Skip to main content

Ses Dönüştürücüleri Nedir |Ses Dönüştürücüleri Hakkında Herşey

SES DÖNÜŞTÜRÜCÜLERİ NEDİR ?

Ses dönüştürücüleri nedir ? Ses , ses dalgası , hoparlör nedir ? Ses ve ses dalgaları nasıl oluşur ve özellikleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Ses Dönüştürücüleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

SES DÖNÜŞTÜRÜCÜLERİ

Ses, “akustik dalgalar” için kullanılan genel addır.Akustik dalgaların frekansları, 1Hz’den on binlerce Hertz’e kadar değişen frekanslara sahiptir ve insanın işitme üst limiti yaklaşık 20 kHz, (20.000 Hz) civarlarındadır.

Duyduğumuz ses, temel olarak, akustik dalgaları üretmek için kullanılan bir Ses Dönüştürücüsü tarafından üretilen mekanik titreşimlerden oluşur ve sesin “duyulması” için, hava, sıvı ya da katı madde yoluyla iletmesi için bir ortam gerektirir.

Ayrıca, gerçek sesin, tek bir ton veya nota gibi sürekli bir frekans ses dalgasında olması gerekmez, ancak mekanik bir titreşim, gürültü veya “patlama” gibi tek bir ses darbesinden oluşan bir akustik dalga olabilir.

Ses Dönüştürücüleri, sesi bir mikrofon gibi elektrik sinyaline dönüştüren giriş sensörlerini ve elektrik sinyallerini tekrar hoparlör gibi sese dönüştüren çıkış aktüatörlerini içerir.

Sesi yalnızca insan kulağı tarafından tespit edilebilen, 20Hz’den 20kHz’e (tipik bir hoparlör frekansı yanıtı) tespit edilen frekanslar aralığında mevcut olarak düşünme eğilimindeyiz, ancak ses bu aralıkların ötesine de uzanabilir.

Ses dönüştürücüler, kızılötesi ses adı verilen çok düşük frekanslardan ultrason adı verilen çok yüksek frekanslara kadar ses dalgalarını ve titreşimleri algılayabilir ve iletebilir.Ancak bir ses dönüştürücüsünün “ses” i tespit etmesi veya üretmesi için önce sesin ne olduğunu anlamamız gerekir.

Ses Nedir?

Ses, temel olarak, mekanik titreşimin bir şekli tarafından üretilen ve örneğin sesin kaynağı tarafından belirlenen bir “frekansı” olan, örneğin bir davulun düşük frekanslı bir sese sahip olduğu gibi , bir enerji dalgası biçimidir.

Bir ses dalga formu, Dalga Boyu (λ), Frekans (ƒ) ve Hız (m/s) olan elektriksel dalga formuyla aynı özelliklere sahiptir.Hem ses frekansı hem de dalga şekli, sesi başlangıçta üreten kaynak veya titreşim tarafından belirlenir ancak hız, ses dalgasını taşıyan iletim ortamına (hava, su vb.) bağlıdır.

Dalga boyu, hız ve frekans arasındaki ilişki aşağıda verilmiştir.

Ses Dalgası İlişkisi

Frekans(f) = Hız (m/s^-1) / Dalgaboyu(λ) Hertz

Burada ;

Dalgaboyu – Saniye cinsinden bir tam döngünün zaman periyodudur, (λ)

Frekans – Hertz cinsinden saniye başına dalga boyu sayısı, (ƒ)

Hız – (m/s^-1) cinsinden bir iletim ortamı yoluyla ses hızıdır.

Mikrofon Giriş Dönüştürücüsü

“Mic” olarak da adlandırılan Mikrofon, “ses sensörü” olarak sınıflandırılabilecek bir ses dönüştürücüsüdür.

Bunun nedeni, esnek diyaframına etkiyen “akustik” ses dalgasıyla orantılı olan bir elektriksel analog çıkış sinyali üretmesidir.Bu sinyal, akustik dalga biçiminin özelliklerini temsil eden bir “elektriksel görüntüdür”.

Genel olarak, bir mikrofondan gelen çıkış sinyali, gerçek ses dalgasıyla orantılı olan bir voltaj veya akım şeklinde bir analog sinyaldir.

Ses dönüştürücülerinde bulunan en yaygın mikrofon türleri Dinamik, Elektret Kondenseri, Şerit ve Piezo-electric Kristal tipleridir.Ses dönüştürücüsü olarak mikrofonlar için tipik uygulamalar, ultrasonun tıbbi uygulamalarda kullanıldığı yerlerde ses kaydı, çoğaltma, yayınların yanı sıra telefonlar, televizyon, dijital bilgisayar kaydı ve vücut tarayıcılarıdır.

