Untitled - Ankara Üniversitesi Açık Erişim Sistemi

ANKARA ÜNİVERSİTESİ
BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ
KESİN RAPORU
Proje Başlığı
Opto Kuplajlı Vakum Tüplü Ses Sinyali Dinamik Alan Sıkıştırması
Proje Yürütücüsünün İsmi
Yrd.Doç.Dr. Hakkı Alparslan Ilgın
Yardımcı Araştırmacıların İsmi
Bilge Miraç ATICI
Proje Numarası
13B 4343 002
Başlama Tarihi
12.11.2012
Bitiş Tarihi
02.11.2013
Rapor Tarihi
Şubat - 2014
Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri
Ankara - 2014
RAPOR FORMATI
Bilgisayarda 12 punto büyüklüğünde karakterler ile, tercihan "Times New Roman" stili kullanılarak
yazılacak ve aşağıdaki kesimlerden (alt kesimler de dahildir) oluşacaktır.
I. Projenin Türkçe ve İngilizce Adı ve Özetleri
II. Amaç ve Kapsam
III. Materyal ve Yöntem
IV. Analiz ve Bulgular
V. Sonuç ve Öneriler
VI. Kaynaklar
VII. Ekler
a) Mali Bilanço ve Açıklamaları
b) Makine ve Teçhizatın Konumu ve İlerideki Kullanımına Dair Açıklamalar
c) Teknik ve Bilimsel Ayrıntılar (varsa Kesim III'de yer almayan analiz ayrıntıları)
d) Sunumlar (bildiriler ve teknik raporlar) (Altyapı Projeleri için uygulanmaz)
e) Yayınlar (hakemli bilimsel dergiler) ve tezler (Altyapı Projeleri için uygulanmaz)
NOT: Verilen kesin rapor bir (1) nüsha olarak ciltsiz şekilde verilecek, kesin rapor
Komisyon onayından sonra ciltlenerek bir kopyasının yer aldığı CD ile birlikte
sunulacaktır. Kesin raporda proje sonuçlarını içeren, ISI’ nın SCI veya SSCI veya AHCI
dizinleri
kapsamında ve diğer uluslar arası dizinlerce taranan hakemli dergilerde
yayınlanmış makaleler, III. Materyal ve Yöntem ve IV. Analiz ve Bulgular bölümleri
yerine kabul edilir.
I. Projenin Türkçe ve İngilizce Adı ve Özetleri
OPTO-KUPLAJLI VAKUM TÜPLÜ SES SİNYALİ GENLİK SIKIŞTIRMA CİHAZI
TASARIMI
Ses sinyali genlik sıkıştırma cihazı (kompresör), giriş sinyalinin anlık yükselmelerinin genliğini
azaltarak sinyalin dinamik alanını azaltan devrelerdir. Bu araştırmada kullanılan kompresör, bir LED
tarafından direnci kontrol edilebilen foto-iletken devre elemanı içermektedir. Giriş sinyalinin tepe
noktalarını tespit etmek ve cihazın etki sürelerini belirlemek için sıralı op-amplardan oluşan katı-hal
devre; çıkış sinyalinin gerilimini arttırmak için ise 12AU7 vakum tüplü yükselteç devresi
kullanılmıştır. Giriş ve çıkış katlarında trafo kullanılarak balanslı sistem tercih edilmiştir. Güç kaynağı
olarak DC filtrelemeli güç kaynağı kullanılmıştır.
Cihazın bilgisayar ortamında benzetimleri yapılmış, kontrol değişkenleri belirlenip gerekli
revizyonlar yapıldıktan sonra devre basımına geçilmiş ve kasa içine yerleştirilmesi tamamlanmıştır.
OPTO-COUPLED VACUUM TUBED AUDIO SIGNAL DYNAMIC RANGE COMPRESSION
Audio signal compressor is a circuit that compresses the dynamic range of the signals by decreasing
the amplitude of their transient peaks. The compressor that used in this project consist of an optocoupler, in which is a device that a LED controls the resistance of a photoconductive cell. A solid-state
circuit is used to analyze the peaks of input signal. A 12AU7 vacuum tubed amplifier circuit is used to
provide makeup gain. To get balanced input and output it uses transformer. DC filtered power supply is
used to provide energy.
