Mikrofonların Frekans Karakteristiği ve Empedansı

Güncelleme 16/08/2024

Mikrofon Seçiminde Nelere Dikkat Etmek Gerekir?

Pek çok konuda olduğu gibi bir mikrofonun alımı ve kullanımından önce bir değerlendirme yapmak gerekir.

Bu değerlendirme sırasında şunlar göz önünde bulundurulmalıdır.

1. Ses kalitesi nasıl? Kullanacağınız yerdeki üretilecek bütün ses frekanslarını aynı ayarda elektriksel enerjiye çevirebiliyor mu… Diğer bir değimle frekans karakteristiği nasıl?

2. Elimizde bir yükseltecimiz var ve buna uygun mikrofon almak gerekir.
   İhtiyaca göre mikrofondan en iyi randımanı alabilmek için, mikrofon empedansı ile yükseltecin giriş empedansı da mümkün olduğunca birbirine eşit olmalıdır.
   (Bu durum enerji transferinin bir kanunudur).

   Bir kaynağa yük bağlanıyor. Kaynaktan maksimum enerjiyi çekebilmek için, kaynak empedansı (direnci) ile yük empedansının birbirine eşit olması gerekir.
   Mikrofon içinde aynı kural geçerlidir.

3. Mikrofonun kullanma şekli de önemlidir.
   Örneğin bir toplantıda ellerin serbest kalabilmesi için mikrofonun yakaya takılması gerekebilir.
   Bir gürültü saptamasında her yönden gelen sesin alınması gerekir.
   Bir tiyatroda sahnenin iki yanından gele sesin alınması gerekebilir.
   Bu gibi ihtiyaçlar için farklı mikrofon kullanılacaktır.

4. Mikrofonun sadakat derecesini de bilmek gerekir.
   Mikrofona yapılan konuşma veya verilen müzik çıkışta da aynı tonda çıkıyor mu?

5. Hassasiyet.
   Mikrofon gelen ses dalgalarını yeterli şiddette elektriğe çevirebiliyor mu?
   Bu yapılamıyorsa, yükselteçte normalin üzerinde ses ayarlaması yapmak gerekli, buda distorsiyona neden olabileceği gibi birtakım gürültü işaretlerini de arttırır.

Yukarıda sıralanan değerlendirme konularından; ilk üçü olan “frekans karakteristiği” , “empedans” ve “kullanılma şekli” ile ilgili bilgilerin üretici firma tarafından kataloglarında verilmesi gerekir.

Mikrofonların Frekans Karakteristiği

Yukarıda belirtildiği gibi, her kullanma yeri için değişik ihtiyaçlar olacağından mikrofonların aynı frekans karakteristiğine sahip olmaları gerekmeyebilir. Ancak, genellikle aynı mikrofon değişik yerlerde, değişik amaçlar için kullanılabileceğinden, bütün mikrofonların geniş ve düzgün bir frekans karakteristiğine sahip olmaları istenir.

Frekans karakteristiği, Şekil 1 ve Şekil 2 ‘da görüldüğü gibi, apsis ekseninde frekans değerleri, ordinat ekseninde de desibel değerleri belirtilmek suretiyle çizilen karakteristik eğrisi ile belirlenir.

Şekil 1 ‘de 1965 ‘deki bir dinamik mikrofona ait frekans karakteristiği, Şekil 2 ‘de ise son yıllarda üretimi yapılan bir dinamik mikrofona ait frekans karakteristiği verilmiştir.
Şekilden de anlaşılacağı gibi, aynı prensibe göre çalışan mikrofonların üretim kalitesine göre dahi karakteristikleri değişebilmektedir.

Şekil 1 – 1965 ‘de üretilmiş olan bir dinamik mikrofonun frekans karakteristiği.

Şekil 1 ‘de verilmiş olan karakteristik eğrisi 1000 Hz. “0” desibel (db) kabul edilerek çizilmiştir. Ve 50-4000 Hz. ‘lik bir frekans genişliği vardır. Bu arada çok iniş ve çıkışlar yapmıştır. Yani ses şiddeti frekanstan frekansa çok değişim yapmaktadır.
Şekil 2 ‘de ise mikrofon 20-20 000 Hz. arasındaki frekanslarda oldukça düzgün bir çalışma yapıyor.