Basit bir “Dinamik” mikrofon örneği resimde gösterilmiştir.

ses ve ses dalgaları , ses dönüştürücüleri nedir

Dinamik Hareketli-bobin Mikrofon Ses Dönüştürücü

Dinamik bir mikrofonun yapısı, hoparlörünkine benzer, ancak tersidir.

Ses dalgalarını elektrik sinyaline dönüştürmek için elektromanyetik indüksiyon kullanan, hareketli bir bobin tipi mikrofondur.Kalıcı bir mıknatısın manyetik alanı içinde asılı çok küçük bir ince tel bobinine sahiptir.Ses dalgası esnek diyaframa çarptığında, diyafram, bağlı tel bobinin mıknatısın manyetik alanı içinde hareket etmesine neden olan ses basıncına yanıt olarak ileri geri hareket eder.

Bobinin manyetik alan içindeki hareketi, Faraday’ın Elektromanyetik İndüksiyon Yasası ile tanımlandığı gibi bobinde voltaj oluşmasına neden olur.Bobinden çıkan çıkış voltajı sinyali, diyafram üzerine etkiyen ses dalgasının basıncına orantılıdır, böylece ses dalgası ne kadar yüksek ya da güçlüyse, çıkış sinyali de o kadar büyük olur ve bu tür bir mikrofon tasarımı basıncını hassas hale getirir.

Tel bobin genellikle çok küçük olduğu için, bobinin ve bağlı diyaframın hareket aralığı, ses sinyaline fazdan 90 derece olan çok lineer bir çıkış sinyali üretildiğinde, çok küçüktür.Ayrıca, bobin düşük empedanslı bir indüktör olduğundan, çıkış voltajı sinyali de çok düşüktür, bu nedenle sinyalin bir “ön amplifikasyon” biçimi gerekir.

Bu tür bir mikrofonun yapısı, bir hoparlörünkine benzediğinden, gerçek bir hoparlörü mikrofon olarak kullanmak da mümkündür.

Açıkçası, bir hoparlörün ortalama kalitesi, stüdyo tipi bir kayıt mikrofonu için olduğu kadar iyi olmayacak, ancak makul bir konuşmacının frekans tepkisi aslında ucuz bir “freebie” mikrofondan daha iyi olacaktır.

Ayrıca tipik bir hoparlörün bobin empedansı 8 ila 16Ω arasında değişmektedir.

Hoparlör Çıkış Dönüştürücü

Ses aynı zamanda bir uyarı sesi üretmek veya bir alarm gibi davranmak için bir çıkış cihazı olarak da kullanılabilir ve hoparlörler, sesler, kornalar ve sirenler, bu amaç için en yaygın kullanılan ses tipi için çıkış sesiyle kullanılabilen her tür ses dönüştürücüsüdür.

Hoparlörler, “ses aktüatörleri” olarak sınıflandırılan ve mikrofonların tam karşıtı olan ses dönüştürücülerdir.Görevleri, karmaşık elektrik analog sinyallerini orijinal giriş sinyaline mümkün olduğunca yakın olan ses dalgalarına dönüştürmektir.

Hoparlörler tüm şekillerde, boyutlarda ve frekans aralıklarında mevcuttur ki daha yaygın tipler hareketli bobin, elektrostatik, izodinamik ve piezo-elektrik’tir.Hareketli bobin tipi hoparlörler, elektronik devrelerde, kitlerde ve oyuncaklarda en çok kullanılan hoparlördür ve aşağıda inceleyeceğimiz bu tür ses dönüştürücüsüdür.

Hareketli Bobin Hoparlörünün çalışma prensibi, yukarıda baktığımız “Dinamik Mikrofon”un tam tersidir.“Konuşma veya ses bobini” adı verilen ince tel bobini, çok güçlü bir manyetik alan içerisinde askıya alınır ve kenarlarında metal bir çerçeveye asılan “diyafram” olarak adlandırılan bir kağıda veya Mylar konisine takılır.

Daha sonra basınca duyarlı giriş aygıtı olan mikrofonun aksine, bu tür ses dönüştürücü, basınç üreten bir çıkış aygıtı olarak sınıflandırılabilir.

Hareketli Bobin Hoparlör

Analog bir sinyal, hoparlörün ses bobininden geçtiğinde, elektro-manyetik alan üretilir ve gücü, ses yükselticisinin ses kontrol ayarının belirlediği “ses” bobinden akan akımla veya hareketli bobin sürücüsü belirlenir.

Bu alan tarafından üretilen elektromanyetik kuvvet, etrafındaki ana kalıcı manyetik alana karşı çıkar ve bobini kuzey ve güney kutupları arasındaki etkileşime bağlı olarak bir yöne veya diğerine itmeye çalışır.

