaki sesleri daha iyi duyduğunu gösteren bir grafiktir. Grafiğe göre, insan kulağı 1-6 khz arasındaki seslere daha duyarlıdır. Alt ve üst frekanslara yaklaştıkça (20 Hz-20 kHz) bu duyarlılık azalır. Buna göre örneğin 10 kHz'deki bir sesin, 100 dB seviyesindeki 1kHz ile aynı ses seviyesinde algılanması için, gücünün 105 dB olması gerekmektedir.

Eş gürlük eğrileri; ses yüksekliği (loudness) ve ses basınç düzeyi arasındaki ilişkiyi

gösterir.

A Weithing - C Weithing:

A–Weighting Dengesi

A–weighting dengesi Fletcher - Munson equal loudness contours çizelgesindeki 1 kHz’de 30 dB SPL’e (ya da 30 phon’a) denk gelen eğrinin tam tersidir. A–weighting dengesi düşük seviyelerde insanın algıladığı ses seviyesine eş değerdir, bu sebepten dolayı A–weighting düşük seviyelerin ölçümü için idealdir.

Belediyeler ve benzeri kurumlarca yapılan gürültü ölçümlerinde A–weighting dengesi

kullanılır. Yüksek ses seviyelerinde A–weighting ile yapılan ölçümler C–weighting ile yapılan ölçümlere göre daha düşük değerler verir.

C–Weighting Dengesi

Fletcher - Munson eğrilerini incelediğimizde ses şiddeti arttıkça farklı frekanslarda algılanan ses seviye değerlerinin birbirlerine yaklaştığını, diğer bir deyişle algılanan seviyelerin ‘flat’

hâle yakınlaştığını görüyoruz. Bu sebepten dolayı yüksek seviyelerdeki ses ölçümlerinde C–

weighting dengesini kullanmak daha mantıklıdır. C–weighting dengesi flat bir dengeye sahiptir. 31.5 Hz ve 8 kHz noktalarında –3 dB değerinde düşüş gösterir. Sinema ses sistemleri ve stüdyo monitörlerinin kalibrasyonu için C–weighting dengesi kullanılmaktadır.

A weighting ile yapılan ölçümler C weighting’e ile yapılan ölçümlere göre daha düşük dB seviyesinde tercih edilmektedir.

e- Yön algısı: Kulağın sesin sağ ve sol yönden gelişi ile ilgili iki farklı parametresi vardır.

700 Hz. Altındaki frekanslarda iki kulak arasındaki süre farkı, 700 Hz. Üzerindeki

frekanslarda ise, bir kulağa gelen sesin diğerinden şiddetli olması yönü anlamamızı sağlar.

Çünkü bir nesnenin (insan başı dâhil) boyutu, frekansın da dalga boyunun 3/2’si oranı ve altındaki frekanslar kırınarak nesnenin çevresini dolaşırlar.

Sesin önden, arkadan, yukarıdan ve aşağıdan geldiğini ise kulak kepçesinin yapısı ve beynin sonradan öğrenmesi ile algılayabiliriz.

f- Mikrofonlar (Akustik Enerji – Elektrik enerjisi dönüşümü):

Not: Bir enerji şeklini başka bir enerjiye çeviren dönüştürücülere “Transducer” denir.

a- Mikrofon nedir?

Mikrofon akustik ses enerjisini elektrik enerjisine çeviren bir transducer’dır.

Mikrofonlar transducer yapısı olarak ikiye ayrılırlar.

1- Elektromanyetik: Dinamik ve Ribbon mikrofonlar.

2- Elektrostatik:Condenser ve Electret Condenser.

b- Dinamik, Şerit ve kapasitif mikrofonun çalışma prensipleri:

Dinamik Mikrofon: Dinamik terimi aslında “dinamo” kelimesine dayanır. Dinamo ise döngüsel hareketlerin, içindeki mıknatıslarla elektrik enerjisine çevirilmesini sağlar. Dinamik mikrofonların çalışma prensibi de buna dayanır.

Dinamik mikrofonlar da bir mıknatıs çevresine sarılı bir bobine yapışık bir membran mevcuttur. Membran üzerine çarpan ses dalgalarının titreşimi ile bobini mıknatıs çevresinde hareket ettirir. Bu da bobinin uçlarına elektrik sinyali olarak iletilir.

Şerit Mikrofon: Yapısal olarak dinamik mikrofonlara benzer. Burada mıknatıs yerine metal bir şerit bulunur. Ribbon denilen şerit çok hafif ve kırılgandır. Ribbon

mikrofonlar için yüksek fiyat ve kırılganlık dezavantaj sayılabilir ancak mükemmel ses kalitesi ile ayrı bir yeri vardır

Kapasitif Mikrofon: Kondansatörlü mikrofon demeyi tercih ediyorum. Bu mikrofon türü diyafram boyutlarına göre kendi içinde küçük, orta ve büyük (1 inç) diyaframlı olarak ayrılıyor. Aynı zamanda kapasitif mikrofon diyebileceğimiz bu mikrofon türü stüdyoların vazgeçilmezidir.