Related simulations were carried out. After
implementation in a chassis were completed.
determining
control parameters, the circuit and
II. Amaç
Müzik endüstrisinde kullanılan kayıt ortamlarının dinamik aralığı, insan kulağına göre daha dardır.
Bu nedenle, gerçek sinyallerin dinamik aralığının bu ortamlara göre uygun hale getirilmesi gerekir.
Bunu yapmanın yollarından biri dinamik alan sıkıştırmasıdır.
Dinamik alan, sinyalin en düşük ve en yüksek noktaları arasındaki orandır. İnsan kulağının dinamik
aralığı, 20 Hz – 20 kHz aralığında 120 dB olarak kabul edilmiştir. Dinamik alan sıkıştırmasıyla, kayıt
edilen ses/enstrüman sinyallerinin anlık yükselmeleri engellenerek daha dengeli hale getirilmesi
hedeflenir.
Kompresörlerin kullanım alanları; olarak dinamik alan eşleştirme, dinamik alan azaltma, efekt
amaçlı kullanım, sayılabilir. Örnek vermek gerekirse; 110 dB dinamik aralığı olan bir sinyali, 80 dB
dinamik aralığı olan kayıt ortamına (örneğin makara bant) kayıt etmek istediğimizde seçimimiz iki
farklı sonuç doğurur. İlk olarak giriş sinyali düşük tutularak kayıt esnasında oluşabilecek bozulmaların
önüne geçilir. Ancak bu şekilde giriş sinyalinin en düşük noktası gürültü ile eşdeğer seviyeye
geleceğinden veri kaybı yaşanır. İkinci olarak, giriş sinyali yüksek tutulursa en düşük nokta gürültü
seviyesinin üzerinde kalarak sorunsuz kayıt alınır. Ancak bu durumda da en yüksek nokta kayıt
ortamının dinamik aralığını aşacağından bozulmaya uğrar. Bu iki durumdan da kaçınmak için dinamik
alan sıkıştırması yapılması en doğru sonucu verir.
Özellikle radyo yayınlarında ve reklam jeneriklerinde; müzik ve dış sesin dengelenmesi veya
konuşmacının en düşük ses seviyesinde konuşmasının anlaşılabilir olması için dinamik alanın
azaltılması gerekir. Kompresör kullanılarak metni okuyan kişinin ses seviyesindeki değişimler
azaltıldığı için seslendirme belli bir dinamik alana yerleşir ve sonuç daha dengeli hale getirilir.
Kompresörün yeterince hızlı ve yüksek oranlarda sıkıştırması sağlandığında, sesin yapısında
meydana gelen değişiklikler efekt amaçlı da kullanılabilmektedir. Müzik enstrümanları üzerinde
kullanılarak farklı duyumlar elde edilebilmektedir.
III. Materyal ve Yöntem
Bu araştırmada yol göstermesi amacıyla, Universal Recording Corporation (UREI) firmasının bir
uzantısı olan Teletronix firmasının ürettiği LA-2A model kompresör baz alınmıştır. Müzik
endüstrisinde sıkça kullanılan ve farklı revizyonları olan bu modelin 1966-67 model üretimlerindeki
orjinal yapısı ele alınmıştır.
Kullanılan malzemelerden bazıları, günümüz teknolojisinde üretilen eş değer devre elemanları ile
değiştirilmiştir. Sıkıştırma işlemi için gereken genlik tespit devresi için op-amp ve diyotlardan oluşan
katı-hal devre kullanılmasına karar verilmiştir. Bunun nedeni, genlik tespitinde kullanılan tüplü
devrelerin katı-hal devrelere göre daha kararsız yapıda olması ve üretim maliyetlerinin daha fazla
olmasıdır. Sıkıştırma sonucu oluşan kaybı telafi etmek için kullanılan yükselteç devresinde orjinal
vakum tüplü tasarım tercih edilmiştir.
Giriş ve çıkış katlarında, balansı sinyal iletimine olanak sağlayan trafolar kullanılmıştır. LA-2A
modelinin orjinal devresi (Şekil 2.1) ve araştırma için yeniden tasarlanan devre (Şekil 2.2) aşağıda
gösterilmiştir.
Şekil.1 LA-2A Devre Şeması
Şekil.2 Tasarlanan Devre Şeması
III. I. Kontrol Değişkenleri
III. I. I. Eşik Seviyesi (Threshold)
Kompresörü tetikleyip devreye girmesini sağlayan giriş sinyalinin değerini belirleyen değişkendir.
Örneğin eşik seviyesi 1 V ayarlandığında; 1 V’nin altındaki giriş sinyali sıkıştırılmaz. Sinyal 1 V’nin
üzerine çıktığında kompresör tetiklenir, cihaz devreye girer ve çıkış sinyali azaltılır. Bu değişken
genellikle dB cinsinden ifade edilir.
III. I. II. Giriş & Çıkış Süreleri (Attack & Release Time)
Eşik seviyesini aşan giriş sinyali için, cihazın ne kadar süre sonra devreye gireceğini belirleyen
değişkene “Attack Time” denir. Eşik seviyesinin altına düşen sinyale bağlı olarak cihazın ne kadar süre
sonra devreden çıkacağını belirleyen değişkene ise “Release Time” denir. Giriş ve çıkış süreleri, gelen
sinyalin karakterine göre değişkenlik gösterir. Örneğin anlık yükselme (transient) süresi kısa olan
sinyaller için düşük attack süresi kullanılır.
III. I. III. Oran (Ratio)
Eşik seviyesini geçen giriş sinyalinin hangi oranda sıkıştırılacağını belirleyen değişkendir. Eşik
seviyesi ve giriş sinyali arasındaki farkın ne kadar azaltılacağı bu oranla belirlenir. Örneğin eşik
seviyesi 1 V ve 2:1 sıkıştırma oranına sahip kompresörde, 1.5 V giriş sinyali çıkışta 1.25 V olarak
gözlemlenir. Yüksek sıkıştırma oranı, daha fazla sıkıştırmaya imkan tanır. Eğer oran ∞:1 ayarlanırsa
kompresör giriş sinyalini ayarlanan eşik seviyesine kenetler. Bu tip kullanıma “Limiter” denir.
III. II. Çıkış Voltajı (Output Voltage)
Sıkıştırma işlemi sonucunda çıkış gerilimi azalır. Bu kaybı telafi etmek için cihazın çıkışında bir
yükselteç devresi bulunur. “Make-up Gain” denilen bu kazanç genellikle dB cinsinden ifade edilir.
Şekil.3 İdeal Kompresörün Sinüs Sinyaline Etkisi
Threshold: 2V, Ratio: 2:1, Attack Time: 0, Release Time: 0
III. III. Giriş – Sıkıştırma (Compression)
Cihazın girişinde trafo (transformatör) kullanıldığından balanslı sinyal girişine uygundur. Giriş
sinyali T1’e uygulanmaktadır. Trafonun uçları arasına yerleştirilen direnç, empedans uyumluluğu için
bağlanmıştır. Ayrıca trafonun frekans cevabını geliştirmektedir. Foto-iletken ve 100kΩ’lık
potansiyometre bir gerilim bölücü devre oluşturur ve giriş sinyali buraya seri bağlanan direnç
üzerinden ulaşır. Çıkış potansiyometre üzerinden alınır.
Foto-iletken üzerine LED tarafından ışık düşürülmediği süre boyunca direnci çok büyüktür. LED
üzerinde gerilim oluşup foto-iletkene ışık verdiği zaman direnci azalır. Bu da çıkış gerilimini azaltır.
III. IV. Telafi Kazancı (Make-up Gain)
Çıkış katında bulunan yükselteç devresinde 2 adet twin-triode 12AU7 vakum tüp kullanılmıştır.
