[LinuxFocus-icon]
Ev  |  Eri�imd�zeni  |  ��indekiler  |  Arama

Duyumlar | Belgelikler | Ba�lant�lar | LF Nedir
Bu makalenin farkl� dillerde bulundu�u adresler: English  Deutsch  Francais  Turkce  

convert to palmConvert to GutenPalm
or to PalmDoc

[Photo of the author]
taraf�ndan John Perr
<johnperr(at)linuxfocus.org>

Yazar hakk�nda:

1994'den beri Linux kullan�r.LinuxFocus'un Frans�z yazarlar�ndan biridir. Makina M�hendisidir ve MSc Ses ve Titre�im okumu�tur.



T�rk�e'ye �eviri:
�zcan G�ng�r <ozcangungor(at)netscape.net>

��erik:

 

Temel Akustik ve Sinyal ��leme

[Illustration]

�zet:

Bu makale, m�zisyenler ve bilgisayar m�hendisleri i�in Temel Akustik ve Sinyal ��leme ile ilgilidir..
E�er hep kendi kay�tlar�n� yapmak ve ya bilgisayar�n�zda ses ile ilgilenmek istediyseniz, bu makale tam size g�redir.


_________________ _________________ _________________

 

Tan�t�m

Bu makale e�itimi ama�lamaktad�r. Okuyucuya temel ses ve ses i�leme bilgisini vermeyi umar.Tabii ki m�zik bizim ilgilenemek istedi�imiz konulardan biridir ama di�er az memnun edici sesler aras�nda sadece baz� g�r�lt�d�r.
�lk �nce, sesin fiziksel kavram�, onu insan kula��n�n i�lemesi ile sunulur.Sonra, sinyallere bak�l�r.�rne�in �rnekleyiciler veya bilgisayarlar gibi modern dijital ara�larla ses kay�t edildi�inde nas�l bir �ey olur.
En son olarak, mp3 veya Ogg vorbis gibi g�ncel s�k��t�rma teknikleri sunulur.
Bu makalede anlat�lan konu b�y�k bir okuyucu kitlesi taraf�ndan anla��labilirdir. Yazar, kullan�m� zor olan "normal terminiloji"yi ve m�zisyenlerin kulland��� teminolojoyi kullanmay� denemi�tir. Baz� matematiksel form�ller ve baz� resimler kullan�lm��t�r ama bunlar� fazla dert etmeyin (uuuu!!!ne rahatlama ama) ...

 

Birazc�k Fizik

 

Ses

Fiziksel olarak ses, gaz, s�v� veya kat� ortamlarda mekanik titre�imlerdir.Ortam�n elastik �zelli�i sesin kaynaktaktan dalgalar halinde uzakla�mas�n� sa�lar, g�le at�lan bir ta� gibi...
Bir nesnenin her titre�mesinde, bu nesnenin �evresini saran �eyler i�inde sese d�n��erek bir par�a enerji kayb�na neden olur.�u anda diyebiliz ki vakum oram�nda ses yay�lmaz.
�ekil 1a, titre�en bir kayna�a ba�l� i�nenin, alt�ndan bir ka��t �eridi ge�irildi�inde nas�l dalgaya d�n��t�rd���n� g�sterir.



z:±A0 b�y�kl���ndeki bir tite�en i�ne
lambda;: dalga boyu
x:c h�z�ndaki band h�z�
w: Olu�an dalga
�ekil 1a: Hareket eden bir ka��t �erit �zt�ndeki titre�en i�ne

Hava g�z �n�ne al�nd���nda, ses bir bas�n� �e�idi olarak yay�l�r.Bir hoparl�r, bas�n� �e�itlerini �evresindeki havaya iletir.S�k��t�rma (zay�f) hava i�inde yay�l�r.Burada havan�n de�il sadece bas�nc�n iletildi�ine dikkat edin.Daha �nce bahsedilen su dalgas�da, dalga ilerledi�i halde su yerinde kal�r.Y�zen nesne sadce yukar� ve a�a�� hareket eder.Bu y�zden bir hoparl�r�n �n�nde "r�zgar" olu�maz.Ses dalgalar� 20°C s�cakl�ktaki havada yakla��k saniyede 344 metre h�zla ilerler ancak hava par�ac�klar� sadece birka� mikron ileri ya da geri gider.


P: Titre�en piston
T: T�p
t: zaman
�ekil 1b: s�v� i�ndeki titre�en piston


 

Frekans ve Ses Seviyesi

Yukar�daki �ekillerden anlayaca��m�z gibi, ses dalgalar� sin�z �eklindedir.�ki tepe aras�ndaki uzakl�k dalga boyu olarak adland�r�l�r ve bir saniyede g�zlenen dalga tepesi say�s�na frekans denir.Bu fiziksel terim m�zisyenlerin ses seviyesi dedikleri �ey ile ayn�d�r.D���k frekansla bas sesler, y�ksek frekanslar ise y�ksek seviyeli seslerdir.
�ekil 2, havada ilerleyen ses dalgas�n�n dalga boyu ve frekans de�erlerini vermektedir:


λ: Dalga boyu
F: Frekans
�ekil 2: Havadaki dalga boyu ve frekans


 

Genlik ve Seslilik

Sesin di�er bir karakteristi�i ise genli�idir.Sesler yumu�ak veya y�ksek olurlar.Bu havada, havay� s�k��t�rmak i�in kullan�lan g�ce ba�l� olan k���k veya b�y�k bas�� �e�ididir.Akustik�iler ses g�c�n� desibel ile �l�erler.Desibel �ekil 3a ve 3b'de g�z�ld��� gibi anla��lmas� zor bir birimdir.Bu �ekillerin se�ilmesinin sebebi anla�ilmas�n�n kolay olmas� ve di�er b�l�mde g�rece�imiz gibi bu logatirmik form�l kula��n i�leyi�ine kar��l�k gelmektedir.��phesiz bilmeden matematik kullan�yorsunuz:

 
�ekil 3a: G�r�lt� seviyesi ve bas�n�   �ekil 3b: G�r�lt� seviyesi ve g��

�imdiye kadar, dB'nin ses g�c�yle ilgili oldu�unu bilmemiz yeterlidir.0 dB, insan kula��n�n i�itebildi�i d���k e�it de�eridir, g�r�lt�n�n olamamas� de�ildir.Desibel, insan�n kapasitesine g�re g�r�lt� �l��m�d�r.Referans noktas�n�n de�i�imi (Po ya da Wo) yukar�daki dB de�erlerini de�i�tirecektir.M�zik setinizin �zerinde yazan dB de�eri akustik seviyeler de�il cihaz�n elektriksel ��k�� g�c�d�r.Bu tamamen farkl� bir �l��md�r.0 db s�kl�kla amplifikat�r�n maksimum ��k�� g�c�d�r.Akustik i�in i�ine girdi�inde, dB cinsinden ses seviyesi �ok daha b�y�k olur.Yoksa bu cihaz� almazd�n�z.Ancak bu sizin hoparl�r�n�z�n performans�na da ba�l�d�r.�ekil 4, birka� s�radan ses kayna��n� genlik ve ferkans olarak tan�mlar.E�riler, insan kula��n�n hissetti�i seslili�in seyiveyesidir.Ayr�nt�y� daha sonra anlataca��z:


Figure 4: acoustic levels of usual sound sources�ekil 4: s�radan ses kaynaklar�n�n akustik seviyeleri

A�a��daki dizi, birka� s�radan ses kayna��n�n desibel ve watt cinsinde seviyelerini verir.Desibelin notasyonu nas�l kolayla�t�rd���na dikkat ediniz:

G�� (Watt) Seviye dB �rnek G�� (W)
100 000 000 200 Saturn V Roketi

4 jet motorlu u�ak
50 000 000

50 000
1 000 000 180
10 000 160
100 140 B�y�k orkestra 10
1 120 Kullan�lan �eki� 1
0.01 100 Y�ksek sesli bir konu�ma 0.001
0.000 1 80
0.000 001 60 Kar��l�kl� bir konu�ma 20x10-6
0.000 000 01 40    
0.000 000 000 1 20 F�s�lt� 10-9
0.000 000 000 001 0    
Tipik ses kaynaklar�n�n ses ��k�� g��leri

Ses genli�i de�i�ik yollardan hesaplanabilir.Bu di�er sinyallere de uygulanabilir.�ekil 5'te bir �renk verilmi�tir:


�ekil 5: Sinyal seviyesinin �e�itli �l��nleri


Sembol �sim Tan�m
Aortalama Oralama Genlik Pozitif sinyalin aritmetik ortalamas�
ARMS Root mean square Genli�in enerji i�eri�ine oran�
Atepe Tepe Genli�i Maksimum Pozitif Genlik
Atepe-tepe Tepeden Tepeye Genlik Pozitiften negatife maksimum genlik

Ortalama genlik sadece teorik bir �l��md�r ve teknik olarak kullan�lmaz.Di�er y�nden, root mean square de�eri evrensel olarak e�de�er sinyalleri �l�mek i�in kabul edilmi�tir (genellikle sin�s dalgalar�). �rne�in, Evinizde bulunan elektrik 220 Volt'a ayarlanm�� ve 50 Hz sabitlenmi�tir.Burada 220 V RMS de�eridir ve ger�ekte voltaj -311 ile 311 V aras�nda osilasyon yapmaktad�r.Di�er tan�mlar� kullan�rsak, bu voltaj 311 V tepe de�erine ve 622 V tepeden tepeye de�ere sahiptir.Ayn� tan�m amplifikat�rlere de uygulanabilir.10 W RMS de�erine sahip bir apmlifikat�r 14 W tepe de�erine ve 28 W tepeden tepeye de�ere sahiptir. Bu tepeden tepeye de�er sat�c�lar taraf�nda m�ziksel g�� olarak adland�r�l�r ��nk� sati� i�in g�zel bir �zelliktir.

 

Zaman ve Bo�luk

Zaman akustikte �nemli bir rol oynamaktad�r.Zaman ile bo�luk aras�nda �nemli bir ba� vard�r ��nk� ses bir dalgad�r ve zamanla bo�luk i�inde ilerler.Bunu hesaba katarsak, �� �e�it akustik sinyal tan�mlayabiliriz:

�ekil 6, baz� ses sinyallerini g�stermektedir.Spektrum kavram�n� a��klamak i�in bu diyagram� kullnaca��z.Sinyal spektrumlar�, farkl� notalar� veya karma��k ses sinyallerini olu�turan saf sinyalleri g�steriri.E�er bir siren veya �sl�k gibi sabit peryodik sinyalleri al�rsak, spektrum zamana ba�l� olak sabittir ve sadece bir de�eri g�sterir (�ekil 6a'daki tek �izgi). Bunun sebebi, her sesi asl�nda sin�s dalgas� olan saf sinyallerin bile�imi olarak d���nebilmemizdir.�leride Frans�z matematik�isi Fourier'in 19. y�zy�lda ses sinyallerinin sin�s sinyalleri olarak ifade edilebilece�ini g�sterdi�ini g�rece�iz.Bu bize m�zik i�in i�ine girdi�inde, akorddan bahsetme �ans� vermektedir.Ayn� zamanda, ben sin�s dalgalar�na tak�ld�m ��nk� sin�s dalgalar�n�n �izimi, Jimmy Hendrix'in sololar�n� �izmekten daha kolayd�r.


