Mikrofonlar
Mikrofonlar, ses sinyallerini algılayan ve elektriksel
titreşimlere çeviren, yani ses sinyaliyle orantılı bir voltaj veya akım üreten dönüştürücülerdir. Bir ses
dalgasındaki titreşimlerin elektriksel benzeri olan
sinyali üretmeye yarayan birçok fiziksel prensip vardır.
Bunlar, bağlantı direncinin değişimi, piezo elektrik, elektromanyetik ve manyetostriksiyon (mıknatıslandığı zaman bir cismin boyunda meydana gelen değişiklik) prensiplerini içine alır. Bütün bu prensipler ve diğerleri yıllarca denenmiş, ancak sonunda piezo-elektrik,
elektromanyetik, elektrostatik ve kapasitif prensipleri uygulamaya konmuştur.
Bütün mikrofonlar ses dalgalarına tepki gösteren çeşitli şekillerde yapılmış diyafram ya da benzeri bir elemana sahiptir. Mikrofona gelen ses dalgaları diyaframa çarpar ve ses basıncındaki değişikliklere göre diyafram içe veya dışa doğru hareket ederek mekanik titreşim yapar.
Bu titreşimler sonucunda mikrofonun çıkış uçlarında bir gerilim meydana gelir. Çıkış uçlarında meydana gelen gerilim, hareket eden parçanın titreşimlerinin genliği ve frekansı ile orantılıdır.
Özellikleri:
Mikrofon seçiminde dikkat edilecek faktörler,
mikrofonun kullanıldığı yere ve amaca uygun seçilir:
Yönsellik
Frekans Tepkisi Geçiş Tepkisi
Duyarlılık – Hassasiyet
Mikrofonun eşdeğer gürültü oranı Empedans
Maksimum ses basınç seviyesi (SPL)
Yönsel Özellik ( Directionality )
Yönsel Özellik, mikrofonun hangi yön veya yönlerden gelen seslere duyarlı olduğunu gösterir. Buna ses alma ya da duyma şekli anlamına gelen pick-up pattern denir.
Pick-up pattern in grafiğine ise polar pattern denir.
Mikrofonlarda üç farklı pickup pattern bulunur 1-Omnidirectional (Her yöne)
2-Unidirectional (Bir yöne) 3-Bidirectional (çift yöne)
Şerit Mikrofonlar
Prensip: Sesle ilişkili hava hareketi, manyetik alanda metalik şeridi hareket ettirir ve şeridin hızıyla orantılı olan, şeridin uçları arasında bir "hız" mikrofonu olarak tanımlanan bir görüntüleme voltajı oluşturur.
Kondenser Mikrofonlar
Prensip: Ses basıncı, ince bir metal zar ile sabit arka plaka arasındaki boşluğu değiştirir. Plakalar, C'nin kapasitans, V öngerilim pilinin voltajı, A her plakanın alanı ve d plakaların ayrılması olduğu bir toplam şarjla yüklenir.
Avantajlar:
En iyi genel frekans tepkisi, bunu birçok kayıt uygulaması için tercih edilen mikrofon yapar.
Dezavantajları:
Pahalı
Mikrofona yakın olduğunda patlayabilir ve çatlayabilir Plakaları önyüklemek (biasing) için bir pil veya harici güç kaynağı gerektirir.
Plaka aralığındaki bir değişiklik, Q yükünde bir
değişikliğe neden olur ve R direnci yoluyla bir akımı zorlar. Bu akım, ses basıncını "görüntüler" ve bunu bir
"basınç" mikrofonu yapar.
Kondenser Mikrofon Sinyali
Kondansatör mikrofonun düz, aslına sadık frekans tepkisi, mekanizmasından kaynaklanır. Membran üzerindeki yük yalnızca aralığa bağlıdır ve frekans yanıtını çarpıtmak için kayda değer bir rezonans göstermez.
Paralel plakalı membran yapısının kapasitansı hesaplanabilir..
Aralık değiştiğinde, yük değişir ve direnç R'den bir elektrik akımı verir.
Direnç boyunca ölçülen voltaj, membranı hareket ettiren ses basıncının elektriksel bir görüntüsüdür.
Kondansatör mikrofonun algılama elemanı hafif bir membran olduğundan, mükemmel bir geçici tepki verebilir. Kondansatörün mükemmel yüksek frekans yanıtına sahip olduğu gerçeği, iyi bir geçici yanıt
anlamına gelir, çünkü keskin geçişler, onları takip eden sürekli seslerden daha yüksek frekans içeriğine sahiptir.
Kondansatör mikrofonunun membranı tetiklemek için sürekli, kararlı bir DC voltajı olması gerektiğinden, bu voltajı ses karıştırma kartından sağlamak yaygın bir uygulamadır. Voltaj, tipik olarak 48 volt olan mikrofon uçlarından biri aracılığıyla uygulanır ve genellikle
"fantom gücü" olarak adlandırılır. Alternatif, pil beslemeli bir önyargı olduğundan, bir pilin orta performansta bitme riski olduğu için, karıştırma
kartlarından gelen fantom güç sağlanması faydalıdır.