Şekil 2 – 1990 ‘larda üretilmiş olan bir dinamik mikrofonun frekans karakteristiği

Yukarıda belirtildiği gibi, mikrofonun geniş bir frekans bandında düzgün bir karakteristiğe sahip olması, yani her frekanstaki ses şiddetini aynı güçte çıkışa vermesi tercih edilen bir özelliktir.

Eğri 10 000 Hz. ‘deki çıkışı “0” da kabul edilerek çizilmiştir.

Mikrofonların Empedansı

Üzerinde gerilim bulunan her cihaz ve elemanın bir direnci vardır.

Ölçüm DC gerilim üzerinden yapılıyorsa direnç değeri ölçülür ve birimi “Ohm Ω ” ‘dur
Ölçüm AC gerilim üzerinden yapılıyorsa empedans değeri ölçülür ve birimi yine “Ohm Ω ” ‘dur.

Mikrofonların empedansı da, belirli bir ses frekansı uygulanırken çıkan uçlarından ölçülen empedans değeridir.
Bu empedansın ölçümü normal olarak fabrikasınca yapılır.

Ancak genel bir fikir edinilmek istenirse şöyle bir ölçme yapılabilir:

1. Mikrofonun DC direnci kabaca Ohmmetre ile ölçülebilir
2. AC direnci  (empedansı) ise şu şekilde ölçülür.
   Uygulanan ses frekansı genelde 1000 Hz ‘dir. Bu frekansı üreten bir sinyal jeneratörü çıkışına, paralel bir 600 Ω üzerinden bir hoparlör bağlanarak çıkan ses mikrofona verilir.
   Kapasitif mikrofonlarda olduğu gibi, mikrofonu çalıştırmak için dışarıdan gerilim vermek gerekiyorsa, bu gerilim uygulandıktan sonra çıkış uçları belirli bir dirençle kapatılır.
   Çıkış uçlarından bir AC cihazla ölçülecek efektif gerilimin değeri, yine ölçülecek olan efektif akımın değeri ile çarpılarak bir güç değeri bulunur. Bu şekilde değişik dirençler ile yapılan hesaplamalarda ne zaman en büyük güç değeri bulunursa, o andaki bağlı direncin değeri büyük bir yaklaşıklıkla mikrofonun ‘da empedansıdır.

Bilindiği gibi bir kaynaktan maksimum güç çekebilmek için, kaynağın iç direncine eşit bir dirençle yüklenmesi gerekir.
Bu deney aynı zamanda, mikrofonun kullanılacağı yükseltecin giriş direncinin, mikrofon direncine eşit olmasının gerektiğini de gösterir.

Mikrofonların Kullanılma Yerleri:

Mikrofon kullanılacağı yere göre veya amaca göre mikrofon seçimi de önemlidir.

Kullanım şekillerini şöyle sıralamak mümkündür:

1. Tek yönlü kullanım
2. İki yönlü kullanım
3. Çok yönlü kullanım

Örneğin:

Kristal mikrofonları ancak tek yönlü kullanabilirsininiz. Zira kristal mikrofondan normal bir çıkış alabilmek için ses kaynağının mikrofona çok yakın olması gerekir.
İki yönden gelen sesleri almak için, en uygun mikrofon şeritli mikrofondur. Çünkü şeridin ortasında bulunduğu U şeklindeki sabit mıknatısın yapısı iki yönden de gelen sesleri almaya uygundur. Böyle bir özel amaç için mikrofonun dış yapısının da ona göre hazırlanması gerekir.
Dinamik mikrofonlar ve kapasitif mikrofonlar gibi hassas yapılı mikrofonlar, dikey tutuldukları, yani mikrofon ağzı yatay olduğu taktirde veya belirli bir ortamdan alış yapılacaksa, o ortama yönelik tutulduğunda her yönden gelebilecek sesleri alabilecektir.