Ana sayfa Donanım Mikrofonlar, çeşitleri ve kullanım alanları

Mikrofonlar, çeşitleri ve kullanım alanları

0

Ses mühendisi örsan Şarman, mikrofonların özelliklerini, algı tiplerini ve mikrofon seçerken dikkat etmeniz gereken temel bilgileri sizlerle paylaşıyor.

Mikrofon, ses dalgalarını elektriksel titreşimlere çeviren, elektroakustik bir cihazdır. Akustik sinyalleri elektrik sinyallerine çevirirler.. Bu özelliği ile bir çeşit geçişimci olarak değerlendirirler (transducer). 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 ya hızı ya da titreşimlerinin genliği ile orantılıdır. Bu titreşimlerin elektriksel gerilime nasıl çevrildiği mikrofonun çalışma prensibine bağlıdır. 

Elektrodinamik mikrofonlar, manyetik mikrofonlar, şeritli mikrofonlar, karbonlu mikrofonlar, kondansatörlü (kapasitif) mikrofonlar, basınç alan mikrofonlar, kristalli mikrofonlar, elektretli mikrofonlar çeşitli örneklerdir.

Mikrofonlar iki ana kategori altında toplanabilirler:

 

 

  1- Dinamik Mikrofonlar

Dinamik mikrofonlarda ses, elektromanyetik endüksiyon ile oluşturulur. Küçük bir bobin, sabit mıknatısın etki alanında bulunur. Mikrofona bir ses geldiğinde diyafram titreşir ve benzer şekilde dışarıya ses dalgası verir. Bobinde elektrik sinyalleri üretilir. Buna paralel olarak diyafram titreşimlerinin hareket değişimleri gözlemlenir. 
 

Hava basıncından dolayı ses dalgaları oluşur, bunlar bobinde elektriksel sinyallere dönüşür. Bobin manyetik alanda hareket ettiğinde de diyaframın analog hareket mekanizması meydana gelir.

Yukarıdaki resimden, ses dalgalarının diyaframı titretmesi ve mıknatısın etrafındaki tel sarımının hareketi ve  buna bağlı olarak ürettiği elektriğin nasıl kablo üzerinden mikrofonun dışına taşındığı daha rahat anlaşılabilmektedir.

2- Kondenser Mikrofonlar

Kondenser mikrofonlar, kapasitif ya da kapasitörlü mikrofonlar olarak da bilinir. Kapasitör elektrik enerjisini, elektrostatik bir alanda depolamaya yarar. Diyafram, kapasitörün levhalarından birini yönlendirir ve titreşimler, tabakalar arasındaki  mesafelerin sürekli değişmesini sağlar. Bu değişimler, değişken elektrik sinyallerine çevrilir.

 
DC (doğru akım) bu iş için en çok kullanılan yöntemdir. Bir de RF öngerilimi yöntemi vardır. Bu yöntem bazı Sennheiser markalı mikrofonlarda kullanılır.

Bu mikrofonlardaki kapasitörün (aşağıdaki çizimde “battery” olarak gösterilen) belli bir miktar elektrik ile depolanmış olması gerekir. Bunu sağlamak için +48 volt (phantom power) ile beslenmesi gerekir (bazı kondenser mikrofonlar 1,5 voltluk kalem pil ile bile çalışabilmektedir.)  Bu levhalar birbirlerine yaklaştıklarında birinden diğerine geçen elektriğin gerilimi yükselmekte uzaklaştıklarında ise azalmaktadır.

 

 

Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi, diyaframa yani ön levhaya çarpan ses dalgaları, frekansa bağlı olarak levhalarının arasındaki mesafelerin sürekli olarak değişmesine sebep olacaktır. Bu değişikler de mikrofondan çıkan elektrik sinyallerinin farklı gerilimlerde olmasına yol açacaktır.
 
Kondenser mikrofonlar genelleme yapılacak olursa dinamik mikrofonlardan daha hassas mikrofonlardır. Dinamik mikrofonlarda ihtiyaç duyulan akustik enerji daha çok olduğundan mikrofonu kaynağa nispeten yakın kullanmak gerekir. Bir davul kick’ ini dinamik bir mikrofon ile kaynağına çok yakın bir şekilde kullanabilirken bunu kondenser bir mikrofon ile yapmak istersek sinyalin seviyesi, diyaframın aşırı hareketine bağlı olarak çok yüksek değerlere çıkabilecek hatta distorsiyonlu olmasına sebep olabilecektir.

Sahne performanslarında ya da stüdyo kayıt ortamında genel bir kural olmamakla beraber kick, tom, bongo, congo, gitar amplisi gibi yüksek akustik güç açığa çıkaran ses kaynaklarında dinamik mikrofonların genel olarak tercih edilir. Ziller, yaylılar gibi daha az akustik güce sahip enstrümanlarda ise daha çok kondenser mikrofonlar tercih edilir. Tabi kullanım şekli kullanılan amaca bağlı olarak ses mühendisinin yapmak istediğine göre de değişir. 

Kondenser mikrofonlar daha hafif ve esnek yapıda olmalarından dolayı genel olarak dinamiklerden daha hassastırlar. Ancak kondenser mikrofonların bu denli hassas olması, onların istenmeyen seslere ve  sarsıntılara da daha hassas olması sorununu da beraberinde getirir. Dinamik mikrofonlar sert çalışma ortamlarına, neme ve olumsuz fiziki koşullara daha dayanıklı mikrofonlardır ve kondenser gibi ek bir enerji kaynağına ihtiyaç duymazlar. Yukarıda da bahsettiğim gibi kullanılan amaca bağlı olarak aynı ses kaynağını farklı tipte mikrofonlar ile kayıt etmek tercih edilebilir. Konserde sahnede kullanılacak vokal mikrofonu genelde dinamik tercih edilirken, stüdyodaki albüm kayıtlarını bu şekilde kayıt etmek ise pek tercih edilen bir yöntem değildir.

 

 

Mikrofon seçiminde dikkat edilecek faktörler:

Bu faktörler, mikrofonun kullanıldığı yere ve amaca göre yedi kısma ayrılır:

Directionality (Yönsellik) : Bir mikrofonun değişik yönlerden gelen seslere nasıl bir fark ile tepki verdiğinin ifadesidir. 

Grafikteki halkalar eş ses basıncı seviyelerini göstermektedir. En dıştaki halka 0 dB halkasıdır ve her açıdan gelen ses 0 dB referans seviyesinde algılanır. Yukarıdaki grafikten bu mikrofonun, en azından belirli bir frekansta,  omnidirectional olduğunu yani her yönden gelen sese eşit bir tepki verdiğini görmekteyiz. Aşağıdakinde ise cardioid yapıdaki bir yönsellik söz konusudur.

 

 

Yukarıdaki yön grafiği bize mikrofonun tam karşısından gelen sese (0 derece), yaklaşık olarak 260 dereceden gelen sesten 5 dB daha yüksek bir tepki verdiğini yani karşıdan gelen seslerin mikrofon aracılığı ile yanlardan gelen sesten daha yüksek bir gerilimdeki elektrik enerjisine dönüşeceğini, arkadan gelen seslerden ise daha da yüksek bir gerilimdeki elektrik enerjisine dönüşeceğini göstermektedir. Aynı şekilde 80 derece civarından gelen bir ses de 5 dB düşük algılanacaktır.

Algı tipleri…

Omnidirectional
 

Bu algı tipinde mikrofon her yönden gelen sesi eşit olarak algılar. Böyle bir algı tipi ses kaynağının bariz şekilde belli olmadığı sesin bir çok yönden geldiği durumlarda ya da mikrofonun sabit kaynağın ise hareket halinde olduğu bir durumda kullanılabilir.

Cardioid
Cardioid kalp şekli anlamına gelmektedir. Bu algı tipinde ses en çok diyaframın karşısından geldiğinde mikrofon tarafından algılanırken yanlara doğru gidildikçe azalan bir algı düzeyine düşecektir.

Ortam seslerinden çok, belirli bir yönden gelen sesin mikrofon tarafından algılanmak istendiği ama yanlardan ve arkadan gelen seslerin de belirli düzeylerde algılandığı tiptir. El tipi mikrofonların çoğu bu algı tipindedir.