Ayrıca kapasitif mikrofonlar çalışmak için elektriksel enerjiye ihtiyaç duyar. Pil veya Phantom Power (+48 volt) ile ihtiyaç duyulan enerjinin karşılandığı çeşitli modeller mevcuttur.

c- Mikrofonların yönsel özellikleri:

• Omnidirectional (heryönlü/küresel) : Her taraftan gelen sesi eşit hassasiyette alır.

• Half-omnidirectional/hemispherical (yarı heryönlü/yarıküresel): 180 derece açıda her yönden eşit hassasiyette alır (PZM mikrofon paterni)

• Cardioid (Kalp şekilli) : Sadece önden gelen sesleri alır, arkadan gelenleri reddeder.

• Supercardioid (süper kalp şekilli): Cardiodid'den daha dar bir ön alış alanı vardır ancak tam arkada da dar bir alandan gelen sesleri alır, arkada iki ölü noktası vardır. Ana ses kaynağı ile beraber mekândan yansıyan ambiyansı da hafifçe almak için idealdir.

• Hypercardioid (hiper kalp şekilli) : Supercardiodid'den daha dar bir ön alış alanı vardır ancak arkadan gelen sesleri alış alanı daha geniştir, arkada iki ölü noktası vardır.

• Bidirectional/Cosine/Figure of 8 (çift yönlü/kosinüs veya 8 şeklinde mikrofon da denir): Önden ve arkadan gelen sesleri alır, yanları reddeder.

OMNİ DİRECTİONAL CARDİOİD

FİGURE OF EİGHT HYPER-CARDİOİD

d- Diyafram boyutunun etkileri : 1- Diyafram büyüdükçe :

• İç gürültü (Self Noise) azalır

• Frekans Aralığı (Frequency range) daralır

• Taşıyabileceği Ses Şiddeti Seviyesi (SPL Handling) değeri azalır

• Dinamik aralığı (Dynamic range) azalır

• Hassasiyeti (Sensitivity) artar

g- Elektriksel Ses:

a- Doğru akım devreleri – Ohm yasası ve dirençlerde seri-paralel bağlantılar:

Ohm yasası V=I.R Seri bağlamalarda akımlar direkt toplanır. Paralel bağlamalar da 1/r1 + 1/r2 + 1/rn= 1/Ref’i verir.

Doğru akım devreleri:

Seri devreler: Bir devredeki elemanlar uç uca bağlanarak bir araya getirilir ve boşta kalan iki uç da üretece bağlanırsa oluşan devreye seri devre denir. Seri devredeki elemanlar birbirine seri bağlıdır. Seri devrede elektrik yükünün akabileceği bir tek yol vardır. Güç kaynağının negatif kutbundan çıkan negatif yükler tüm devre elemanlarından geçerek pozitif kutba ulaşır. Diğer bir deyişle, seri bağlı elemanların her birinden geçen akım şiddeti aynıdır. Ampermetreler devreye her zaman seri bağlanır.

Paralel devreler: Bir devredeki iki elemanın birer uçları birleştirilerek elde edilen iki uç üretecin kutuplarına bağlanırsa oluşturulan devre paralel devredir. Bu devredeki iki eleman birbirine paralel bağlıdır. Paralel devrede yükün akabileceği birden fazla yol vardır. Güç kaynağının negatif kutbundan çıkan yüklerin bir kısmı bir elemandan kalanı diğer

elemandan geçerek pozitif kutba ulaşır. Paralel bağlı iki elemandan geçen akımların toplamı ana koldan geçen akıma eşittir. Voltmetreler devreye daima paralel bağlanır.

Paralel ve seri bağlantıları hesaplama:

Sınıf Notu (Özgür Ömürbek):

Dirençler elektronik devrelerde belki de en çok kullanılan ve en temel elemanlardır. Bir çok farklı amaç için kullanılan dirençler birbirlerine seri ve paralel olarak bağlanabilir. Bir hat üzerinde birbiri ardına bağlı dirençler seri bağlı dirençlerdir. Aşağıdaki gibi birbiri ardına bağlı dirençler seri bağlı dirençlerdir.

A ve B terminalleri arasında bağlı olan R1, R2 ve R3 dirençleri seri bağlıdır. Seri bağlı dirençlerde tüm dirençler üzerinden eşit akım akar. Yani;

IR1=IR2=IR3

Seri bağlı dirençlerde eşdeğer direnci bulmak için tüm dirençler toplanır. Yani eşdeğer direnç;

RT=R1+R2+R3

Akımları eşit olan seri bağlı dirençlerin gerilimleri farklı olabilir. Gerilimler direnç büyüklüklerine bağlıdır. Aşağıdaki örneği inceleyelim.

Yukarıdaki örnekte R1=3Ω, R2=2Ω ve R3=5Ω olarak verilmiştir. A terminalinden B terminaline akan akım IAB, ve A ve B terminalleri arası voltaj VAB olarak belirtilmiştir.

Yukarıdaki devrede toplam direnci bulursak;

RT= 3 + 2 + 5 = 10Ω’dur.

RT=10Ω ise VAB=20V olduğunda; ohm kanununa (V=IxR) göre IAB=20/10 = 2A olarak bulunur.

A ve B terminalleri arasından akan akım olan 2 Amper tüm dirençler üzerinden akmaktadır. Şimdi yine ohm kanununa göre tüm dirençlerin gerilimlerini bulabiliriz;

VR1=2 x 3 = 6V VR2=2 x 2 = 4V VR3=2 x 5 = 10V

Tüm dirençlerin gerilimleri yukarıdaki gibi ohm kanunu ile bulunabilir. Tüm dirençlerin gerilimleri toplamı A-B terminalleri arasındaki gerilime eşittir. Yani;

VAB=VR1+VR2+VR3

Benzer şekilde n adet direnç seri bağlı olduğunda:

Seri Bağlı Dirençlerde Eşdeğer (Toplam) Direnç;

RT = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 + … + Rn

Seri Bağlı Dirençlerde Akım;

I = IR1 = IR2 = IR3 = IR4 = IR5 = … = IRn

Seri Bağlı Dirençlerde Gerilim;

VT = VR1 + VR2 + VR3 + VR4 + VR5 + … + VRn

Bu kurallara göre şimdi aşağıdaki seri bağlı direnç devresinin eşdeğerini çıkartalım…

Yukarıdaki devrede önce toplam eşdeğer direnci bulalım;

RT = R1 + R2 + R3 + R4

RT = 10 + 15 + 5 + 20 = 50Ω

Eşdeğer dirençle devreyi tekrar çizersek aşağıdaki gibi olur;

Ohm kanununa göre devreden akan I akımını bulalım;

V = IxR formülünden akım bulmak için; I = V / R I = 10 / 50 = 0,2 Amper

Devreden akan akım 0,2 amperdir ve bu akım tüm dirençler üzerinden akmaktadır. Buna göre şimdi diğer dirençlerin gerilimlerini de bulabiliriz.

VR1 = 0,2 x 10 = 2V VR2 = 0,2 x 15 = 3V VR3 = 0,2 x 5 = 1V VR4 = 0,2 x 20 = 4V

Tüm dirençlerin gerilimleri toplamı da besleme gerilimine eşittir.

b- Alternatif akım, genliği ve yönü periyodik olarak değişen elektriksel akımdır. En çok kullanılan dalga türü sinüs dalgasıdır. Farklı uygulamalarda üçgen ve kare gibi değişik dalga biçimleri de kullanılmaktadır. Bütün dalgalar birbirlerine elektronik devreler aracılığı ile çevrilebilir.

c- RMS ve PEAK değerleri: Root Means Square(RMS) kısaca ortalama güç de denilebilir.

Ses sistemlerinde nominal çalışma gücüde denilebilir. Peak ise hoparlörün çıkabileceği maxımum gücü gösterir. Bu değerler aslında hoparlördeki akım ve gerilimin değerlerini gösterir. Müziğin yapısına uygun olarak gerilim değerleri her zaman oynar. Hoparlör alırken RMS değerine göre alırız ancak peak değeri de hoparlörün dayanabileceği maxımum gerilimi, güç formülüne göre de maxımum gücü verir

d- dBm, dBu ve dBv:

DBM: Bu birim 600 ohm empedansta watt’ı referans alır. Eski analog cihazlar için kullanılır.

DBU:Bu birim dBm’den farklı olarak herhangi bir empedans değeri için kullanılır. Modern profesyonel ses cihazlarında sinyal seviyesi için dBu birimi kullanılır. Normal ses seviyesi 1.228 volttur bu da +4dbu ye eşittir.

dBv: Yarı profesyonel ev tipi cihazlar için kullanılır. (0dbv=1volt) Normal çalışma seviyesi -10dBv’dir. Buda 0.316 volta eşittir.

e- Bazı elektronik devre elemanları ve empedans kavramı:

• Güç kaynağı: Güç Kaynağı enerji üreteci anlamına gelmektedir.Elektronik de kullanacağımız enerji elektrik enerjisi (DC) olacaktır.

• Direnç: Direnç kelimesi, genel anlamda, "bir güce karşı olan direnme" olarak tanımlana bilir. Elektrik ve elektronikte direnç, iki ucu arasına gerilim uygulanan bir maddenin akıma karşı gösterdiği direnme özelliğidir. Kısaca; elektrik akımına gösterilen zorluğa DİRENÇ denir. Direnç"R" veya "r" harfi ile gösterilir, birimi ohm (Ω) dur.

• Kapasitör/Kondansatör: Alternatif akım devrelerinde, elektrik yükünü biriktirmek, kapasitif reaktans sağlamak amacıyla kullanılan gereç. Temelde bir ince yalıtkan ile birbirinden ayrılmış iki iletken levhadan oluşan aygıt.Bir kondansatörun elektrik yükü taşıyabilme yeteneği yani, kapasitesi C ile gösterilir ve levhalarda birikmiş elektrik yükünün (Q =Coulomb ) levhalar arasındaki potansiyel farkına ( V = volt ) oranına eşittir.