Elektret Kondenser Mikrofon
Elektret kondansatörlü mikrofonlar, bu kadar
mükemmel frekans tepkisi özelliklerine sahip stüdyo standardı kondansatör mikrofonlarıyla
karşılaştırılmamalıdır. Elektret sınıfı mikrofonlar, diyaframları için kalıcı olarak polarize edilmiş bir elektret malzemesi kullanan, böylece geleneksel
kondansatör için gereken polarize DC voltajı ihtiyacını ortadan kaldıran kondansatör mikrofonlardır.
Çok ucuza yapılabilirler ve taşınabilir ses
kaydedicilerdeki tipik mikrofonlardır. Daha kaliteli elektret kondansatör mikrofomları, son derece yüksek empedanslarına uyması ve sinyali güçlendirmesi için bir alan etkili transistör (FET) ile tesarlanmış bir ön-
yükselticisi (pre-amplikator) içerir.
Son teknik literatür, üretimde artan hassasiyetle elektret kondansatör mikrofonlarının, performans kullanımı için dinamik ve şerit mikrofonlarla rekabet edecek kadar yeterli kalitede üretildiğini öne sürmektedir.
Minyatür elektret kondansatörlü mikrofonlar,
sağlamlıklarının ve makul sinyal-gürültü oranlarının iyi hizmet ettiği işitme cihazlarında verimli bir uygulama bulmuştur.
Hoparlör/kulaklık/insert kulaklık
Bu aygıtların tümü ses enerjisini elektrik enerjisine
çevirir. Çalışma ilkeleri mşkrofonun tersidir. O nedenle sadece hoparlör demekle kulaklıklar ve hoparlörlerin tümü anlaşılmalıdır.
Bir elektriksel audio sinyali hoparlöre uygulandığı
zaman ses bobininin içinden geçer, elektromanyetik bir alan üretir, ve daimi mıknatıs tarafından üretilmiş olan manyetik alan ile etkileşir. Bu etkileşim, bobine bağlı olan diyaframın etkileşerek titreşim üretmesine sebep olur. Odyo işaretin pozitif kısmı bobini etkilerken daimi mıknatısın negatif kutbu bobini ve diyaframı çeker.
Odyo işaretin negatif kısmı bobini etkilerken daimi mıknatısın pozitif kutbu bobini ve diyaframı çeker.
Daimi mıknatısın pozitif kutbu, işaretin pozitif kısmının etkilediği bobini ve diyaframı iter.
Tüm hoparlörler aynı ilke ile çalışsada özellikleri amaca uygun olarak farklılaşır. Örneğin hoparlörün frekans yanıtı, diyafram ve bobinin büyüklüğü ve
kullanılan diğer materyallerin kalınlığı tarafından tayin edilir.
Kapasitor hoparlörler, kondanser/kapasitor mikrofonların tersi olarak çalışır. Kondanser
mikrofonun ön ve arka plakları sinyale göre yaklaşıp uzaklaşarak rarefaksiyon ve kompresyon üreterek ses dalgalarını oluşturur.
Hoparlör
Hoparlörler, tüm uygulanalarda, yeniden üretilen bir sesin doğruluğu konusunda neredeyse her zaman sınırlayıcı unsurdur. Ses üretimindeki diğer aşamalar çoğunlukla elektroniktir ve elektronik bileşenler
oldukça gelişmiştir. Hoparlör, güçlendirilmiş ses
sinyalinin orijinal ses dalgası gibi ses üretmek için bir koniyi veya başka bir mekanik cihazı hareket ettirmesi gereken elektromekanik süreçleri içerir. Bu süreç pek çok zorluk içerir ve genellikle ses üretimindeki
adımların en kusurlu olanıdır. Hoparlörlerinizi
dikkatlice seçin. Hoparlör muhafazaları hakkındaki bazı temel fikirler, perspektif konusunda yardımcı olabilir.
Saygın bir üreticiden iyi bir hoparlör seçip bunun için iyi bir fiyat ödedikten sonra, ondan iyi bir ses üretimi
elde edeceğinizi varsayabilirsiniz. Ama olmaz- iyi bir muhafaza olmadan olmaz. Doğrudan yayılan hoparlörle ilgili aşağıdaki sorunlar nedeniyle muhafaza, ses
üretiminin önemli bir parçasıdır:
Hoparlör Ayrıntıları
Günümüzün dinamik hoparlörlerinin tasarımına
muazzam miktarda mühendislik çalışması yapılmıştır.
Güçlü bir kalıcı mıknatısın manyetik alanı içinde serbestçe hareket edebilmesi için hafif bir ses bobini monte edilmiştir. Hoparlör konisi ses bobinine ve esnek bir montaj ile hoparlör desteğinin dış halkasına
tutturulmuştur. Hoparlör konisi için belirli bir "yuva"
veya denge konumu olduğundan ve montaj yapısının esnekliği olduğundan, kaçınılmaz olarak bir yay
üzerindeki bir kütleninki gibi serbest bir koni rezonans frekansı vardır. Frekans, koninin ve ses bobininin
kütlesini ve sertliğini ayarlayarak belirlenebilir ve
yapının doğası gereği sönümlenebilir ve genişletilebilir, ancak bu doğal mekanik titreşim frekansı her zaman oradadır ve frekans aralığındaki frekansları artırır. İyi bir muhafazanın rolünün bir kısmı, bu rezonans
frekansının etkisini en aza indirmektir.