Class-A formunda çalışan iki ayrı devre kapasitör kuplajlı olacak şekilde birbirlerine ardışık
bağlanmıştır.
III. V. Geri Besleme Devresi
Sıkıştırma işlemi geri besleme devresi tarafından kontrol edilmektedir. Giriş sinyalinin
sıkıştırılması kullanılan opto-kuplajlı devre elemanının empedansını, dolayısıyla üzerine düşen
gerilimi değiştirerek gerçekleşir. Belirlenen eşik seviyesinin altında gelen giriş sinyali herhangi bir
sıkıştırmaya uğramaz. Bu seviyeyi aşan giriş sinyali için, LED üzerinde gerilim farkı oluşur, ışık
yayar ve opto-kuplajlı elemanın empedansını değiştirir.
Bu devre eşik seviyesini (threshold), sıkıştırma oranını (ratio) ve giriş-çıkış sürelerini (attack &
release time) ayarlamaya imkan tanır.
Şekil.4 Geri Besleme Devresi Tasarımı
IV. Analiz ve Bulgular
IV. I. Genel Görünüm
Kompresör cihazı, birbirinden bağımsız çalışan 2 ayrı bölümden oluşmaktadır. Bunlar “Sinyal
Yolu” ve “Geri Besleme Devresi” olarak adlandırılmıştır. Sinyal yolu dinamik kazanç sağlayan basit
iki katlı yükselteç devresinden oluşmaktadır. Yükseltecin kazancı giriş sinyalinin seviyesine bağlı
olarak değişir ve eşik seviyesini aşan sinyal için sıkıştırma uygular. Geribesleme devresi giriş sinyalini
eşik seviyesiyle karşılaştırır ve kazanç miktarını kontrol eder. Aşağıda sistemin blok diyagramı
gösterilmiştir. (Şekil 3.1)
Şekil.5 Kompresör Blok Diyagramı
IV. II. Vakum Tüpler
Kompresör cihazının birincil amacı ses sinyalini yükseltmek değildir. Ancak sıkıştırma işlemi
sonrasında oluşan kaybı telafi etmek için yükselteç devresi kullanılır. Bu devrede yüksek kazançtan çok
bozulmalardan kaçınılması önceliklidir. Bu nedenle düşük gerilim kazancı ve doğrusal karakteristik
eğime sahip twin-triode 12AU7 vakum tüpler kullanılmıştır.
12AU7 tüplerin veri sayfasına bakıldığında plate akımı 7-12 mA, plate-katod gerilimi 100-200V
aralığında değişmekte ve oldukça doğrusal bir davranış göstermektedir.
Yükselteç katının çalışma noktası için plate-katod geriliminin 150V, plate akımının 10mA olmasını
sağlayacak direnç değerleri seçilmesine karar verilmiştir. Besleme gerilimi 220V olarak ayarlandığında
toplam direnç miktarı aşağıdaki denklem ile bulunur.
Eşitlik.1 Toplam Direncin Hesaplanması
Vsupply = Besleme gerilimi
Vpk = Plate-Katod gerilimi
Tüp, sırasıyla plate ve katoda bağlanmış iki direnç ile eğilimlenir. Plate bir direnç üzerinden
toprağa bağlanır ve tüpün grid bacağından herhangi bir akım akmadığı varsayılır. Devrenin
çalışabilmesi için katodun grid’e göre daha yüksek potansiyel farka sahip olması gerekir. Katod
direnci, bu gerilimi sağlamak amacıyla seçilir. 10mA plate akımı ile 470Ω’luk direnç 4.7V’luk bir
gerilim farkı oluşturur ve bu gerilim istenilen değerler arasındadır. Olması gereken toplam direnç
bilindiğinden plate direnci aşağıdaki denklem ile bulunur:
Eşitlik.2 Plate Direncinin Hesaplanması
Rtotal = Toplam direnç
Rk = Katod direnci
Rp = Plate direnci
Plate direnci ortalama 1 W’lık gücü kaldırabilir olmalı. Bu nedenle piyasada bulunan, yukarıdaki
değere en yakın 8.2 kΩ’luk direnç seçilmiştir.
