Mikrofon, ses enerjisini elektrik ENERJİ'sine dönüştüren, elektromekanik bir aygıttır. Ses dalgalarının havada oluşturduğu basınç değişikliklerine uyabilen esnek bir diyafram içerir. Havadaki bu basınç değişiklikleri, mikrofonda iki biçimde kullanılır. Mikrofon, ya doğrudan basınçla ya da basınç değişikliğiyle çalışır.
Bir yüzü havaya açık olan mikrofon, doğrudan basınçla çalışır. Diyaframa uygulanan kuvvet, ses dalgasındaki apansız BASINÇ'a ve diyafram yüzeyinin büyüklüğüne bağlıdır. Diyaframın iki yüzü de havaya açıksa, mikrofon, basınç değişikliğiyle çalışır. Bu durumda diyafram, yalnızca ön ve arka yüzüne uygulanan basınçlar arasında birfark olursa hareket eder. Basınç farkının nedeni, diyaframın ön ve arka yüzeylerine ulaşan ses dalgalarındaki faz farkıdır.
Mikrofon türleri: Sesenerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi çeşitli yollardan gerçekleştirilebilir. Bunlar arasında en önemli türler, kömürlü, hareketli bobinli, şeritli, elektrostatik ve billurlu mikrofonlardır.
Kömürlü mikrofonda., ses dalgasındaki basınç değişiklikleri diyaframın titreşmesine yolaçar. Diyaframın hemen arkasında bulunan kömür kırıntılarına iletilen basınç değişiklikleri, bunların elektrik direncini değiştirir. Doğru akımla beslenen devreden, karbon direncindeki sürekli değişiklikler nedeniyle alternatif akım çıkar. Bu alternatif akım, bir transformatörden geçirilerek, daha da kuvvetlendirilir. Bu tür mikrofonlar nitelikli ses üretmezler, ama maliyetleri düşük olduğundan, TELEFON gibi aygıtlarda yaygın biçimde kullanılırlar.
Hareketli bobinli mikrofon,elektromagnetik ilkelere göre çalışır (Bk. ELEKTROMAGNETİZMA). Titreşen diyaframa bağlı bulunan bir bobin, kuvvetli bir kalıcı mıknatısın magnetik alanı içinde hareket eder. Bu görece hareket, bobinde bir akımın indüklenmesine yolaçar. îndüklenen akımın şiddeti, gelen ses dalgasının şiddetiyle doğru orantılıdır (Bk. İNDÜKTANS)
Şeritli mikrofon da elektromagnetik ilkelere göre çalışır. Kalıcı mıknatısın kutupları arasına bir metal şerit sallandırılır. Metal şeritte, tıpkı hareketli bobinde olduğu gibi, ses dalgasının değişikliklerine uyularak bir akım indüklenir.
Elektrostatik mikrofon KONDANSATÖR'e benzer. Ancak, kondansatör levhalarından biri hareketsiz tutulmuş, öteki de diyaıram görevi yapacak biçimde serbest bırakılmıştır. Diyafram hareket ettikçe, kondansatörün ortalama sığası değişir. Plakalar arasına değişmez gerilim uygulandığında, ses titreşimleriyle birlikte kondansatörün sığası da değişeceğinden, devrede bir alternatif alan oluşur, ELEKTRET mikrofonlarda da ilke aynıdır. Yalnız, etektret madde, kendi gerilimini kendi oluşturduğundan, dışardan gerilim gerektirmez.
Billurlu mikrofonların çalışma ilkesi, PİEZOELEKTRİK MALZEMELER'in özelliklerine dayanır. Sözgelimi, üstüne uygulanan değişken bir kuvvet etkisiyle bükülen ya da kıvrılan Rochelle tuzu, bir alternatif (dalgalı) akım üretir. Mikrofon içine yerleştirilen Rochelle tuzu tabakaları, ses dalgası tarafından uyarıldığında, bir değişken gerilim oluşturur.
Frekans yanıtı: Bir mikrofonun frekans yanıtı, mikrofona değişik ses frekansları verilerek saptanır. İki büyüklük, yani hertz cinsinden frekans (ses titreşimlerinin frekansı) ve desibel cinsinden ilgili elektrik akımları ölçülüp, grafiğe işlenir.
Frekans yanıt eğrisi yatay bir doğruysa, bu, mikrofonun değişik ses frekanslarına karşı hep aynı elektrik gücü oluşturduğu anlamına gelir. Uygulamada böyle bir sonuç elde etmek olanaksızdır. Ama, çağdaş tekniklerle, bu yetkin eğriye oldukça yakın frekansyanıtı verebilen mikrofonlar yapılmıştır (Bk. HİPİ SİSTEMLER).
Yöne bağlı özellikler:Bir mikrofonun kutupsal çizimi, farklı açılardan mikrofona ulaşan seslerin oluşturduğu gerilim çıkışlarını çizim yoluyla gösterir. Açılar mikrofon ekseninden başlayarak ölçülür. Frekans kaynağının değişik konumları için ayrı ayrı kutupsal çizimler hazırlanır. Uygulamada Üç farklı tür çizim elde edilir: Birincisi, daire biçimlidir; ikincisi sekize benzer; Üçüncüsü yürek biçimindedir.