• Bobin: Bobin yalıtkan bir makara üzerine belirli sayıda bakır tellerin sarılması suretiyle elde edilen elektronik devre elemanıdır. Bilindiği gibi bir iletkenden akım geçirildiğinde, iletken etrafında bir manyetik alan oluşur. Bu alan kâğıt üzerinde daireler şeklindeki kuvvet çizgileri ile sembolize edilir.

Bir bobinden AC akım geçirildiğinde, bobin sargılarını çevreleyen bir manyetik alan oluşur. Akım büyüyüp küçülüşüne ve yön değiştirmesine bağlı olarak bobinden geçen kuvvet çizgileri çoğalıp azalır ve yön değiştirir.

Bobine bir DC gerilim uygulanırsa, manyetik alan meydana gelmeyip bobin devrede bir direnç özelliği gösterir.

• Hoparlör elektrik enerjisini ses enerjisine çeviren bir Transducer’dır.

• Mikrofon ise hoparlörün tersine ses dalgalarını elektrik enerjisine çeviren Transducer’dır.

• Empedans: Empedans (impedance), bir devrenin alternatif akıma gösterdiği dirençtir.

Ohm cinsinden gösterilir. Yüksek empedans High-Z, düşük empedans ise Low-Z ile ifade edilir.

İki cihaz arasında bağlantı kurarken, kaynağın çıkışı ile alıcının giriş empedansının aynı olmasına dikkat edilmelidir. Veya alıcının empedansı, kaynağın empedansından en az 10 kat yüksek olmalıdır.

h- Direnç renk kodları:

i- Elektriksel ses sinyali:

Ses sinyali taşıyan kablolar elektrik ve enerji kaynakları, bilgisayar ve video monitörleri, prizler ve elektrik kablolarından ile daha birçok yerden gürültü kaparlar. Kablo uzunluğu arttıkça sinyale karışan gürültü riski de artar. Kablo uzunluğu için 2-3 metre genelde üst sınır olarak kabul edilir. Bu uzunluk, ortamdaki gürültü riskinin seviyesine göre azalabilir

ya da çoğalabilir.

Dengeli (balanced) sinyal taşıma yöntemi sayesinde kablo uzunluklarını gürültü problemi olmadan 300 metreye hatta daha fazlasına çıkarmak mümkündür! Dengeli sinyal taşıma yöntemini açıklayacağım ama ondan önce faz ve dengesiz sinyal kavramlarına kısaca değinmek istiyorum.

a- Faz: Faz, sinyal veya ses dalgalarının çevrimlerinin referans alınan zamana göre ilişkisidir. Faz derece (°) cinsinden ifade edilir. Bir çevrim 360°’dir. Örnek olarak eşit iki sinüs dalgasını ele alalım: İki dalganın genlik tepe noktaları (peak amplitude) zaman içinde aynı yerde ise bu iki dalga arasında faz farkı yoktur. İki dalganın genlik tepe noktaları zaman içinde farklı yerlerde ise bu iki dalganın arasında faz farkı ya da başka bir deyişle faz kayması vardır.

Aşağıdaki şekilde aralarında 90° faz farkı bulunan iki sinüs dalgası görüyorsunuz. Birinci sinüs dalgası sıfır noktasındayken (0° veya 180°), ikinci sinüs dalgası artı veya eksi tepe

noktasındadır (90° veya 270°).

Faz ile ilgili bilmemiz gereken en önemli şeylerden biri faz kaymalarının ya da faz farklılıklarının frekans (dolayısıyla dalga boyu) ve zamana göre değiştiğidir.

Faz, sinyallerin veya ses dalgalarının birleşimi ve karışımı açısından büyük önem taşır.

Aralarında faz farkı bulunmayan iki sinüs dalgası matematiksel olarak toplanıp birbirlerini güçlendirir. Aralarında 180° faz farkı olan iki sinyal birbirini yok eder.

b- Dengesiz (Unbalanced) Sinyal:

Gitar, synthesizer gibi müzik aletleri ile bazı (genelde ev tipi ve yarı profesyonel) ses cihazları sinyal giriş ve çıkışları için tek iletkenli kablo kullanırlar. Bu iletken tel yüksek frekanslı gürültülerden ve dip seslerinden korunmak amacıyla shield (kalkan) ya da sleeve (elbise veya gömlek kolu) adı verilen, Türkçede genellikle şase olarak adlandırılan telle sarılır. Bu şekilde taşınan sinyale dengesiz sinyal ya da İngilizce adıyla unbalanced signal denilir. Sinyali bu taşıma ve koruma şekli kablo uzunluğu arttıkça veya elektrik hatlarından kaynaklanan bir takım sebepler yüzünden her zaman etkili olamamaktadır.

c- Dengeli (Unbalanced) Sinyal:

Yukarıda da belirttiğim gibi gürültüden arınmış sinyal için (özellikle uzun kablo mesafeleri için) dengeli sinyal kullanmalıyız. Dengeli sinyalin çalışma prensibini basitçe şöyle

açıklayabiliriz:

• Dengeli sinyal için iki iletken ve bir şaseden oluşan kablo kullanılır.

• Sinyal çıkışta iki iletkene birden gönderilir fakat ikinci iletkendeki sinyalin fazı ters çevrilir. Kablo içinde her iki iletken de aynı sinyali taşımasına karşın fazları

birbirlerine göre 180 derece terstir.