IV. III. Geri Besleme Devresi
Sıkıştırma işleminin esas kontrol edildiği kısım geri besleme devresidir. Foto-iletken elemanın
empedansının değişimi içerisinde eşlenmiş LED’in gerilimi ile kontrol edilir ve sinyalin sıkıştırılması
gerçekleşir. Devre yukarıda belirtilen kontrol değişkenlerini içerecek şekilde tasarlanmıştır.
IV. IV. Giriş ve Çıkış Süreleri Kontrolü
Ticari amaçla üretilmiş bir çok sıkıştırıcı devresinde attack ve release süreleri kullanıcı tarafından
ayarlanabilir olarak tasarlanır. Bu, cihaza daha geniş bir kullanım alanı sağlar. Örneğin anlık yükselişi
fazla olan seslerde attack süresi kısa tutularak bu yükselmeler bastırılır. Bunun yanında gitar kaydında
kontrol edilmek istenen anlık yükselişler değil de sinyalin gövdesi olabilir. Bunun için de uzun attack
süresi seçilir.
Cihazda bunu kontrol eden tasarım basit bir seri bağlı RC devresi ve onun dolma-boşalma
süreleridir.
Eşitlik.3 Dolma ve Boşalma Gerilimleri
Vin = Giriş sinyali
V0 = Kapasitör başlangıç gerilimi
R = Eşdeğer direnç
C = Kapasitör
Vcharge = Dolum Gerilimi (Giriş süresi için)
Vdischarge = Boşalma Gerilimi (Çıkış süresi için)
Geri besleme devresinin sonuna uygulanabilecek olan tasarım ise aşağıdaki gibidir.
Şekil.6 : Giriş & Çıkış Süresi Kontrol Devresi
Kapasitör dolma süresi seri bağlı R1 ve R2 , boşalma süresi R3 ve R4 dirençleri ile kontrol edilir.
Kullanıcı ihtiyaçları göz önünde bulundurularak ve klasikleşmiş sıkıştırıcı cihazları incelenerek
attack ve release süre aralıkları aşağıdaki gibi seçilmiştir.
Çizelge.1 Giriş ve Çıkış Süreleri
En Az
En Çok
Attack
500 µs
5 ms
Release
50 ms
1s
Bu değerlere en yakın sonuçların alındığı direnç ve kapasitör değerleri ise tabloda verilmiştir.
Çizelge.2 Seçilen Devre Elemanları
Devre Elemanı
Değer
R1
5 kΩ Doğrusal Pot
R2
560 Ω
R3
1 MΩ Doğrusal Pot
R4
56 kΩ
C1
1 µF
Yukarıda verilen devre elemanları ile kurulmuş olan tasarımın matematiksel analizi aşağıdadır.
Çizelge.3 Hesaplanan Giriş-Çıkış Süreleri
Kontrol Değişkeni
Eşitlik
Değer
Attack Süresi (min)
R2C1
560 µs
Attack süresi (max)
(R1+ R2)C1
5.56 ms
Release süresi (min)
R4C1
56 ms
Release süresi (max)
(R3+ R4)C1
1.056 s
Attack ve Release kontrollerinin bağımsız olarak çalışabilmesi için tasarımda giriş ve çıkışın
yüksek empedanslı seçilmesi gerekir. Bu nedenle tasarımın çıkışına tampon opamp koyulmalıdır.
IV. V. Eşik Seviyesi ve Sıkıştırma Oranı Kontrolleri
Geribesleme devresi foto-iletkene giden akımı kontrol etmesi amacıyla seri bağlantılı op-amplar
içermektedir. Yüksek empedanslı giriş sağlayan bu op-amplar, devreye gerilim bölücü devreden önce
bağlandığı için giriş empedansına etki etmezler. Geribesleme devresinin çıkışı foto-iletken elemanın
LED’ine direnç ağı üzerinden bağlanır. Bunun amacı LED üzerine giden akımın sınırlandırılmasıdır.