Daire biçimli kutupsal çizim çok yönlü mikrofonu simgeler. Çok yönlü mikrofon, her doğrultudan gelen sese aynı duyarlılığı gösterir. Sekiz biçimli bir çizimse, iki yönlü mikrofonu gösterir. Bu tür mikrofonlar, diyaframlarına önden ve arkadan gelen seslere karşı duyarlıdırlar, yandan gelenlere yanıt vermezler. Çizimi yürek biçimli olan mikrofon, daha çok diyaframın ön yüzüne gelen ses dalgalarına duyarlıdır. Daire biçimli çizime, genellikle basınçla çalışan mikrofonlarda raslanır. Bu tür mikrofonların kutupsal çizimleri hep birbirine benzer. Bunlar, düşük frekanslarda çok yönlü, yüksek frekanslardaysa tek yönlü çalışma eğilimindedir. Bu yanıt farkı, engel etkisinden kaynaklanır. Engel etkisi, cisimlerin, dalgaboyu kendi boyutlarından, küçük olan sesleri yansıtması sonucu oluşur. Sözgelimi, mikrofon büyüklüğünde bir cisim, yalnızca 1 kHz'den büyük frekansları yansıtır.
Sekiz biçimli kutupsal çizim, basınç değişikliğine göre çalışan bir mikrofonu simgeler. Daha önce belirttiğimiz gibi, basınç değişikliğiyle çalışan bir mikrofonun diyaframının iki yüzü de havaya açıktır. Diyaframın titreşmesi için yüzeyler arasında basınç farkı olması gerekir. Diyaframın ön ve arka yüzüne ulaşanses dalgaları arasında faz farkı olduğunda, bu durum ortaya çıkar. Faz farkı da, ses dalgasının geliş açısına bağlıdu (Bk. DALGA HAREKETİ). Ses kaynağı, mikrofonun^tam önünde ya da tam arkasındaysa, en büyük basınç farkı oluşur. Buna karşılık, ses kaynağı iki yönden mikrofona yaklaştırıldığında, fazda bir fark olmaz; çünkü ses dalgalan, diyaframın iki yüzüne, eşit uzaklıklar aşarak ulaşırlar. Bu durumda basınç farkı oluşmayacağından, diyafram titreşmez. Değişik açılardan gelen öteki ses dalgaları, en alt ve en üst değerler arasında değişen basınç farkları oluştururlar.
Yürek biçimli kutupsal çizin., mikrofonun tek yönlü olduğunu gösterir. Bu tür mikrofonlar, özellikle gürültülü yerlerde, yalnızca belirli seslerin aktarılması istendiğinde yararlıdır. Tek yönlü mikrofon yapılırken, basınçla ve basınç değişikliğiyle çalışma özellikleri birleştirilir. Yürek çizimli mikrofonun ön tarafındaki iki öğe, elektrik çıkışları birbirini artıracak biçimde aynı fazda çalışır. Oysa mikrofonun arkasındaki öğeler karşıt fazlıdır ve elektrik sinyalini bütünüyle söndürür.
Basınçla çalışma ve basınç değişikliğiyle çalışma özelliklerini birleştiren bir tek öğe kullanılarak da yürek biçimli çizim elde edilebilir. Bu teknik, arka plakalara bir delik açma yoluyla, elektrostatik mikrofonlara, uygulanmaktadır. Yürek çizimli elektrostatik mikrofonların bulunmasıyla, iki diyafram içeren ve sırt sırta iki yürek çizimli mikrofon varmış gibi sonuç veren mikrofonlar geliştirilmiştir. Bu tür bir mikrofon, bir anahtarla, hem tek yönlü ve hem de iki yönlü yanıt sağlayabilir.
Özel tek yönlü mikrofonlar: Bazı durumlarda, belirli bir uzaklıktan ses almak gerekebilir. Bu amaçla kullanılacak sistem, yalnızca istenilen sesi almalı, istenmeyen sesleri elemelidir. Günümüzde bu gibi durumlarda kullanılan iki sistem vardır: Parabol yansıtıcılı mikrofon; çubuk (namlu) mikrofon.
Parabol yansıtıcın mikrofon, RADAR'larda olduğu gibi, istenilen bilgiyi odak noktasına toplar. Odak noktasına, basınçla çalışan bir mikrofon yerleştirilir. Böylece toplanan ses enerjisi, elektrik enerjisine dönüştürülür. Engel etkisinden ötürü, yalnızca çok büyük yansıtıcılar, duyma aralığındaki bütün frekansları yansıtacak güçtedir. Bununla birlikte, verim ve kullanışlılık arasında bir seçim yapılarak, genellikle, 1 m çapında yansıtıcılar seçilir. Bunlar alüminyumdan yapılır ve arka yüzleri, yağmur sesinden etkilenmemeleri için süngerle kaplanır.
Çubuk mikrofonlarda ses, mikrofona, çok sayıda dar ve uzun borudan geçerek ulaşır. Borular birbirine paraleldir. Mikrofon ekseni doğrultusunda gelen sesler, borudan geçerek diyaframa ulaşmak için aynı yolu aştıklarından, aynı fazdadırlar. Oysa eksene açıyla yaklaşan ses dalgaları, aralarında faz farkı bulunduğundan, diyaframa karşıt fazda ulaşabilirler. Böylece titreşim söndürülmüş olur. Ayrıca, bir kalın boru içine, birbirine paralel birçok ince boru yerleştirilerek, tek yönlü mikrofon da yapılabilir. Çok borulu mikrofonlarda olduğu gibi, bu da, eksene paralel gelen seslere duyarlıdır.


Kaynak:4-cilt: 4

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler »