Ekolayzer Nedir?

Ekolayzır spesifik ses frekansları üzerinde kazanç artışı ya da azaltışı yapabildiğimiz bir kontrol mekanizmasıdır.ekolayzır bu işlemi yaparken diğer frekansların sinyallerini etkilemez.

ekolayzır kullanımı modern müzik endüstrisinde çalışanlar veya evinde müzik kaydetmeye çalışanlar için çok büyük önem arz eder.ancak ne yazık ki büyük çoğunluk ekolayzırın müziğe sağlayacağı etkilerden ya haberisiz ya da oldukça yanlış kullanıyoruz.



bu konuda etkinlik kazanabilmek için yapılabilecek iki aşamalı bir çalışma ile kulağınızın ekolayzırın yaptığınız değişikliklere nasıl tepki vereceğini(kısmen) önceden kestirebilir,zaman içinde sorunlu frekansın ne olduğunu direkt olarak anlayıp düzeltebilir hale gelebilirsiniz.

1.aşama:müzik dinlerken önünüze bir ekolayzır açıp (winamp'ınki bile olur)frekans gruplarının seviyelerinin yükseltilip azaltılmasının etkilerini keşfetmeye çalışın uzun süreli bir çalışma sonucunda genel bir fikriniz olacaktır.

2.aşama:bu aşama biraz daha teorik bilgiye dayalı ve ilk aşamada edindiğiniz izlenimleri teorik temellere oturtup daha ileri seviyeye taşıma amaçlı.şimdi ovtav başına ekolayzır frekanslarını inceleyelim


a)1.oktav:birçok kayıt için kullanılabilir ilk oktav budur.40-80 hz arasını kapsar.bu frekanslar alçak bas frekansları diye tabir ettiğimiz frekanslardır.bu frekanslar fletcher munson etkisi nedeniyle düşük volumlerde duylumazlar,ancak kaydın güçlü ve geniş bir bas imajına sahip olması bakımından önemlidir.hip-hop r&b kayıtlarında bu frekansların önemi büyüktür ama kirli bir sounddan kaçınmak için aşırıya kaçılmamalıdır.

b)bas alanı:80 ile 250 hz arasında 1.5 oktavlık bir alanı kapsar.enstrumanların dolgun tınlasını sağlar.


c)düşük orta frekanslar:250 ile 500 hz arasında 1 oktavlık bir alanı kapsar.kalın sesli enstruman seslerine daha yüksek bir tanımlama ve parlaklık katar ancak abartılıp çok açılması halinde bas davlluarın karton kutu gibi tınlamasına neden olur.

d)orta frekanslar:500 hz ile 2 khz arasında 2 oktavı kapsar.orta freakanslı enstrumanlar (vokal,gitar piyano vb) üzerinde kontrol sağlar,ekolayzırdaki uygulma şekli genlede bu frekansları bir miktar kısmaktır.böyleylikle daha klaiteli tınlar
enstrumanlar.

e)orta yüksek frekanslar:2 ile 4 hz arasında bir oktavı kapsar.vurmalı çalgılardaki dinamizm ve atağı arttırmak için ya da bu frekanslarda anlaşılmaz olan vokal hecelerini belirginleştirmek için kısılabilir.


f)yüksek frekanslar:4 ile 6 hz arasında yarım oktavı kapsar aşırı bulunmaları yorucu bir dinleme deneyimine neden olacağından kısılırlar.

Hoparlör Nedir ve Çeşitleri

Hoparlörün yapısı, çeşitleri, hoparlör kolonları, kabin filtreleri, hoparlörde polarite ve hoparlörün sağlamlık konrolünün nasıl yapılacağına ilişkin açıklamalar.


Hoparlörler

Elektriksel sinyalleri insan kulağının duyabileceği ses sinyallerine çeviren elemanlara hoparlör denir. Hoparlör çeşitleri ve özellikleri şöyledir:

a. Dinamik (hareketli bobinli) hoparlörler



Resimde görüldüğü gibi dinamik hoparlörler, bobin, mıknatıs, kon (diyafram) gibi elemanların birleşiminden oluşmuştur. Bu elemanlarda demirden yapılmış bir silindirin ortasına doğal mıknatıs yerleştirilmiştir. Mıknatısla yumuşak demir arasındaki hava aralığına ise hoparlör diyaframının uzantısı üzerine sarılmış bobin konmuştur.
Bobinin sarıldığı diyaframın alt kısmı bir süspansiyon (esnek taşıyıcı) ile gövdeye tutturulmuştur. Bobin, süspansiyonlar sayesinde hava aralığında rahatça hareket edebilmektedir. Hoparlörlerde kon iki tanedir. Geniş çaplı olan dışarıda, küçük çaplı olan ortadadır. Büyük kon kalın (bas) sesleri, küçük kon ise ince (tiz) sesleri oluşturur.

Dinamik yapılı hoparlörlerin çalışma ilkesi şöyledir:

Yükselteçten gelen AC özellikli sinyaller hoparlör içindeki bobinin etrafında değişken bir manyetik alan oluşturur. Bu alan ile sabit mıknatısın alanı birbirini itip çekerek diyaframın titreşimine sebep olur. Diyaframın ses sinyallerine göre titreşimi havayı titreştirir. Kulak zarı da buna bağlı olarak titreşerek sesleri algılamamızı sağlar.