�ekil 6a: Saf sin�s sinyali (basit ve periyodik)


�ekil 6b: �ki sin�s sinyalinin birle�imi


�ekil 6c: Kare dalga (karma��k ama periyodik)


�ekil 6d: Rastgele sinyal (karma��k ve peryodik de�il)

�ekil 6: Ses sinyalleri ve spektrumlar�

Sesi bilgisayar ile i�leme, sesi havadaki bas�n� de�i�imlerini bilgisyar�n anlayabilece�i say�lara d�n��t�rmektir.Bunun i�in bir mikrofon ile bas�n�taki de�i�imleri elektrik sinyallerine, bir �rnekleyici(sampler) ile elektrik sinyallerini say�lara d�n��t�r�r�z.�rnekleyici genel bir terimdi ve ADC(Analog to Digital Converter - Analog Dijital D�n��t�r�c�) elektronik anlan�ndaki ad�d�r.Bu i�lemleri bilgisayarlarda ses kartlar� yapar.Ses kart�n�n noktalar�(numaralar�) kaydetme h�z�na �rnekleme frekans� denir.�ekil 7, �rnekleme frekans�n�n ses sinyali ve onun Fourier d�n���m� ile hesaplanm�� spektrumunu nas�l etkiledi�ini g�stermektedir.Matemtik merkl�lar� i�in formul a�a��dad�r:


�ekli 7a: �ntegral D�n���m�
Zaman ve frekans alan�nda sonsuz ve s�rekli


�ekil 7b: Fourier Serileri.
Zaman i�inde periyodik ve freakns alan�nda ayr�k


�ekil 7c: �rneklenmi� Fonksiyonlar.
Zaman i�inde ayr�k ve frekans alan�nda periyodik


�ekil 7d: Ayr�k Fourier D�n���m�
Hem zman hem frekans alan�nda periyodik ve ayr�k

Bu (inan�n bana), s�rekli dalgan�n ary�k noktalar serisine d�n���m� spektrumu periyodik yapar.E�er sinyalde periyodik ise spektrum da ayr�k(noktalar serisi) olur ve sadece sonlu say�daki frekans i�in hesaplamak yeterlidir.Bu iyi bir haberdir ��nk� bilgisayarlar sadece say�lar� hesaplayabilirler dalgalar� de�il.
�imdi �ekil 7d'deki durumla kar�� ka��yay�z.Ses sinayi ve spektrumu noktalar serisi olarak biliniyor ve bu noktalar zaman ve frekans alan�nda 0 Hz'den �rnekleme frekans�n�n yar�s�na kadar de�i�iyor.
B�t�n bu �ekiller sonunda orjinal ses biraz kayba u�ruyor.Bilgisayar sadece �nemli zamannlardaki sesi biliyor.Bu kayd�n �al�nabilir ve yeterince iyi oldu�undan emin olabilmek i�in sesi �rneklerken dikkatli olmal�y�z.Yap�lacak ilk i�, kaydeilecek en b�y�k frekans�n �rnekleme frekans�n�n yar�s�na k���k olmas�na dikkat etmektir.Bu �art sa�lanmazsa y�ksek frekanslar daha d���k frekans gibi kaydedilir ve berbat bir kay�t olur.Bu durum �ekil 8'de g�sterilmektedir:


�ekil 8a: Aliasing
�stteki: �rnekleme frekans� maksimum frekansa e�ittir ve �rnekleyici taraf�ndan DC sinyal olarak g�r�n�r.
A�a��da: fs frekans �rne�i de�erindeki frekans bile�eni DC sinyal gibi yorumlan�r.



�ekil 8b: Aliasing.
�stte: (1/N)fs de�erindeki frekans
A�a��da: [ (N+1)/N ]fs de�erindeki frekans bile�eni (1/N)fs olarak yorumlan�r.