 

 

Hypercardioid
Bu, cardioid algı tipinin daha da abartılmış halidir. çok daha yönlü bir algı tipidir. Yandan ve arkadan gelen seslerin çoğunu elimine eder. Genellikle,  algı yapısını sağlamak için nispeten daha uzun, ince bir yapıları vardır. Shotgun tipi mikrofonlar genellikle bu algı yapısındadırlar.

Kaynakla arada mesafe olduğu ve çok fazla ortam sesinin olduğu durumlarda tercih edilebilirler. Ancak çok fazla şekilde ortam seslerinden arındırılmış bir ses bazı durumlarda da natürel olmayan sonuçlara yol açabilir. Ayrıca uzak mesafeli bir mikrofonlamada kaynağın küçük hareketleri bile mikrofonun algılamasında önemli düşüşlere yol açabilir.

Bidirectional

Sekiz şekline benzeyen bir yapıya sahiptir. Bu yüzden “figure-of-eight” olarak da adlandırılır. Bu algı yapısında önden ve arkadan gelen sesler eşit şekilde algılanırken yanlardan gelen sesler daha az algılanacaktır. İki kişinin konuşmasını kayıt etmek için ortaya yerleştirilerek kullanılabilir.

Farklı algı yapılarını görmek ve bunların nasıl elde edildiğine dair bir fikir oluşturması açısından aşağıdaki grafik yardımcı olabilir.Bu algı tiplerinin hepsi frekansa bağlıdır. Yani belirli bir frekansta yandan ve arkadan gelen seslere karşı olan hassasiyet farklı bir frekansta bir miktar değişebilir.
 

 

 

Frequency Responce
(Frekans Tepkisi):

Frekans tepkisi bize mikrofonun farklı frekanslardaki seslere nasıl tepki verdiğini gösterir.
Mikrofona aks üzerinde düşen seslerin frekans değiştikçe, genlikte artış veya azalış yaratması gözlemlenip  genlik-frekans düzlemlerinde gösterilmesidir. Bu düzlemdeki eğrinin birleştirdiği genlik ve frekans değerleri bize farklı frekanslarda mikrofonun algılayıp üreteceği sinyalin yüksekliğini görmemizi sağlar.

Yukarıdaki grafikte görülmektedir ki, bu mikrofon 60 Hz bir sesi, aynı genlikteki 200 Hz’lik sesten yaklaşık 5 dB daha düşük algılayacaktır. Ortamdaki ses basınç seviyesi aynı olduğu halde düz bir frekans tepkisine sahip olmadığı için, mikrofon bu sesleri farklı genliklerde algılayacaktır. Bir mikrofon düz bir frekans tepkisine sahip şekilde değil de belirli frekans aralıklarına daha fazla hassas olacak şekilde tasarlanarak belirli tipteki ses kaynaklarını kaydetmede daha uygun olabilir. örneğin drum kick için tasarlanmış bir mikrofon nispeten daha ağır bir diyaframa sahip olacağından  tiz frekanslarda daha düşük algı düzeylerine sahiptir. Bu sayede ortamdaki daha üst frekans seslere karşı daha duyarsız olacak hatta kanallar arası “leakage” oluşması biraz daha önlenebilecektir.
 

 

 

Aşağıdaki frekans cevabı grafiğinde ise geniş diyaframlı kondenser olan AKG C414’ün algı yapısı gösterilmiştir.

Bu mikrofonun frekans tepkisinden görülmektedir ki 2 kHz üzeri sesler mikrofon tarafından daha yüksek seviyelerde algılanmaktadır. İnsan sesinin en çok 1-5 kHz arasında olduğu düşünülürse insan ses aralığındaki frekanslar daha anlaşılır şekilde seslendirilebilir veya kayıt edilebilinir. Ayrıca polar patterni bize göstermektedir ki 16 kHz sesler off axis pozisyona doğru kaydıkça algıdaki düşüş,  daha düşük frekanslara göre daha fazla olur. 

 

 

Transient Responce (Geçiş Tepkisi)

Dinamik mikrofonlar tamamen akustik dalgaların enerjisi ile çalıştığı için kondenser mikrofona kıyasla daha yüksek bir ses enerjisine ihtiyaç duyacaktır. Kondenser mikrofonda ise aynı miktarlardaki elektrik enerjisine çevirmek için daha az ses hacmi yeterli olacaktır. Bu yüzden çok daha hafif bir diyafram kullanılarak çok daha hassas bir geçişimci elde edilebilmiştir. Diyaframın daha hafif olmasına gelen akustik enerjiye mikrofonun çok daha hızlı cevap vermesi sağlanabilir (transient response).

Yukarıdaki grafikte kaynağa eşit uzaklıktaki iki mikrofonun algıladıkları sese nasıl tepki verdiklerini gösterilmiştir. Bu grafiğe bakarak üstteki grafiğin ait olduğu mikrofonun daha hızlı bir cevap verdiğini söyleyebiliriz. Alttaki mikrofonun gelen ses dalgasına cevap vermek için daha fazla zamana ihtiyaç duyduğunu görmekteyiz. Bu grafikten yola çıkarak üstteki grafiğin ait olduğu mikrofonun daha iyi bir “transient response”u olduğu söylenebilir.

 

 

Sensitivity (Duyarlılık – Hassasiyet)

Hassasiyet, bir mikrofonun verilen akustik gücün çıkışta oluşturacağı sinyalin dBSPL olarak ifadesidir. Aynı sese biri daha az biri daha çok çıkış voltajı oluşturan iki mikrofon için yüksek çıkış voltajı olanın diğerinden daha yüksek bir hassasiyete sahip olduğu söylenebilir. Benzer şekilde yüksek hassasiyete sahip mikrofon, çıkışta aynı enerji miktarını oluşturabilmek için daha düşük bir akustik güce ihtiyaç duyacaktır. Hassasiyet ölçümünde kullanılan ses kaynağı 1 watt/ 1 metre olacak şekildedir.

Equivalent Noise Rating
(Mikrofonun kendi dip gürültü oranı)

Mikrofonların gürültü değerleri dBSPL olarak ifade edilir. Bu değer mikrofonun yapısına bağlı olarak farklı şekillerde oluşur. Dinamik mikrofonda diyaframın hareketinden oluşan, kondenserde ise pre amp’dan dolayı oluşan bir gürültü oluşur. Küçük diyafram büyük diyaframa göre nispeten daha fazla bir dip gürültüsüne sahiptir.

Impedance (Empedans)

   
Empedans, bir cihazın AC akıma (ses sinyali gibi) karşı gösterdiği dirençtir. Mikrofon için değerlendirecek olunursa empedans, sinyalin kapasitanz, endüktans ve rezistans özelliklerine bağlıdır. Empedans kısaca Z olarak gösterilir. (Hi-Z Lo-Z gibi). Ohm olarak ölçülür. Ohm ise  ø sembolü ile gösterilir. 600 ø  600 ohm olarak okunur. Genellikle mikrofonlar daha yüksek empedanslı olurken, gitar gibi TS ya da TRS ile kullanılan bağlantılar daha yüksek empedansa sahiptir.

Yüksek empedanslı mikrofonlar nispeten daha ucuzdur ancak uzun mesafeli kablo ile kullanıldıklarında özellikle yüksek frekanslarda ciddi kayıplar yaşanır. Ayrıca yüksek empedanslı sinyaller uzun kablo yolculuklarında “hum” isimi verilen gürültü tipini ortaya çıkarmaya daha yatkın olacaktır.

Mikrofonun empedansının yanısıra, onun bağlı olduğu ekipmanında mikrofona uygun olması önemlidir. Bazı mikrofonlarda empedans değiştirilebilmektedir.

Mikrofon empedansının düşük kullanılan mikserin ise daha yüksek bir empedansa sahip olması bir sorun yaratmayacak ancak mikrofonun kendinden daha düşük bir empedansa sahip miksere bağlanması durumunda sinyalde kayıplar yaşanacaktır.

Low Impedance ( 600ø dan az)
Medium Impedance (600ø – 10,000ø)
High Impedance ( 10,000ø dan büyük)

Max SPL (Maksimum ses basınç seviyesi)
Bir mikrofonun ürettiği sinyalin distorsiyona uğramadan çevirebileceği ses basınç seviyesini ifade eder. Ağır diyaframlı bir Shure D 112’nin ulaşabileceği max spl değeri hafif diyaframlı bir kondenser mikrofondan daha fazla olacaktır.

 

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here