Resimde görüldüğü gibi iki ya da üç hoparlörün bir gövde içinde birleştirilmesiyle üretilmiş elemanlara tweeter (tivitır)'lı hoparlör denir. Bu elemanlar az yer kapladığından özellikle oto radyo teyplerinde kullanılmaktadır. Bunlarda, ortadaki küçük hoparlörler tiz sesleri vermektedir. Tiz sesleri veren minik hoparlörlere sadece yüksek frekanslı sinyallerin gitmesini sağlamak için elemana seri olarak 1-10 mF arası kapasite değerlerine sahip elektrolitik kondansatörler kullanılmaktadır.

b. Hava tazyikli (borulu) hoparlörler




Hava tazyikli hoparlörler şekilde görüldüğü gibi dinamik yapılı hoparlöre koni şeklinde bir boru eklenmesiyle yapılmıştır. Boru, sesin daha uzak mesafeye gitmesini sağlamaktadır. Hava tazyikli hoparlörlerin sesleri oluşturan bobin, mıknatıs, diyaframdan meydana gelmiş kısmına ünit adı verilir.



Resimde görülen üniteler yaygın olarak 25, 35, 60, 100 W güçlerde üretilirler. Okul, stadyum vb. yerlerin ses düzeneklerinde kullanılan hava tazyikli hoparlörlerin ünitelerindeki ses oluşturan bobinler sökülüp takılabilecek cinstendir.
Ünit içinde bulunan membran adlı kısım (resimde) bobin ve esnek diyaframdan oluşur. Membran arızalandığı zaman yenisiyle değiştirilir. Ünit içindeki membranın ayrılabilir olması maliyeti düşürücü bir etkendir. Yani hoparlör arızalandığı zaman yalnızca membran değiştirilir.

c. Piezoelektrik (kristal) hoparlörler



Kabin kullanılmadığı zaman hoparlörün ön ve arka kısmına doğru yayılan ses dalgaları birbirini zayıflatıcı etki yapar. Yani havanın titreşimi istenilen doğrultuda olmaz. Bu olaya akustik kısa devre denir. Akustik kısa devre olayında özellikle bas sesler oldukça zayıflar. Araştırmalara göre en verimli kabin ceviz ya da eş değeri ağaçlardan yapılmaktadır. Ancak piyasada yaygın olarak suntadan ya da plâstikten üretilmiş kolonlar bulunmaktadır. Hoparlör kabinlerindeki büyük hoparlörler alçak frekanslı kalın (bas) sesler için kullanılır. Üstteki küçük hoparlörler ise yüksek frekanslı ince (tiz, treble) sesleri üretirler.

Amplifikatörden gelen ses sinyallerini birbirinden ayırarak uygun hoparlöre göndermek için pasif ya da aktif (yükselteçli) filtre devreleri kullanılır. Hoparlörlerin kabinlerinin boyut ölçülerinin hesabı oldukça teknik bir husustur. Amatörler bu konuda fazla zaman kaybetmeden sonuca gitmek istediklerinde, piyasada satılan iyi kalite müzik setlerinin kabin boyutlarını ölçü olarak alabilirler.

Deney : Kabinin ses verimi üzerindeki önemini basit bir deneyle anlamak mümkündür. Minik bir hoparlörü önce çıplak olarak çalıştırın ve sesi dinleyin. Daha sonra bu elemanı herhangi bir kabın içine (bardak, kutu ve benzeri) yerleştirip sesi tekrar dinleyin. Hoparlörden çıkan seslerdeki artış net olarak hissedilecektir.

Hoparlör kolonlarında kullanılan pasif filtre (ses frekans ayırıcı) devreleri

Bir hoparlörün ses frekans bandı içindeki bütün frekanslarda aynı şiddette ses vermesi mümkün değildir. O hâlde bir kabin içine bir kaç hoparlörü kendi aralarında seri, paralel bağlamak sûretiyle yerleştirebiliriz. Böylece hem istediğimiz empedans değerini elde ederiz, hem de çeşitli frekanslarda sesler duyarız. Ancak istenilen çıkış empedansının elde edilmesine karşın, böyle bir kabinin uçlarını amplifikatöre bağladığımızda distorsiyonlar duyulur. Çünkü kabin içindeki hoparlörler aynı anda çalışacaklarından, bazı frekanslarda aşırı derecede yüklenme (amplifikatörden çekilen akımın artması) söz konusu olur.



Hoparlör kolonlarında kullanılan pasif tip ses frekans filtreleri (sinyal ayırıcılar)



Bu durumu engellemek için resimde görülen frekans filtreleri üretilmiştir. Filtrelerin esası bobin ve kondansatörlerin reaktanslarının frekansa göre değişmesidir. Şöyle ki; hoparlöre seri bağlanan bir kondansatör gelen her frekansa ayrı bir reaktans gösterir. Kondansatörlerin reaktans değeri, XC=1/2.pi.f.C ile bulunmaktadır. Buna göre kondansatöre uygulanan elektrik sinyallerinin frekansı yükseldikçe X C küçülür. I C = U/X C olduğuna göre geçen akım artar.Akımın artması ise hoparlörden çıkan sesi yükseltir.

Hoparlöre paralel olarak bir kondansatör bağlandıktan sonra çıkarılan uçlar amplifikatöre bağlanacak olursa sadece bas sesler duyulmaya başlar. Filtre olarak hoparlöre seri bağlı bobin kullanılırsa: X L = 2.pi.f.L denklemine göre yüksek frekanslarda X L büyük olacağından, yüksek frekanslı tiz sesler duyulmaz olur. Filtre olarak hoparlöre paralel bağlı bobin kullanılırsa: X L = 2.pi.f.L denklemine göre alçak frekanslarda X L küçük olacağından, alçak frekanslı bas sesler duyulmaz olur. Bobin ve kondansatörlerin bu güzel özellikleri sayesinde hem istediğimiz sesleri duyabiliriz hem de amplifikatör çıkışı aşırı yük altında kalmaz. Kabin içinde bulunan 2 ile 6 arası sayıdaki hoparlöre bağlanan bobin ve kondansatör esaslı filtreler sayesinde, amplifikatörden gelen tiz, medyum, bas özellikli sesler ayrı hoparlörlerden duyulur. Yani filtreler anfinin akımını frekans bakımından böler. Hoparlörlerin hepsi aynı anda akım çekmez. Her biri kendi algılama sınırları dâhilinde akım çekmeye başlar.

Başka bir deyişle:

Bas ses yayan hoparlörler: 16 - 600 Hz (düşük frekanslı sesler).

Medyum ses yayan hoparlörler: 400 - 6000 Hz (orta frekanslı sesler).

Tiz ses yayan hoparlörler: 4000 - 16.000 Hz lik yüksek frekanslı sesleri yayarlar.

16 Hz ile 16.000 Hz arasında değişkenlik gösteren frekanslı sinyalleri algılayabilen kulağımız için ses, kabinler tarafından üçe bölünmüş olarak yayılmaktadır. Günümüzde her güçte kolon için hoparlör filtresi hazır olarak satıldığından filtre hesaplamaları üzerinde durulmayacaktır. Çünkü hassas ölçme araçlarına sahip olmadan üretilen filtrelerin verimi düşük olmaktadır.

Hoparlör kabinleri için iki yollu pasif filtre devresi örneği



Şekilde verilen basit devre yükselteçten gelen sinyalleri bas ve tiz şeklinde ikiye ayırır. Devre özellikle 40 W lık, iki yollu kabinler için uygundur. Filtre devresindeki bobinlerin özellikleri: L 1 : 0,50 mm çapında tel ile 235 sarım L 2 : 0,40 mm çapında tel ile 135 sarım



Hoparlör kabloları

Hoparlör besleme devrelerinde en az 2x0,75 mm² lik çok damarlı kablolar (bitişik kordon, blendajlı kablo vb.) kullanılmalıdır. Kullanılan kablo iki renkli tipte olursa artı (+) ve eksi (-) uç kolayca belirlenebilir. Hoparlörleri beslemede kullanılan kablo blendajlı (örgülü) olursa ses kalitesi çok iyi olur. Nasıl bir müzik yayın sistemi kurmalıyım sorusu çok karşımıza çıkar. Bu durumda hemen bir yanıt vermek yanlış olur. Çünkü ses tesisatının kurulacağı yerin ölçüleri ve özellikleri çok iyi belirlenmeden yapılacak bir sistem hatalı olabilir. Düğün, spor, konferans salonu gibi mekanlara ses düzeni kurulurken temel prensiplere dikkat edilmediği zaman bir çok problem çıkabilir. (Sesin azlığı, çınlamalar, aşırı ses, seste bozulmalar sık karşılaşılan sorunlardır.) Yüksek güçlü seslendirme düzeneklerinde devre elemanı seçimi, teknik bilgi ve deneyim gerektirir. O nedenle malzeme alımı yapılırken köklü geçmişi olan firmaların satışını yaptığı kaliteli hoparlör, mikrofon, anfi, kolon donanımları tercih edilmelidir.

Hoparlör karakteristiği ve empedans

Kaliteli bir hoparlörün 40 Hz ile 16000 Hz arasındaki yayın bandında ortalama ses düzeyi değişikliği çok az olmalıdır. Piyasada satılan her hoparlör, yükselteçten gelen alçak ve yüksek frekanslı ses sinyallerini aynı duyarlılıkla algılayarak sese çeviremez. Bu sakıncayı giderebilmek için 3-4 hoparlörden oluşan kolonlar kullanılır. Kolonlardaki küçük çaplı hoparlörler yüksek frekanslı (tiz) sesleri iyi üretir. Büyük çaplı hoparlörler ise alçak frekanslı (bas) sesleri iyi oluşturur.

Her hoparlör kendisini besleyen amplifikatöre karşı elektriksel bir direnç (empedans) gösterir. Bu empedans değeri yaygın olarak 2 - 80 W arasında değişir. Empedans değeri ses sistemlerinde çok önemlidir. Yüksek verim elde etmek için ses frekans sinyali veren cihazın çıkış empedansı ile hoparlör empedansı birbirine eşit olmalıdır. Piyasada 4 - 8 ohm luk hoparlörler yaygındır.

Hoparlörlerin empedans değeri 400 - 1000 Hz frekanslı akımlar uygulanarak hassas cihazlarla ölçülmektedir. Ohmmetre ile yapılan ölçümde okunan değer empedans değeri değil bobinin omik direnç değeridir. Bir hoparlörün direnci ohmmetre ile ölçüm yapıldığında 12ohm olarak belirlenmişse, empedans değeri Z = 15 - 16 ohm olarak kabul edilebilir.

Yükseltecin çıkış gücünden daha düşük değerli hoparlör kullanılırsa: Ses kalitesi düşer. Hoparlörden vınlama, zırıltı duyulur ve eleman bozulabilir.

Yükseltecin çıkış gücünden daha yüksek değerli hoparlör kullanılırsa: Ses az ve kalitesiz çıkar. Yükseltecin elektronik devreleri aşırı ısınarak bozulabilir.

