Ana sayfa Donanım Mikrofon ve Line Sinyal Seviyeleri

Mikrofon ve Line Sinyal Seviyeleri

0

Bu yazımızda, mikrofon ve line sinyal seviyelerini ve bu sinyallere özgü bir takım önemli hesaplamaları bulacaksınız.

MİKROFON SİNYAL SEVİYESİ (MSS)
   
Akustik ortamdaki hareket, mikrofon tarafından elektrik sinyallerine dönüştürülür. Böylece ortam değişikliği gerçekleşir. Ses dalgaları titreşim özelliğini yitirmeden elektron tanecikleri tarafından elektrik ortamında iletilmeye başlar. Bu sırada sinyalin genliğe bağlı parametrelerinde (şiddet, basınç, güç vb.) fiziksel değişimler meydana gelir. Değişimler yalnızca parametrik açıyla sınırlı değildir. Aynı zamanda tanımları da değişecektir. örneğin akustik ortamda basınç olarak tanımlanan fiziksel hareket, elektrik ortamında gerilim olarak adlandırılmaya başlanır.

Ses dalgalarının, mikrofonlar tarafından aktarıldığı elektriksel ortamdaki ilk sinyal seviyesine Mikrofon Sinyal Seviyesi (MSS) denir. Geçen sayımızda Akustik Sinyal Seviyesi (ASS) konusunda belirtilen 94dBSPL, mikrofonlar için diyaframa gelen ses basıncının referans seviyesi olarak kabul edilir. 94dB SPL,  diyaframın üzerine 1 Pascal’lık bir basınç uygular. Başka bir deyişle 94dBSPL, 1 santimetre karelik bir alana uygulanan 10 dyne ya da 10 mikrobar’lık basınca eşittir. (Ayrıca, 1 dyne/cm2=0.1Pa basınca karşılık gelen 74dB SPL de referans verilebilir. Bunun için mikrofonların teknik verilerine bakmak gerekir).

94dB(SPL) = 1 Pascal = 10dyne/cm2 = 10microbar

Diyafram, mikrofonun girişi; dolayısıyla akustik enerjinin elektrik enerjisine çevrilebilmesi için sinyalin karşılaştığı ilk yer olarak düşünüldüğüne göre, bir de mikrofonun çıkış seviyesi söz konusudur. MSS, mikrofon çıkış sinyalinin mili volt (mV) olarak ölçülmesiyle anlam kazanır. 94dB SPL gibi insan kulağı tarafından yüksek bir ses seviyesiyle algılanabilen akustik sinyal, mikrofon seviyesinde ancak mili volt ile ölçülebilen çok küçük değerlerde dolaşır.

1V = 1000mV
   
Mikrofona giren ASS ile mikrofondan çıkan MSS arasındaki ilişki, mikrofonun duyarlılığı (sensitivity) olarak ifade edilir. Duyarlılık hesaplamalarında, mikrofon diyaframına 1 kHz’lik osilatör sinyali 30cm uzaklıktan ASS değeriyle uygulanır. çıkış değeri mV cinsinden ya da dBV olarak belirtilir. Eğer dB kullanılıyorsa, referans sinyal değeri olarak 1V alınır. Gerilim değeri daima mV olarak açığa çıkacağına göre, dBV değeri de daima  (-) olacaktır. Diğer taraftan bazı mikrofonların teknik verilerinde duyarlılık mV/Pa ifadesi ile belirtilir. Bu ifade herhangi bir birim değildir. Yalnızca mikrofona uygulanan ASS sonucunda,  mikrofondan açığa çıkan gerilim değerini gösterir.

ASS değeri sabit kalmak koşuluyla mikrofonun duyarlılığının artması, mV değerinin yüksek olması demektir. Duyarlılığı en yüksek mikrofonlar, yayıncılık sektöründe kullanılan line tipi tüfek (rifle veya shotgun)  mikrofonlardır. çıkış gerilimleri 20mV ile 60mV arasında değişir. özel bir mikrofon tipi olan line mikrofonların dışındaki mikrofonların çoğu, ortalama 1mV-10mV arasında duyarlılığa sahiptir. Sinyal akışı çerçevesinde radyo-tv stüdyolarında kullanılan mikrofonlar da ortalama 2mV gerilim açığa çıkarırlar. MSS, preamp’ler tarafından yükseltilerek ses masasına ya da ilgili ekipmanlara gönderilir.

özetle MSS, mikrofon çıkış gerilim değeri seviyesidir ve bu nedenle mikrofonların duyarlılığı ile doğrudan ilgilidir. Seviye mV düzeyinde bir gerilime sahiptir ve bu gerilim, preamp’ler tarafından yükseltilerek sistemde ilgili diğer ekipmanlara iletilir. Yayıncılık sektöründeki MSS referans seviye daima 2mV olarak kabul edilir.
   
LINE SİNYAL SEVİYESİ (LSS)

MSS, preamp tarafından yükseltilerek ses masaları, kayıt cihazları, işlemciler vb. ekipmanlara aktarılır. Preamp çıkışından power amp girişine kadar kullanılan tüm bu ekipmanlar içerisinde dolaşan sinyal seviyesine line sinyal seviyesi   (LSS) denir.

Bu formül, LSS için referans gerilimin hesaplanmasında kullanılır. Burada P, devreden geçen sinyalin watt cinsinden gücü; R ise devrenin yükteki direncidir. P ve R değerlerinin tüm audio ekipmanları üzerindeki referans seviyeleri P için 1mW, R için 600? kabul edilir (600?, telefon telleri üzerindeki standart empedans değerdir). Buna göre formülde P ve R’yi yerine koyacak olursak:

V2 = P x R
     = 0.001 x 600
     = 0.6
V  = 0,775 (rms) 

olarak karşımıza çıkar. Yayıncılığında içinde olduğu profesyonel ses sistemlerinin büyük bir kısmında LSS’nin hesaplanması için daima 0.775 V’luk referans değer ele alınır. Bu değere sıfır seviye (zero level) adı verilir.

?ekilde, sinüs dalgası üzerinde peak ve efektif değerler görülüyor. LSS için referans alınan efektif değer ile sinyalin peak noktası arasında kalan bölge olan headroom, LSS için kullanılan ve üretici firmalar tarafından ekipmanlar için önerilen efektif değer veya daha teknik tanımla nominal seviye’yi kapsar. Yani bu değer, headroom’a bağlı kalınarak ekipmanın çıkış gerilim değerini belirleyen LSS değeridir.

Her ne kadar biz bu yazı dizisinde yayıncılık sektörünü ele alsak da LSS,  uygulama alanlarına göre (yayıncılık, sahne, stüdyo, ev tipi vb.) farklı seviyelere sahiptir. özellikle ekipman üretiminde LSS için en geniş anlamda iki uygulama alanı hedef alınır: Profesyoneller ve profesyonel olmayanlar.

Profesyonel olmayan ekipmanlar, İngilizcede domestic ya da consumer olarak adlandırılan ev tipi ya da yarı profesyonel kullanıcılara hitap eder. Bu kategoriye giren ekipmanlara örnek olarak basit müzik setleri verilebilir. Bu alan için üretilen donanımlarda sinyal akışı değeri standart LSS 316mV’tur. Profesyonel uygulama alanına giren ekipmanlardan en büyük farkı, sıfır seviyenin 0.775V yerine 1V alınmasıdır.

Profesyonel uygulama alanları da kendi içerisinde 3’e ayrılır: Profesyonel 1, profesyonel 2 ve profesyonel 3.  Profesyonel 1 sinyal akışında LSS 775mV, profesyonel 2 ‘de 1.228V’tur. Profesyonel 3 kategorisine giren ekipmanlar yayın ekipmanları olarak tanımlanır. Dolayısıyla yayıncılık sektörü, diğer kategorilere göre özel bir LSS değeri içerir. Bunun nedeni vericilerdir. AES/EBU standartlarına göre bir audio yayınında LSS, referans alınan sıfır seviyenin (0.775V) en fazla %40 üzerindeki değere eşit olmalıdır. Sıfır seviye 0.775V olduğuna göre, bunun %40 üzerindeki LSS değeri logaritmik olarak 1.946V’a eşittir. Bu değer, gerilim oranları formülünde yerine konacak olursa, sıfır seviyenin 8dBu üzerinde olduğu görülür. Resim 2

dBu = 20 log V/V(ref)
dBu = 20 log V/ 0.775
dBu = 20 log 1.946/ 0.775
dBu = ~ +8

Sonuç olarak yayıncılık sektöründe standart LSS değeri dB cinsinden 8dBu’dur. Başka bir ifadeyle sıfır seviye, LSS’nin 8dB altında olacaktır. Seviye dB olarak belirtilirken, referans alınan değerlerin 0.775V ve 600? olduğunu belirtmek amacıyla dB’nin yanına u (mikro)  eklenir. 
 

 

 

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here