Tampon yükselteç görevi gören op-amplardan sonra sinyalin tüm değerlerini ölçmesi için
tasarlanan tam dalga doğrultmaç devresi vardır. Bunu ayarlanabilir kazançlı “çevirici yükselteç”
(inverting amplifier) takip eder. Bu yükselteç geribesleme devresinin uç kısmında yer almaktadır. Bu
devrenin kazancı ayarlanırken, giriş sinyalinin farklı değerleri çevirici yükseltecin çıkışında 2 V’lik bir
sinyal oluşturur. Bu gerilimin üzerindeki değerler için LED üzerine düşecek gerilim empedansı
değiştirecektir. Düşük empedans için, akan akım fazla olur ve sıkıştırma işlemi artar. Yüksek empedans
için, akan akım azalacağından sıkıştırmanın etkisi de azalır. Çevirici yükselteç devresinin kazancını
ayarladığımız potansiyometre kompresörün eşik seviyesini belirler. Aynı şekilde yükselteç devresinin
çıkışında bulunan direnç ağındaki potansiyometre ise kompresörün sıkıştırma oranını belirler.
IV. VI. Opto-kuplaj Karakteristiği Opto-kuplör; giriş ve çıkış arasında optik bir bağ kuran, iki adet bağlantı noktası olan analog devre
elemanıdır. Girişi bir LED ve çıkışı bir foto-iletkendir. Foto-iletken etkisi logaritmik olarak değişen bir
potansiyometre gibi çalışır. Eşlenik halde bulunan bu cihazlarda, LED üzerinde bir gerilim
oluşturulmadığı sürece “karanlık bölge” olarak adlandırılan konum geçerlidir. Bu karanlık bölgenin
amacı foto-iletkenin, LED ışığına çok daha duyarlı olabilmesidir. Bu sayede LED’in ışımalarına daha
hızlı cevap verebilmektedir.
Kuplör kapalı konumdayken maksimum direnç, açık konumdayken minumum direnç değerlerine
sahiptir. LED üzerinden akım geçip foto-iletken elemanın direnci değiştirildiğinde sıkıştırma işlemi
başlar. Bu direnç değişimi kompresörün karakterine doğrudan etki etmektedir. Direnç değişimindeki
artış eğrisi çıkışta bulunan yükselteç devresinin nasıl devreye gireceğini belirler. Aynı şekilde, LED
üzerine düşen gerilimin azalmasıyla artan foto-iletken direnci kompresörün devreden çıkış
karakteristiğini de belirler.
Bir ses sinyalinin zarfları “Attack-Decay-Sustatin-Release” olarak adlandırılmıştır. Kompresörün
“Attack” ve “Release” süreleri de sinyalin bu değerlerine göre belirlenir. Yanlış ayarlanan değerler
çıkışta istenmeyen sonuçlar doğurur. Örneğin giriş sinyalinin anlık yükseliş süresine göre daha yavaş
ayarlanmış kompresör “attack” süresi, bu tepe noktalarını işlememize engel olur. Aynı şekilde giriş
sinyaline kıyasla çok kısa belirlenmiş “release” süresi, çıkışta istenmeyen “pop” seslerine sebep olur.
Bu nedenle seçilen opto-kuplör elemanın direnç değişimi, öncesinde bir RC devresi ile sürülerek
kontrol altına alınır.
IV. VII. Deney Sonuçları
IV.VII.I. Giriş ve Çıkış Trafoları
Aşağıdaki osiloskop görüntüsünde sarı renk giriş trafosuna uygulanan sinyali, mavi sinyal 56k
ohm ikincil sarım direncine sahip trafo çıkış sinyalini göstermektedir. Test sinyali olarak 10kHz
sinüs sinyali uygulanmıştır.
Şekil.7 Giriş Trafosu Analizi
Aşağıdaki osiloskop görüntüsünde sarı renk çıkış trafosuna uygulanan sinyali, mavi renk ise
18k ohm ikincil sarım direncine sahip trafo çıkış sinyalini göstermektedir.