Yükselteç çıkış empedansı hoparlör empedansından büyük olursa: Ses kalın ve gürültülü çıkar.

Yükselteç çıkış empedansı hoparlör empedansından küçük olursa: Ses ince ve az çıkar.

Hoparlörlerde güç

Hoparlörlerin etiketlerinde empedans değerinin yanında güç (W) değeri de belirtilir. Ses sinyali üreten aygıtın (anfi, teyp) gücünden çok küçük güçte hoparlör bağlanırsa, hoparlörler uzun ömürlü olmaz. Bir süre sonra bobin yanar. Anfi çıkışına çekebileceğinden çok fazla güçte hoparlör bağlanırsa (örneğin walkman'e yüksek güçlü hoparlör bağlama) bu durumda ses çıkış seviyesi çok azalır. Çünkü gücü yetersiz gelen alet, hoparlörün diyaframını istenildiği şekilde titreştiremez. Ayrıca hoparlör walkman (volkmen)'i aşırı yük altında bırakacağından çıkış katı ısınmaya başlar. Aşırı ısı ise elektronik devrelerin dengesini bozup arızaya neden olur. Uygulamada yaygın olarak kullanılan hoparlörlerin güç değerleri şöyledir: 0,2-0,3-10-15-25-30-40-50-60-70-80-100-120-150-180-200-250-300-400-500-600-800-1000-1200 W...

Hoparlörlerde polarite (artı ve eksi uç)

Hoparlör bağlantı terminallerinde artı (+) ve eksi (-) işaretleri karşımıza çıkar. Aynı zamanda ses sinyali üreten cihazların çıkış uçlarında da artı (+) ve eksi (-) işaretleri vardır. Hoparlör bağlanırken bu işaretlere dikkat etmek gerekir. Bir tek hoparlörün devreye düz ya da ters bağlanmasının pratik olarak hiç bir sakıncası yoktur. Birden fazla hoparlörlü sistemlerde artı (+) ve eksi (-) işaretlerine uyulmadan bağlantı yapılırsa ses verimi düşer.

Şöyle ki; ters bağlantıda iki hoparlöre aynı anda elektrik sinyali gittiğinde diyaframın biri dışarıya doğru havayı titreşirken, öbürü içeri doğru titreşir. Bu da kulağımıza ses titreşimlerini taşıyan havanın titreşiminin dengesiz olmasına neden olarak ses verimini düşürür.

Polaritesi (artı ve eksi ucu) belli olmayan bir hoparlörün uçları basitçe şöyle belirlenir: 1,5-9 voltluk bir pilin uçları hoparlör terminal uçlarına kısa süreli olarak değdirilir. Diyafram dışa doğru titreştiği anda pilin artı (+) ucunun değdiği yer hoparlörün artı (+) ucudur.

Hoparlör seçimi

Ses sistemlerinde rastgele hoparlör seçimi yapıldığında maliyeti yüksek arızalar (anfi ya da hoparlör arızaları) karşımıza çıkmaktadır. O nedenle iyice araştırıp incelemeden, kalitesinin ne olduğunu bilinmeden hoparlör alınmamalıdır. Ayrıca ses sisteminin empedans ve güç değerlerine dikkat edilmelidir. Bu konuda kısaca bilgi verecek olursak: Ses sinyali yayan cihazın gücü belirlenmeli ve buna göre hoparlör kullanılmalıdır. Çok ses çıksın diye fazla hoparlör bağlama yoluna gidilmemelidir. Ülkemizde özellikle oto radyo teyplerinin çıkışına rastgele hoparlör bağlantısı yapılmakta, bu ise sık sık arızalara yol açmaktadır.

Hoparlörlerin sağlamlık testi

Ohmmetre komütatörü x1 ohm konumuna alınarak yapılır. Yapılan ölçümde küçük bir direnç değeri okunmalıdır. Bunun yanında ölçüm esnasında hoparlör bobini, membranı bir miktar titreştirmelidir.

AMPLİFİKATÖRLER Nedir Çalışması ve Hakkında Bilgi

AMPLİFİKATÖRLER

Bu bölümde geri beslemenin ne olduğunu ve amplifikatörlerdeki etkisiüzerinde durulacaktır. Herhangi bir amplifikatörün dört uçlu bir devreolarak kabul edebiliriz. Dört uçlunun giriş ve çıkışında iki değişkenin(akım ve gerilim ) var olduğunu göz önüne alacak olursak , dört değişikdurum söz konusu olur. Yani, transfer fonksiyonu çıkış büyüklüğününgiriş büyüklüğüne oranı şeklinde olduğu için bu oran yan iki gerilimoranı , ya iki akımın oranı, ya akım/gerilim, ya da gerilim/akımşeklindedir. Transfer fonksiyonunun durumuna bağlı olarakamplifikatörler sırasıyla; Gerilim (Av), Akım (AI), İletkenlikDönüştürücü (GM) ve Direnç Dönüştürücü (RM) amplifikatör olmak üzeredört sınıfa ayrılır.

Amplifikatörlerin özelliklerine bağlı olarak geribesleme de dört çeşittir.

Bunlar:
a) Gerilim amplifikatörü için, gerilim-seri geribeslemesi,
b) Akım amplifikatörü için, akım-paralel geribeslemesi,
c) İletkenlik dönüştürücü amplifikatörü için, akım-seri geribeslemesi,
d) Direnç dönüştürücü amplifikatörü için, gerilim-paralel geribeslemesi, şeklinde gruplandırılabilir.

Geribeslemeli Devrenin Transfer Fonksiyonu

Genel olarak bir geribeslemeli amplifikatörün blok diyagramı Şekil 1.1’deki gibi gösterebiliriz.

Temel ampli (ampli = amplifikatör) devresi; gerilim, akım, iletkenlikdönüştürücü veya direnç dönüştürücü amplilerden biri olabilir.Dolayısıyla geribesleme tipi de ampli tipine bağlı olarak yukarıdabelirttiğimiz dört çeşitten biri olabilir. Aşağıdaki kısımlardageribesleme çeşitleri ve bunların birbirlerine göre üstünlüklerianlatılacaktır.


Şekil 1.1’deki devrede A büyüklüğü temel amplinin transfer kazancı olupAv, GM, AI ve RM’den biridir. XS giriş, XO çıkış ve Xd farkişaretleridir. Bunlar da gerilim veya akım olabilir. β, geribeslemeamplisinin kazancı olup XO ile Xf arasındaki birim uygunluğu sağlayacakbirime sahiptir. Bu büyüklüklerin dört değişik durumdaki birimleriaşağıdaki tabloda özetlenmiştir.

Fark veya hata işareti,
Xd = XS - Xf = Xi dir.

Geribesleme faktörü (β ise,
β = Xf / XO

olup, genel olarak frekansa bağlı kompleks bir büyüklüktür. Temel ampli kazancı (Geribeslemesiz kazanç),

A = XO / Xi

ve geribeslemeli kazanç,

Af = XO / XS = A / (1 + βA)

şeklinde ifade edilir. Eğer | Af | < | A | ise geribesleme negatifve | Af | > | A | ise geribesleme pozitiftir. Bu bölümdekigeribeslemeli devrelerde temel amaç kararlılık olduğundan, yalnıznegatif geribeslemeli devreler göz önüne alınacak ve bunlarınözellikleri incelenecektir.


Geribeslemeli devrelerde – Aβ’ya çevrim kazancı denir. Kazanç çoğu zaman normalize edilmiş olarak ve dB cinsinden ifade edilir.

N dB = 20 log Af / A = 20 log | 1 / (1 + βA) |

Eğer negatif geribesleme söz konusu ise N negatif olur.

Gerilim-Seri Geribeslemesi

Bu geribesleme çeşidi gerilim amplisi için söz konusudur. Şekil-1.2a’dagerilim amplisinin eşdeğer devresi, b’de gerilim amplisine uygulanmasıgereken gerilim-seri geribesleme blok diyagramı ve c’de geribeslemelidevrenin eşdeğeri gösterilmiştir.

Gerilim amplisinin Ri giriş direnci Rs kaynak direncinden çok büyükolduğundan Vi≈Vs ‘tir. Ro çıkış direnci de RL yük direncinden çokküçüktür. Bundan dolayı Vo=(Av Vi) ≈ (Av Vs) olur. Yani, gerilimamplisinde çıkış gerilimi, giriş geriklimi ile orantılı olmaklaberaber, genliği kaynak ve yük direncinden bağımsızdır. Burada;


Gerilim amplisinde giriş direnci çok büyük olup, geri beslemeuygulaması sonucunda (1 + β Av) kadar artmaktadır. Giriş direncininartması, girişe seri şekilde yani gerilim olarak gelen diğergeribesleme türü içinde sözkonusudur. Geribeslemeli devrenin girişdirenci,

Rif = Vs / Ii

devreden (Rs direnci Ri’nin içinde olduğu düşünülürse),

Vs = Ii Ri + Vf = Ii Ri + β-Vo
Av = Vo / Vi = Av Rl / (Ro + Rl)
Vo = Av Vi Rl / (Ro + Rl) = Av Vi = Av Ri Ii

elde edilir. İlgli değerler yerine konursa,

Rif = Vs / Ii = Ri (1 +β Av)

olur. Burada Av geribeslemesiz halde ve Rl yük direnci devrede iken bulunan

(Vo / Vi) gerilim kazancı olup Av ise açık devre gerilim kazancıdır.Çıkış direnci hesaplanırken Rl yük direnci açık devre edilip bir Vbağımsız gerilim kaynağı uygulanır. Devredeki diğer bağımsız kaynaklardevre dışı edilerek

Rof = V / I oranı bulunur. V kaynağının akıtacağı I akımı

I = (V – Av Vi) / Ro = (V + β Av V) / Ro
olur.

Vs = 0 olduğundan Vi = -Vf = - β V dir. Buradan

Rof = V / I = Ro / (1 + β Av) elde edilir.

Giriş direnci geribesleme sayesinde artarken çıkış direnciazalmaktadır. Yani temel ampli ideale yaklaşmaktadır. Geribeslemedekitek kaybımız kazancın azalmasıdır. Çoğu zaman yük direncinden öncekiyük direnci Rof hesaplanır. Bulunan eşitlikte yük direnci yerine sonsuzkonulup limit alınarak yük direncinden sonraki çıkış direnci bulunur.Uygulamada karşımıza transistör veya fetli ematör takipçi devrelerde butip bilgileri besleme çıkmaktadır.

Geribesleme yokken yani Re = 0 iken geri direnci Ri = Rs + Hie dir.
Ematör takipçisinin çıkş direncini bulmak için ematör direncinden önceki direncini bulup Re için limit almak gerekir.

Geribeslemeli Amplifikatörün Analiz Metodu

Yukarıdaki geribesleme devrelerini incelerken genel devredenklemlerinden yararlanarak transfer fonksiyonları elde edilmiştir.Bulunan bu genel ifadeler,

Af=A/(1+β A)

Şeklinde yazılarak geribeslemesiz halde A kazancı ile β geribeslemefaktoru bulunur. Tek katlı ve basit devreler için bu çözum yolu uygunolmakla beraber birden fazla kat için aşağıda açıklanacak olan genelkuralları uygulama kolaylık sağlar.

Ampli yapımında gerekli olan elektronık devre elemanları bellioldugundan giriş katına uygulanan geribesleme işretlerinin yerleridebellidir. Bunlar ;

Seri büyüklük olan gerilim işareti

1- ilk kattaki transistorün baz-emiter çevresinde seri
2- ilk kattaki fet in kapı-emetör çevresine seri
3- diferansiyel amplinin iki giriinin oluşturduğu çevreye seri olarak uygulanır

Paralel büyüklük olan akım işareti

1- ilk kattaki transistor ün bazına
2- ilk kattaki fet in kapısına
3- diferansiyel amplinin evirici ucuna uygulanır.

Çıkıştan alınan geribesleme numunesinin yeri yukarıda yapılan sınıflamagibi açık ve belirli değildir. Numune işaretinin yerinden ziyade çeşidiönemlidir.aşağıda açıklanan test ile numunenın ne çesit oldugunuanlayabılırız.

1- Vo=0 (Rl=0) oldugunda Xf=0 oluyorsa gerilim
2- Io= 0 (Rl= ) oldugundan Xf =0 oluyorsa akım
Numunesi oldugu anlaşılır.

Bir butun olarak karşımıza çıkan geribeslemeli ampliden temel ampli (A)ve geribesleme devresini ayırabılırsek geribesleme devreleri içinkullanılan genel ifadelerden yararlanmak mumkun olur. Temel ampliyibulurken β geribesleme devresinin oluşturduğu etkiyi göz önüne almak vetemel amplinin giriş ve çıkışındaki bileşenleri bulmak için aşağıdakıkuralları uygulamak gerekir.

Giriş devresindeki bileşenler için
1. gerilim numunesı için Vo=0
2. akım numunesi için Io=0 yapılmalı

Çıkış devresindeki bileşenler için

1- seri geribesleme işareti için giriş çevresi açık devre yapılır.
2- Paralel geribesleme işareti için Vi=0 yapılır.

Böylece , geribesleme ortadan kalkmış ve geribesleme devresini temelampliye etki eden giriş ve çıkıştaki bileşenleri bulunmuş olur. Bu tipbir uygulamadan elde edilecek sonuçlarda , ihmal edilecek kadar küçükhataların var olduunu hatırlatmakta fayda vardır. Bunun nedeni;
Sistemi ideal olarak kabul etmemizdendir. Yani , işaretin A temelamplisi ile ve geribeslemenın de β devresiyle tek yönde taşındığınıkabul ediyoruz. Halbukı pratikte β devresi pasif bir devre olduğundantek yönlü bir devre değildir.

Gerilim- seri geribeslemesı için verdiğimiz örneklerde mesela; giriştransistorünün ba akımı aynı zamanda emetör direnci üzerinden aktıgındaVf geribeslem gerilimi yalnız çıkış geriliminin fonksiyonu olmayıpgiriş akımınında fonksıyonu olur.

Eğer yukarıdakı kurallar emetör takipçısıne uygulanırsa (1+Hfe ) terimi, (Hfe ) olarak elde edilrki , çok küçük bir hata oldugu anlaşılır.Şekil 1.4’de emetör takipçisinin temel ampli devreleri gösterilmiştir.


Akım parelel geribeslemesi

Bu tip geribeslemelerde akım amplisi ,için söz konusudur. Şekil -1.5’tegösterilmiş olan akım amplisinin eşdeğer devresinden görüleceği üzere ,giriş direnci kaynak direncine göre küçük ve çıkış direnci yükdirencine göre oldukça büyüktür.


Bundan dolayı giriş akımı (Ii) ile orantılı olan çıkış akımı (Io) , RL yük direncinden Rs kaynak direncinden bağımsızdır.

İdeal durumda giriş direnci sıfır ve çıkış direncinin sonsuz olmasıgerekir. Pratikte ise giriş direnci çok küçük ve çıkış direnci çokbuyuktur.

Burada , RL=0 için Ai =Io / Ii olup kısa devre akım kazancı adını alır.

Burada Aı geribeslemesiz durumda ki akım kazancını gösterir.

Çıkış direncini bulmak için RL direncini kaldırıp yerine bir V gerilimkaynağı bağlamak gerekir. V kaynagının akıtacagı I akımı ,

V/Ro-Ai Ii dir.

Is in devre dışı edılmesıyle Is = 0 , Ii = -If= - β Io = β I olur.

Buradan ,

I=V/Ro – β Ai I veya I (1+ β Ai) = V/Ro
Rof = V/I =Ro( 1+ β Ai) elde edilir.

Görüleceği üzere geribeslenmenın uygulanması ıle akım amplisşinin akımkazancı Aıf = Aı/(1+ β Aı) seklınde azalırken gırıs dırencı kuculmekteçıkıs dırencı buyumektedır. Böylece akım amplisi geribesleme sayesindeideale yaklaşmaktadır.

Akım Geribeslemesi

Bu geribesleme tipi , eşdeger devresi şekil – 1.6 da gösterilmiş olaniletkenlik dönüştürücü amplisi için söz konusudur. Çıkış akımı , gırısgerılımı ıle orantılı olup , Rs kaynak ve Rl yük direnclerindenbağımsızdır. İdeal durumda amplinin giriş ve çıkış dirençleri sonsuzbüyüktür.

Gerilim-seri geribesleme devresindeki giriş direncinin hesabında oldugu gibi buradada

Rif =Ri(1+ β Gm)

İfadesi elde edilir. Eşitlikteki Gm temel amplinin iletkenlik dönüşükazancı olup geribesleme devresinin yükleme etkısınıde içerir.Devreden,

Vo=Ro Rl Gm Vi / (Ro+Rl)
Io = Vo/Rl =Gm Ro Vi /(Ro+Rl)

Geribeslemenin amplideki etkileri

Geribesleme sayasınde kazanc D=1+ β A kadar zayıflamasına rağmengeribeslemede sözkonusu olan ampliler ideal duruma yaklaşmaktadır. Bugenel açıklama dışındaki diğer geribesleme etkileride aşağıdaaçıklanacaktır.

Amplikasyon duyarlılığı

Amplikasyon veya kazanç devreyi oluşturan elemanların özellik vedavranışlarına bağlıdır. Sıcaklık eleman deyişimi gibi etkilerle kazançta değişebilir. Bu değişimi göstermek gayasiyle daha önce bulmuşoldugumuz geribeslemeli ve geribeslemesiz kazançlar arasındakıbağlantıdan faydalanarak amplikasyon duyarlılıgı yüzde olarak ıfadeedilebilir.

Buradan

| 1+ β A| >1 oldugundan |dA/A|>|dAf/Af| olması gerekir.

Bunun anlamı ; çeşitli etkilerden dolayı oluşacak olan kazanc değişimyüzdesi geribesleme sayesinde daha küçük olmaktadır. Bunun sonucunda dakazanc sabit olacak ve kararlılık artacaktır.

Mesela ; 1+ β A= 10 ise dA/A = & 20 ise dAf/Af =& 2 olmaktadır.Yanı , dış değişimlere karsı daha az duyarlı olacaktır. | β A |>> 1 ise geribeslemeli devrenın kazancı yalnız geribeslemedevresine bağlı olur.

Yanı ;
Avf 1/ β

GERİBESLEMELİ AMPLİLERİN FREKANS CEVABI VE KARARLILIĞI

Amplinin frekans cevabının söz konusu olabılmesi için , kazançifadesinde devredeki reaktif elemanlara ait bileşenlerin bulunmasıgerekir.
Reaktif elemanlar kapasite ve self oldugundan empedansları sL ve 1/sc( veya jwl ve 1/jwc) şeklindedir.

Kazanc fonksiyonundaki sıfır ve kutup sayısı reaktıf elemanların sayısı ve devredeki durumuna baglıdır.

Kolayca ispat edilebilirki tek ve cift kutuplu transfer fonksıyonunasahip geribeslemelı bır ampli kararlıdır. Kutup sayısı ikeden fazlaolunsa kararsız olabılecegınden ( fazla geribeslem uygulanırsa )osilasyona girebilir. Geribeslemelı bır amplinin transfer kazancı ,

Af=A/(1+ β A)

Olup | β A | >>1 oldugunu göz önüne alacak olursak ,

Af 1/ β

dır. Görüldüğü gibi kazanc yalnız geribesleme faktörüne baglıdır.Geribesleme devresi yalnız direnclerde olussa , β frekanstan bagımsızolur.

Böyle olmasına ragmen A kazancı frekansa bağlı olduğu sürece | β A |nin değeri frekans değiştikçe değişecek ve bazı aralıklarda 1 den cokbüyük olmayacaktır. Bundan dolayı a nın nasıl değiştiğini ve budeğişimin hangi yöntemlerle incelendiğini ayrı ayrı araştırmakta faydavardır.

Geribeslemeli amplilerin frekans cevabı

Tek kutuplu transfer fonksiyonu

Transfer fonksiyonunda tek kutbun bulunması hem alçak frekanslardahemde yüksek frekanslarda söz konusudur. Burada Ao orta frekanstakikazancın Fh üst kesim frekansı ve Fl alt kesim frekansı gösteriyor. Y
Yüksek frekansdaki kazancı geribesleme ile nasıl değiştiğini görebilmek için Ah ifadesini Af de yerine koyalım.

Burada Aof = Ao/ (1+β Ao) , Fhf= (1+β Ao) Fh dır.

Aof orta frekansta geribeslemeli haldeki kazanc Fhf ise yeni üst kesinfrekansı gösteriyor. Görüleceüi üzere kazanç genliği (1+β Ao) kadarartmaktadır. Dolayısıyla kazanç ile frekansın çarpımı sabitkalmaktadır.

Burada ; Aof = Ao/ (1+β Ao) ve Flf =Fl / (1+β Ao) dır.

Görüldüğü gibi geribesleme uygulandıktan sonra alt kesim frekansküçülmekte ve üst kesim frekans artmaktadır. Yani band genişliğiartmaktadır. Buna karşılık kazanc aynı oranda azalmaktadır.

ODYO ve VİDEO amplilerinde Fh >> Fl olduğundan band genişlıği
Fh – Fl Fh olarak düşünülebilir.