• İki iletken, kablonun içinde birbirine çok yakın olduğu için aynı gürültü ve dip sesten etkilenir. Bir iletken üzerindeki gürültü pozitif (+) olduğu zaman diğer iletken üzerinde de pozitiftir (+), aralarında faz farkı yoktur (burada dikkat edilmesi gereken nokta, kablonun içinde iletkenlerin üzerindeki sinyallerin fazlarının birbirlerine göre ters fakat her iki iletkenin üstündeki gürültünün aynı fazda olduğudur).

• Kablonun diğer ucunda (giriş yapılan cihazda) ikinci iletkendeki sinyalin fazı tekrar ters çevirir. Dolayısıyla iki iletken üzerindeki sinyallerin fazları aynı olur.

• İkinci iletkenin fazının ters çevrilmesi sırasında bu iletken üzerindeki gürültünün fazı da ters çevrilmiş olur. Bu durumda sinyaller aynı fazda ama sinyaller üzerindeki gürültü birbirlerine göre ters fazdadır.

• Fazları ters olan iki aynı sinyal birbirini yok eder. Sonuç olarak gürültü de bir sinyal olduğuna göre faz farklılığından dolayı kablodaki gürültü bu teknikle yok edilmiş olur.

d- Konnektörler:

a- TS :

1/4″ TS (aynı zamanda 1/4″ Phone olarak da bilinir), üzerinde bir iletken ve bir şase bağlantısı olan bir konnektördür.

1/4″ TS, mono dengesiz sinyal için kullanılır. TS’nin açılımı tip ve sleeve/shield’dır.

İsmini çapından (çeyrek inç) almıştır. Gitar ve synhesizer gibi enstrümanların yanı sıra birçok ses cihazında yaygın olarak kullanılan bir konnektördür.

b- TRS :

1/4″ TRS üzerinde iki iletken ve bir şase bağlantısı olan bir konnektördür. TRS’nin açılımı tip, ring ve sleeve/shield’dır.

1/4″ TRS, stereo dengesiz sinyal ya da mono dengeli sinyal için kullanılır.

Stereo dengesiz sinyale örnek olarak kulaklıkları gösterebiliriz. Tip, sol; ring ise sağ kanaldaki sinyal için kullanılır.

Mono dengeli sinyale örnek olarak profesyonel ses kartlarının çıkışlarını ya da referans monitörlerinim girişlerini gösterebiliriz. Her iki ucunda da TRS konnektör olan çift iletkenli bir kablo ile ses kartınızın çıkışını monitörünüze bağlayabilirsiniz (tabii eğer hem ses kartınız hem de monitörünüz dengeli bağlantıyı destekliyorsa). Burada dikkat edilmesi gereken konu, dengeli bağlantılarda her kanal için ayrı bir TRS-TRS uçlu kabloya

ihtiyacınız olduğudur (stereo için sağ ve sol kanal olmak üzere toplam iki adet kabloya ihtiyacınız olur).

Özetle, uçlarında TRS konnektörler bulunan çift iletkenli bir kablo ile

▪ stereo dengesiz sinyal (tek kablo ile hem sağ hem de sol kanal) ya da

▪ mono dengeli sinyal (tek kablo ile sadece tek kanal) taşıyabilirsiniz.

c- XLR: XLR konnektörler mikrofonlar ve profesyonel ses cihazlarında kullanılır. XLR üzerinde üç pin bulunur:

Pin 1 – X – Şase Pin 2 – L – Pozitif (+) Pin 3 – R – Negatif (-)

XLR konnektörler mono dengeli sinyal için kullanılır.

XLR sadece mikrofonlar için değil, cihazlar arasındaki bağlantılar için de kullanılır.

Örnek olarak profesyonel ses mikserlerinin analog çıkışları ve güç amplifikatörlerinin girişlerinde genellikle XLR konnektörler bulunur.

j- Sayısal Ses

• Analog - Sayısal kavramları: Analog, sürekli zamanlı (continious time) sinyaldir.

Sinyalin üzerinde seçilen iki nokta arasında sonsuz nokta vardır ve sinyali doğrudan aktarır. Analog ses, duyularla doğrudan algılanabilir. Sayısal (digital) ise ayrık zamanlı (discrate time) sinyallerdir. Dijital sinyal, periyodik olarak analog sinyalden alınan örneklerden oluşur.

• İkili Sayı Sistemi (Binary Code): Binary sayı sisteminde iki adet sayı bulunur. Bunlar 0 ve 1 dir. Bu yüzden binary sayı sisteminin tabanı 2'dir.

Bu sayı sistemine İngilizce'de ikili sayı anlamına gelen binary numbers yani binary sayı sistemi denilmiştir.

Her sayı dijit olarak ifade edilir ve basamaklar 2'nin kuvveti olarak yazılır.

Örneğin 4 dijitten (haneden) oluşan (1011 )2 gibi 4-bitlik bir sayının bit ağırlıkları 2³,2²,2¹,2º 'dır.

Bit ağırlıklarının en küçük olduğu dijite en küçük değerlikli sayı (least significant digit, LSD), bit ağırlığının en büyük olduğu dijite ise en büyük değerlikli sayı (most significant digit) denir.

MSB tarafı en ağırlıklı bit, LSB tarafı en küçük değerli bittir.

Elektriksel mantıkta 1 elektrik (akım veya gerilim) var, 0 elektrik (akım veya gerilim) yok anlamındadır.

Dijital veriler ikili sistemde (Binary Code) kodlanır. Dijital dilde her kelime 0 veya 1 olarak bitlerden oluşmaktadır.

Bunun hesaplanmasında bit değeri, 2 üzeri olarak hesaplanır. Yani:

8 Bit:=256 Step 16 Bit:=65,536 Step 20 Bit =1,048,576 Step 24 Bit =16,777,216 Step

• Sampling: Dijital ses cihazları, analog sinyaldeki anlık voltajı ölçer ve bu ölçümleri dijital kelimelere (digital words) çevirir. Bu işleme Sampling (Örnekleme) denir.

• Örnekleme Hızı (Sample Rate): Analog bir sinyalden, 1 Saniyede alınan örnek sayısıdır ve kHz cinsinden ifade edilir. (Örn. 44100 kHz.)

• Oversampling: Sinyalin analogdan, dijitale çevrilmesi sırasında analog – dijital çevirici (A/D Converter) içinde uygulanan bir işlemdir. Bu işlemde kullanılacak sample rate 128 ile çarpılır. Buradaki amaç elektronik gürültüyü daha geniş bir frekans aralığına dağıtmaktır. BU işlemden sonra sample rate, decimator adlı bir devreyle tekrar hedeflenen seviyeye düşürülür. Buna down sampling denir.

Örnek: 44.1 kHz. x 128=5644,8 MHz. down sampling 44.1 kHz.

• Bit rate (Bit oranı /Bit hızı): Bir veri aktarımında belirli bir noktadan saniyede geçen bit sayısını gösterir. Bit rate birim zamanda işlenen veri sayısıdır. Kbit/s gibi.

• Nyquist Teoremi: Bu teoriye göre, sample rate örneklenmek istenen frekansın en az iki katı olmalıdır.

• Quantisation: Analog sinyaldeki voltaj değerlerinin, dijital sistemde temsil edilen en yakın değere yuvarlanmasıdır. 3 bit ile alınan bir kayıtta yapılan voltaj ölçümü sadece 8 seçenek olduğu için voltaj alakasız değerlere yuvarlanırken, 24 bit ile aldığımız bir kayıtta 16.777.216 voltaj örneği temsil edilir. Dolayısıyla ölçülen voltaja çok daha yakın voltajın temsil edilmesi sağlanmış olur. İşte voltajın bu en yakın değere yuvarlanması durumu Quantisation olarak adlandırılır.

• Sampling Rate Distortion: Olması gerekenden daha düşük bit değerlerinde örneklenen ses yeterli sıklıkta voltaj örneği alınmadığı için quantize esnasında bozulmaya uğrar. Bu bozulma durumuna sampling rate distortion denir.

• Dither: Kayıtta kullanılan bit oranın çok yüksek olduğu veya 24 bit, 32 bit gibi oranlarla yapılan bir kaydın bit oranını CD standartı 16 bit gibi daha düşük seviyelere düşürdüğümüz durumlarda bit sayısındaki azalma (truncate), ses kalitesinde bazı bozulmalara neden olabilmektedir.

Dither, bunun engellenmesi ve quantisation hatalarının azalması için kullanılan ve dijital kelimeler (digital Word) içindeki alt bitlere gelişi güzel uygulanan sayılarla ortaya çıkan white noise sinyalidir. Dither, dinamik aralık için çok büyük öneme sahiptir.

• Aliasing(Örtüşme): Örneklenen analog sinyalin frekans içeriğine uygun olmayan örnekleme frekansı kullanılması, başka bir deyişle, Nquist değerinden düşük

frekansta bir örnekleme frekansı kullanılması nedeniyle, örneklenmiş dijital sinyalin spektrumundaki bozukluklar olarak kendini gösterir. Aliasing, yüksek frekanstaki bir verinin, olduğundan daha düşük frekansta görünmesine sebep olur. Böylelikle oluşan farklı frekanstaki sinyal ‘False Iidentity’ frekans veya ‘Alias’ frekansı olarak bilinir.

Örneklenen bir frekansın bir de – yönde bir iz düşümünün vardır. Aliasing sorunu örneklenen frekansın + yöndeki iz düşümü ile, bir sonraki örneğin – yöndeki iz düşümünün üst üste binmesinden kaynaklanır.

k- Sinyal Akışı: Ses mikseri sinyal akışı aşağıdaki şemada gösterilmiştir.

l- MIDI:

Müzik Enstrümanları Dijital Arabirimi ya da kısaca MIDI (Musical Instrument Digital Interface), elektronik müzikaletleri ve bilgisayarlar arasında gerçek zamanlı veri

alışverişini sağlayan, endüstri standardı haline gelmiş yaygın bir iletişim protokolüdür.

Midi konnektörleri (DIN), 5 pinli bir yapıdadır. Standart midi bağlantılarında DIN

konnektöründeki 1 ve 3 numaralı pinler kullanılmaz. 2 Numaralı pin şase(sleeve), 4 ve 5 numaralı pinler ise volt değerinde akım taşımak için kullanır. Midi mesajları bir tek 5 numaralı pinden aktarılır. Her midi kablosu, 16 kanal midi bilgisi taşıyabilir. Bazı midi cihazlarına USB ile de bağlantı yapılabilir.

Midi cihazlarında Midi in, Midi Out ve Thru bağlantı noktaları bulunur.

Protokol: Her bit ayrı aktarılır ama 8 bit tek kelime olarak okunur Seri protokolde aktarılan veri hızı 31250 BAUD’dur.(BAUD= byte/sn)

Birden fazla MIDI cihazının bulunduğu bir bağlantıda, bu cihazlardan biri master, diğerleri ise slave olarak adlandırılır. Slave cihazlar, masterdan gelen veriler doğrultusunda çalışır.

Midi In: Dış kaynaktan gelen MIDI verilerinin cihaza iletilmesini sağlar.

ÖRNEK: Bir synthesizera MIDI in portu üzerinden MIDI bilgileri aktarırsanız bu synthesizer dışarıdan gelen MIDI mesajları ile notaları kendi üzerindeki seslerle çalabilir.

MIDI out: MIDI out, bir cihazın üzerindeki MIDI verilerini , diğer MIDI cihazlarına iletmek için kullanılır.

ÖRNEK: İki synthesizerı MIDI in ve MIDI out portları üzerinden birbirine bağlayabilir ve birinci synthden bastığınız notayı ikinci synthin seslerini kullanarak duyabilirsiniz.

MIDI thru: MIDI in portundaki bilgilerin bir kopyasını diğer MIDI cihazlarına göndermek için kullanılır. Burada amaç, iletilen veriyi, aradaki cihazda yapılan müdahalelerden etkilenmeden, yani masterdan geldiği haliyle almaktır.

ÖRNEK: Bir önceki örnekte iki synthi MIDI in ve out portlarını kullanarak birbirine

bağlamıştık. Eğer sisteme üçüncü bir MIDI cihazı veya enstrümanı dahil etmek istersek, ikinci synthin MIDI thru portunu, üçüncü synthin in portuna girmek bağlamak gerekir.

MIDI Mesaj Yapısı

MIDI Mesajları:

Midi mesaj yapısı Byte’lar halinde üretilir. MIDI mesajları bir durum mesajı (1byte) ve bir veri mesajı(1+1=2 Byte)

1 Byte, 8 bit’ten oluşur. Byte’ın en solundaki basamak MSB (Most Significant bit) olarak adlandırılır. Durum mesajlarında (Status Message) MSB 1, veri mesajlarında (Data Message) ise MSB 0’dır.

1 S S S S S S S (Status byte) 0 D D D D D D D (Data byte)

Status – Ne oldu, nerede oldu, Data hangi tuşa basıldı, tuş sertliği neydi gibi verileri barındırır.

MIDI mesajları iki ana amaca yöneliktir:

1-Kanal Mesajları:

a:Voice (Ses) b:Mode 2-Sistem Mesajları:

a:Real Time b: Common

c: System Execlutive (SysEx) MIDI Mesajının sayısal yapısı:

MIDI mesajı ikili sayı (Binary Code) şeklindedir. Bu mesajları okurken veya bu mesajlara müdahale ederken sayıyı önce 16’lık sayıya çevirmemiz gerekecek. Bunun için önce MIDI Byte’ına detaylı göz atmamız gerekir.

Bir MIDI Byte’ı 10 bit uzunluğundadır. Soldaki ilk bit start sağdaki son bit ise stop komutuna karşılıktır. Arada kalan 8 bit ise MIDI mesajının özelliklerini ve işlenecek veriyi belirtir.

1 Nibble= 4 Bit 1Byte=8 Bit= 2 Nibble

Durum Mesajı

Status Message

+

Data Message

+

Bir MIDI mesajında ilk Byte Durum Byte’ı, sonraki iki byte ise Veri Byte’ı olarak gönderilir.

Her MIDI mesajı, 1 Durum Byte’ı ile başlar.

Durum Byte’ının içeriği şu şekilde düzenlenmiştir. Solda yer alan ilk bit’in mesajın tipini temsil ettiğini daha önce de belirtmiştik. Mesajımız Durum mesajı olduğu için soldaki ilk bit 1 olacaktır. Sonraki ilk 3 bit gerçekleşecek olayı belirtir. Böylece 8 bitten oluşan mesajımızın ilk Nibble’ı tamamlanmış olur. 2. Nibble ise bu olayın hangi kanalda gerçekleşeceğini belirtir.

Bunu biraz daha açarsak: 1001nnnn şeklindeki bir durum Byte’ında 1001 rakamının olayı, nnnn harflerinin de kanal numarasını verdiğini anlaya biliriz. Yani, mesajımız 1001nnnn ise, 10 numaralı olay, n kanalında gerçekleşecek diyebiliriz.