Şekil.8 Çıkış Trafosu Analizi
IV.VII.II. Sıkıştırma Etkisi
Aşağıdaki osiloskop görüntüsünde cihaza uygulanan giriş sinyali sarı, çıkış sinyali ise mavi
gösterilmiştir. Cihaz açıkken hiç bir sıkıştırma işleminin olmadığı durum test edilmiştir. Test sinyali
olarak 1 kHz sinüs sinyali uygulanmıştır.
Şekil.9 Çıkış Sinyalinde Sıkıştırmanın Etkisi
Aşağıdaki osiloskop görüntüsünde 3:1 Oran ile devrede olan cihazın giriş-çıkış karşılaştırılması
yapılmıştır.
Şekil.10 Sıkıştırma Etkin İken Giriş-Çıkış Sinyalleri
Oran = 3:1
Avid Pro Tools 11 ve Waves InPhase yazılımları kullanılarak gerçekleştirilen analizde, cihazın
herhangi bir sıkıştırma işlemi yapmadığı durumdaki faz ilişkisi gösterilmiştir.
Şekil.11 InPhase Yazılımı ile Yapılan Faz Analizi
(Sıkıştırma Yok)
Avid Pro Tools 11 ve Waves InPhase yazılımları kullanılarak yapılan analizde, 3:1 Oran ile
sıkıştırma yapan cihazda giriş-çıkış sinyallerinin faz ilişkisi incelenmiştir.
Şekil.12 InPhase Yazılımı ile Yapılan Faz Analizi
(Sıkıştırma Var)
IV.VII.III. Giriş ve Çıkış Süreleri
Aşağıdaki osiloskop görüntüsünde giriş sinyalinde oluşan ani yükselmeye karşı cihazın verdiği
anlık tepki kayıt edilmiştir. İlk değişim noktasında geçen süre Attack (giriş), ikinci değişim
noktasında geçen süreye ise Release (çıkış) adı verilmektedir.
Şekil.13 Ani Değişimlerde Ölçülen Giriş-Çıkış Süreleri
Avid Pro Tools 11 programı kayıt edilen sinyallerde farklı Attack ve Release süreleri ile
karşılaştırma yapılmıştır.
Şekil.14 Avid Pro Tools ile Gözlemlenen Giriş-Çıkış Süreleri
Şekil.15 Değiştirilen Giriş-Çıkış Süreleri
(Attack 560 µs , Release 270 ms)
Şekil.16 Değiştirilen Giriş-Çıkış Süreleri
(Attack 3 ms , Release 72 ms)
V. Sonuç ve Öneriler
İncelenen ve ihtiyaçlara göre yeniden tasarlanan devre, ses sinyali genlik sıkıştırması için
uygulanabilir yolları göstermiştir. Farklı tasarımlar ve ticari uygulamalar olabileceği gibi, genel sinyal
akışının yeterli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Vakum tüp ve katı-hal devrelerin ortaklaşa
kullanıldığı bu tip devrelerde; tüplü devrelerin karakteristik ve tercih edilen davranışları, daha kararlı
ve az maliyetli çözümler ile birleştirilmiştir. Tüplü devreler, sinyali kendine has bir bozulmaya
uğratmasına rağmen bu bozulmanın müzikal ve sanatsal amaçlara hizmet etmesi nedeniyle ilk
üretimlerinden itibaren tercih sebebi olmuşlardır.
Bilgisayar ortamındaki benzetim sonuçlarından yola çıkılarak üretilecek kompresörün çeşitli ses
sinyalleri ile test edilmesine karar verilmiştir. Ticari müzikler, enstruman kayıtları ve seslendirme
kayıtları ağırlıklı olmak üzere, temel dalga biçimleri (sinüs, kare, testere dişi) ve gürültü sinyalleri
test girişi olarak seçilmiştir. Yükselteç devresinde kullanılan vakum tüpler ile benzer özellikler
taşıyan farklı marka/model tüplerin kıyaslanarak sonuca nasıl etki ettiği tartışılacaktır.
Bununla birlikte, kullanılabilecek farklı opto-coupler devre elemanlarının doğrudan sese etki
ettiği gözlemlenmiş; bu nedenle devre elemanına göre cihaz karakteristiği ve sound’un istenilen
yönde değiştirilebileceği kanısına varılmıştır.
Geri besleme devresinde kullanılan ayrık tasarımlı op-amp serisi yerine quad op-amp
kullanılarak maliyet ve alan tasarrufuna gidilebilir.
VI. Kaynaklar
Önen, U. 2007. Ses Kayıt ve Müzik Teknolojileri. Ankara, 426, Türkiye.
Zeren, A. 1997. Müzik Fiziği. İstanbul, 351, Türkiye.
Pfund, D., Sousa, A., McCabe, H., Deckard, C. 2009. Design of an Opto-Coupled Vacuum Tube
Audio Compressor. The University of Washington, 37, The USA.
Rudolph, T. 2009. Mixing and Mastering Audio Recording For Beginners. 9, The USA.
Eric Hawkins, İnternet sitesi. http://erikhawkins.berkleemusicblogs.com Erişim Tarihi : 24.12.2012
Owsinski, B. 2000. The Mixing Engineer's Handbook. 288, The USA
Katz, B. 2007. Mastering Audio: The Art and the Science. 319, The USA
Massey, H. 2000. Behind the Glass. 334.
Pohlmann, K.C. 2010. Principles of Digital Audio. 864.
Everest, F. A. 2009. The Master Handbook of Acostics. 528.
Izhaki, R. 2011. Mixing Audio. 581.
Huber, D. M. 2009. Modern Recording Techniques. 672.
Kadis , J. 2012. The Science of Sound Recording. 256.
Howard, D. 2009. Acoustics and Psychoacoustics. 496.
Ballou , G. 2009. A Sound Engineers Guide to Audio Test and Measurement. 192.
Ballou , G. 2009. Handbook for Sound Engineers. 1808.
Watkinson, J. 2010. Art of Digital Audio. 752.
Rumsey, F. 2009. Sound and Recording. 656.
Ballora, M. 2002. Essentials of Music Technology. 248.
Boulanger, R. 2010. The Audio Programming Book. 920.
VII. Ekler
a)
2
03-2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
03-5
1
06-1
1
Toplam
Mali Bilanço ve Açıklamaları
EKONOMİK
SINIFLANDIRMA
TÜKETİME
YÖNELİK MAL
VE MALZEME
ALIMLARI
VTL5C2 Opto
Isolator
LM318N Opamp
7815CT Voltage
Regulator
7915CT Voltage
Regulator
NTE5319 Rectifier
12AU7 Vacuum
Tube
12AX7A Vacuum
Tube
JT-11SSP-6M
Transformer
JT-11SS-DLCF
Transformer
HİZMET
ALIMLARI
Baskı devre yaptırma
ücreti
MAMUL MAL
ALIMLARI
Hafızalı Dijital
Osiloskop
MİKTARI
ÖLÇÜ BİRİMİ TAHMİNİ BEDEL
2
ADET
15$
6
2
ADET
ADET
6.42$
6.92$
2
ADET
3$
1
2
ADET
ADET
3.2$
94$
2
ADET
41.5$
2
ADET
132$
2
ADET
72$
3
ADET
400$
1
ADET
846.3$
1620.34$
(2916.6 TL)
b) Makine ve Teçhizatın Konumu ve İlerideki Kullanımına Dair Açıklamalar
Proje kapsamında makine ve teçhizat kalemi 1 adettir. Bahsi geçen bir adet hafızalı dijital
osiloskop olup, Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünde kullanılacaktır.
c) Teknik ve Bilimsel Ayrıntılar
Gerekli açıklamalar kesim III'te yapılmıştır.
d) Yayınlar (hakemli bilimsel dergiler) ve tezler
Proje nihayetinde yazılan rapor, bilimsel makale formatında İngilizceye çevrilip “Communications”
dergisine gönderilecektir. Bahsi geçen makale henüz yazım aşamasında olup yayınlandığı ayki
sayısı BAP Ofisine bildirilecektir.
e) Sunumlar (bildiriler ve teknik raporlar)