Bundan dolayı band genişliğinin (1+β Ao) kadar arttığını söyleyebiliriz



olacaktır. Dolayısıyla S3 ü ihmal ederek S1 ve S2 ile yaklaşık birtransfer fonksiyonu elde edebilirizAçık çevrim kutupları birbirındenoldukça uzakta bulunması durumunda yukarıdaki teoriyi kullana bilirız.Bu teoriyı once iki kutupluya ve bunun sonuçlarınıda çok kutupluyauygulayarak etkin kutuplar bulmaya çalışacağız.

Geribeslemeli amplilerin kararlılığı

Daha öncede belirttiğimiz gibi amplilerdeki geribesleme daima negatif geribeslemedir. Yanı . (1+β A ) > ‘ dir.

Seyrek olmakla beraber bazen pozıtıf geribeslemede kullanılır. Bu halde (1+βA ) < 0 oldugundan geribeslemeli kazancı

( |Af| = | A/(1+ β A )| > daha büyük olmaktadır.

Pozitif geribeslemede β A çevrim kazancı -1 değerine sahip olunca Af ıngenliği sonsuz olur. Pratikte sonsuz büyük diye bir değer olmadığındanbunun pratikteki anlşamı sistemın osilasyon yapmasıdır. İşaretüreteçlerinde böyle bir durum söz konusudur. Amplilerde ise osilasyonarzu edilmeyen bir çalışmadır. Bundan dolayı geribeslemenin daimanegatif olması istenır. βA çevrim kazancı frekansa bağlı olarakdeğiştiginden kompleks bir büyüklüktür. Belirli frekans aralığındanegatif olan geri besleme , frekans aralığı değiştikçe pozitifgeribesleme şekline dönüşebilir. Bundan dolayı transfer kutuplarının Sduzlemındekı değışimine bakmak gerekir. Sistemin kararlı olması içinkutupları hepsi S düzlemının sol yarısında bulunması gerekır.Kararlılık için (1+ β A) Anın sıfırları sol yarı S düzleminde olmasıgerekır. Burada söz konusu olan kararlılık koklerin yer eğrileriyleincelenerek kutupların S düzlemindeki değişimi ve devrenin osılasyonagirme sınırlarının belirlenmesidir.

βA nın genlik ve fazının değışimi ,incelenerekde sistemin kararlılığı hakkında fikir edinilebililir.

iβAnın faz açısı 180 derece olması halinde sistemin osilasyonagirmemesi için genlığinın birden farklı olması gerekir. Benzer şekilde;βA genliği bir olduğunda sistemin osilasyona girmemesi için faz açısı180 dereceden farklı olmalıdır. Şekil -2.6 da çevrim kazancının vefazının yüksek frekanslardakı değişimi gösterilmiştir.



Çevrim kazancının 1(veya 0 Db) olduğu andaki faz acısı ile -180derecearasındaki fark FAZ PAYI ve fazın -180 derece olduğu andaki genlik ile0 Db arasındaki farkada GENLIK PAYI adı verilir. Burada ki A kazancıampli tipine bağlı olarak

Av, Aı, Gm veya Rm den biri olabılır. Kazanc ve fazın boyle gosterilmesine BODE DIYAGRAMI adı verilir.

BODE DİYAGRAMI

Transfer fonksiyonlarının kararlılıklarını frekans düzleminde incelemekamacıyla bode diyagramından faydalanılır. Devrenin kararsızlığıözellikle yüksek frekanslar bölgesinde söz konusu olmaktadır. Bodediyagramlardan genlik ve faz paylarını belirleyerek kararlılık hakkındayorum yapabilmek için genlik ve fazın ayni eksen takımı üzerineçizilmesi uygun olur.

Burada Ao orta frekanslardakı kazancı gösterir. Yarı logaritmik kağıt üzerinde genlik ve fazın değişimi çizilebilir.

20 log | A| / |Ao| ile log (F/Fp) arasındaki değişim aşağıdaki şekil 2. 7 de gösterilmiştir.

İdeal olarak F= Fp den küçük frekansklardakı kazanç Ao da eşit veF>Fp aralığında ise frekansın her 10 katında kazanc 20 Db azalacakşekilde bir değişim olur. Bundan dolayı eğım -20Db / dekad (F/Fp =10)veya -6 Db/oktav ( F/Fp =2) dır.



Gerçek genlik etkısıde bu asimtotlara teğet olacak şekildedir. F=Fp deki genlik seviyesi -3 Db dir.
Faz açısı ise = -arc- tg ( f/fp) dir. Faz açısı 3 asimtota teğettir.

0 f 0.1 fp arasında _0 derece ye teğet olup 0.1 fp 10fp için-90derece seviyesinde ve yataya paraleldir.
Gerçek faz eğrisi bu asimtotlara paralel ve şekilde gösterildiği gibi olacaktır.

Şekil 2-8 de iki kutuplu transfer fonksıyonunun genlik ve fazınındeğişimi yarı logaritmik kağıt uzerıne çizilmiştir. Genlik , fp1 ilefp2 arasında -6 db/oktavlık eğimle zayıflarken fp2 den sonra-12db/oktavlık bir eğimle zayıflamaktadır.

Faz açısı ise ve 2 nın toplamına eşittir. Her bir kutuba ait faz açısıkutupta -45derece den geçer. Diğer frekanslarda ise -45/dekadlık eğimledeğişir. Buradaki sınırlar gerçek eğrilere ait asimtotlardır. Gerçekeğiriler yukarıdakı eşitliklerin değişik frekanslar için alacağıdeğerlerden elde edilir.