Ses bobini koniye/diyaframa kalıcı olarak bağlı olduğundan, bu aynı zamanda art arda hareket eder ve hareketi etrafındaki havada bir rahatsızlığa neden olarak bir ses oluşturur.Giriş sinyali sürekli bir sinüs dalgasıysa, koni, hareket ederken havayı iten ve çeken bir piston gibi hareket ederek içeri girip çıkacak ve sinyalin frekansını temsil eden sürekli bir tek ton duyulacaktır.

Koninin hareket ettiği ve etrafındaki havayı ittiği kuvvet ve dolayısıyla hızı sesin yüksekliğini üretir.

Konuşma veya ses bobini temel olarak bir indüktör gibi bir empedans değerine sahip olduğu bir tel bobini olduğundan çoğu hoparlör için bu değer 4 ila 16Ω arasındadır ve 0Hz veya DC’de ölçülen hoparlörün değeri , “nominal empedansı” değeri olarak adlandırılır.

Amplifikatör ile hoparlör arasında maksimum güç aktarımı elde etmek için amplifikatörün çıkış empedansı ile her zaman hoparlörün nominal empedansı ile eşleştirmenin önemli olduğunu unutmayın.

Çoğu amplifikatör hoparlör kombinasyonu, % 1 veya% 2 gibi düşük bir verimlilik oranına sahiptir.

ses dönüştürücüleri nasıl çalışır

Bazıları tarafından tartışılsa da, iyi hoparlör kablosunun seçimi adına, kablonun iç kapasitansı ve manyetik akı karakteristikleri sinyal frekansıyla değiştiğinden, hem frekans hem de faz bozulmasına neden olduğundan, hoparlörün etkinliğinde önemli bir faktördür.

Bu, sinyali zayıflatma etkisine sahiptir.Ayrıca, yüksek güç amplifikatörlerinde, büyük akımlar bu kabloların içinden akar, böylece küçük ince çan teli tipi kablolar, uzun süre kullanıldıkları zaman aşırı ısınabilir ve bu da verimliliği azaltır.

İnsan kulağı genellikle 20Hz ila 20kHz arasındaki sesleri duyabilir ve genel amaçlı hoparlörler olarak adlandırılan modern hoparlörlerin frekans tepkisi, bu frekans aralığında, kulaklık, kulaklık ve ses dönüştürücü olarak kullanılan ticari olarak satılan diğer kulaklık türlerinde çalışacak şekilde düzenlenir.

Bununla birlikte, yüksek performanslı High Fidelity (Hi-Fi) tipi ses sistemleri için, sesin frekans tepkisi farklı küçük alt frekanslara bölünür ve böylece hem hoparlörlerin verimliliği hem de genel ses kalitesi aşağıdaki şekilde artar:

Genelleştirilmiş Frekans Aralıkları

Birim Açıklaması Frekans Aralığı
Sub-woofer 10Hz – 100Hz
Bass 20Hz – 3Khz
Orta-Menzil 1Khz – 10Khz
Tweeter 3Khz – 30Khz

Tek bir alan içine yerleştirilmiş ayrı bir Woofer, Tweeter ve Mid-range hoparlörü olan çoklu hoparlör muhafazalarında, ses sinyalinin tüm alt grupların doğru şekilde bölünmesini ve çoğaltılmasını sağlamak için pasif veya aktif bir “geçiş” ağı kullanılır.

Bu geçit ağı, geçit veya kesme frekansı ayrı ayrı hoparlör özelliklerine göre ince ayarlanmış ve çok hoparlörlü bir “Hi- örneği örneği ayarlanmış olan dirençler, indüktörler, kapasitörler, RLC tipi pasif filtreler veya op-amp aktif filtrelerden oluşur.

Çok Hoparlörlü (Hi-Fi) Tasarım (Resimde şemayı görebilirsiniz)

SES DÖNÜŞTÜRÜCÜLERİ SONUÇ:

Bugün Ses Dönüştücüleri Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı olmuştur.

Bu derste, ses dalgalarını algılamak ve üretmek için kullanılabilecek farklı Ses Dönüştürücülerine baktık.Mikrofonlar ve hoparlörler en yaygın olarak kullanılan ses dönüştürücüsüdür, ancak çok yüksek frekansları algılamak için piezoelektrik aygıtlar kullanan diğer birçok tür ses dönüştürücüsü, su altı seslerini ve ses ileten ve alan ses sensörlerini tespit etmek için su altında kullanılmak üzere tasarlanan hidrofonlar , denizaltıları ve gemileri tespit etmek için vb. de kullanılmaktadır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.