Gelelim 1001 rakamının yer aldığı birinci Nibble’dan nasıl 10 rakamını elde ettiğimize. İşte burada konunun başında bahsettiğimiz 2’lik sayıyı 16’lık sayıya çevirme konusu devreye giriyor.

Şimdi bir ikilik bir sayıyı nasıl 16’lık sayıya çevirir ve bunu da nasıl ifade edebiliriz görelim.

Öncelikle Olay mesajını bir Byte değil iki Nibble şeklinde ele almamız gerektiğini unutmayalım.

1. Nibble bize olayı, 2. Nibble bize kanal numarasını veriyor demiştik. Şimdilik 2. Nibble’ın nnnn şeklinde belirsiz bir halde olduğunu varsayarak, sadece 1. Nibble’ı hesaplayalım.

En sağdaki rakam 2⁰, yanındaki kinci rakam 2¹, üçüncü rakam 2² ve dördüncü rakamda 2³ ile çarpılır. Çıkan rakamların toplamı da bize olay numarasını verir.

Aşağıdaki örnekte 1001nnnn şeklindeki bir Byte’ı çözümleyeceğiz.

Görüldüğü gibi 1001 sayısının 16’lık tabandaki karşılığı 9’dur.

16’lık sayı sisteminde bir Nibble maksimum 16 sayıyı ifade eder. Ve bu 16 sayının ilk 9 tanesi 1-9arası rakamlarla ve 10 -16 arasındaki diğer sayılar da A-F arası harflerle gösterilir.

Örnek verecek olursak 14 rakamı, D harfi ile ifade edilir. Yine 11 rakamının karşılığı da B olur.

Buradan yola çıkarsak, yukarıdaki şekilde ulaştığımız sonuç 9n olur.

Şimdi bir de hem olayların hem de kanalların yer aldığı başka bir örnek yapalım: Durum Byte’ımız 10110110 şeklinde olsun. Hesaplamaya başlarken önce Byte’ımızı iki Nibbl’a ayıralım:

1011 (Olay) - 0110(Kanal)

Önce olay bölümünü hesaplayarak başlayalım:

(1x2⁰) + (1x2¹ ) + (0x2²) + (1x2³) =11 Yani B

Şimdi de olayın hangi kanalda gerçekleşeceğine bakalım:

(0x2⁰) + (1x2¹ ) + (1x2²) + (0x2³) =6

Sonuç: A6 çıkar. Yani 11. Olay 6 kanalda gerçekleşecektir. Aşağıdaki olaylar tablosuna bakacak olursak; 6. MIDI kanalında, Control Change işleminin gerçekleşeceğini ifade

ettiğimizi görebiliriz.

MIDI OLAYLARI (STATUS):

MESAJ OLAY

(Status)

VERİ (Data) 1 VERİ (Data ) 2

Note Off 8n Tuş Numarası

(Note Number)

Tuş Hızı (Velocity)

Note On 9n Tuş Numarası

(Note Number)

Tuş Hızı (Velocity)

Polyphonic Key Pressure (Polyphonic Aftertouch)

An Tuş Numarası (Note Number)

Basınç (Pressure)

Control Change Bn Kontrol No

(Control Number)

Kontrol Verisi (Control Data)

Program Change Cn Program No

(Program Number)

-

Channel Key Pressure (Channel Key Aftertouch)

Dn Basınç

(Pressure)

-

Pitch Wheel En LS Byte

(Least Significant)

MS Byte

(Most Significant)

Temel MIDI olayları yukarıdaki tabloda belirtildiği gibidir. Tablodan da anlaşılacağı üzere önce hangi olayın gerçekleşeceği, hangi kanalda gerçekleşeceği bilgisi ve sonra 2 Byte halinde tuş numarası, basınç, hız gibi veriler işlenir.

(Bu doküman, Alparslan Öztürk ve YTÜ, Sanat ve Tasarım Fakültesi, Duysal Tasarım / Müzik Teknolojileri öğrencilerinin (Adem Çıtak, Burak Saraloğlu, Tarık Başderici, Gökmen Telci, Işıtan Sönmez, Özgür Şahin, Umutcan Davarcı ve Cem İnce) ortak çalışmaları sonucu, Alparslan Öztürk tarafından hazırlanmıştır.)

Kaynakça:

Eden, Arda, Müzik Teknolojisine Giriş Ders Notları (v0.3) Doç. Dr. Arda Eden, Kasım 2018 Zeren, Ayhan, Müzik Fiziği (3. Baskı), İstanbul, Pan Yayıncılık, 2003

Önen, Ufuk, Ses Kayıt ve Müzik Teknolojileri (10. Baskı), İstanbul, Çitlembik Yayınları, Ekim 2017 Webders- Fizik. “Ses Dalgaları.” Erişim 16.12.2018, http://webders.net/ses-dalgalari-ders-18- 277p2.html

Elektrikçe, “Seri Bağlı Dirençlerde Akım, Gerilim ve Toplam Direnç”, Erişim 16.12.2018, https://www.elektrikce.com/seri-bagli-direnclerde-akim-gerilim-ve-toplam-direnc/