-�rneklenmi� sinyali bu belirli davran���, en iyi Shannon teoremi olarak bilinir.Shannon, bu olay� a��klayan matematik�idir.Ayn� durum genellikle western filmlerindeki arabalar�n tekerlerinde de g�r�n�r.Bu tekerlerin sanki ters tarafa d�n�yormu� gibi g�r�nmelerinin sebebi, filmlerdeki stroboskobik etkidir.Bunun anlam� �rnekleme frekans�n�n yar�s�ndan b�y�k frekanslar� elemeniz gerekir.Bunu yapmazsan�z, orjinal ses yanl�� seslere b�l�n�r.CD'lerin �rnekleme frekans�n�(44.1 KHz) ele alal�m;22 KHz �serindeki frekanslar�n yok olmas� gerekir ( yarasalar�n�za sessiz olmalar�n� s�yleyin ��nk� onlar ultra ses ile konu�urlar.).

�stenmeye frekanslardan kurtulmak i�in s�zge�ler kullan�l�r.S�zge�ler, sesin bir k�sm�n� ileten veya koruyan cihazlard�r.�rne�in al�ak ge�iren s�zge�ler, duyulmaya ancak �rneklemeyi bozan y�ksek frekanslar� (yarasalar�n f�s�lt�lar�) ge�irmez.Daha fazla detaya girmeden s�zge�lerin karakteristiklerini g�steren �ekler bir g�z atal�m:


�ekil 9: Prtaikte s�zge� ve ideal s�zge�
I: �deal s�zge�
P: Pratikteki s�zge�r
R: Ripple
B: Etkin bad geni�li�i

S�zge�, sinyallerin hem zaman�n� hem de spektrumunu de�i�tiren cihazd�r.200 Hz'de al�ak ge�iren filtreden ge�en 100 Hz'lik kare dalga, sin�z sinyali olur ��nk� spektrumunun �st k�sm� yok olur.Benzer �ekilde, 1000 Hz'lik bir piyano notas� 1200 ya da 1500 Hz'lik filtereden ge�ti�inde, f�s�lt� gibi duyulur.Bir sesin en al�ak frekans�, temel frekans olarak adland�r�l�r.Di�erleri bile�endir ve harmonik frekanslar olarak adland�r�l�lar.
Zaman alan�nda, s�zge�ler, bozulma(distorsiyon) ad� verilen de�i�ikliklere neden olurlar.Bunun temel nedeni harmonikler aras�ndaki zaman farklar�d�r.

Bir s�zgecin bir sinyal �zerindeki etkisimni g�rebilmek i�in basit bir kare dalgana (�ekil 10a), spektrumunun genli�ine(�ekil 10b), spektrumunun faz�na(�ekil 10c) bakal�m.Bu kare dalga, bir s�zge� gibi t=0'dan t=T an�na kadar sesi ge�irir.Bu darbenin spektrumu, s�zge�in frekans tepkisini g�sterir.G�rd���m�z gibi sinayli frekans� ne kadar b�y�kse frekans bile�enleri aras�ndaki zaman fark� o kadar b�y�k olur ve genlik de o kadar k���k olur.


�ekil 10a: Zaman sinyali. t=0 an�ndaki dikd�rtgensel darbe


�ekil 10b: Sektrum (Genlik)


�ekil 10c: Spektrum (Faz).

�ekil 11, dikd�rtgensel se�zgecin sin�s sinyali gibi basit bir sinyal �zerindeki etkilerini g�stermektedir.


�ekil 11a: Dikd�rtgensel darbe.
t=0 an�ndaki darbe.


�ekil 11b: Ses darbesi.

Sesi T an�nda aniden keseme, sin�s dalgas�n�n spektrumunda yeni frekanslar� olu�turur.E�er s�z�lm�� sinyal, fazla kar���k(�ekil 6c'deki kare dalga gibi) ise frekans bile�enleri, s�zgecin ��k���nda bozukmu� sinyaller olu�turur.

 

Fiziko-akustik

 

�nsan Kula��

Akusti�i ve sesi daha iyi anlamak i�in, sesi duydu�umuz organ�m�za odaklanal�m:Kulak
�ekil 12, kula��n enine kesitini g�rebilirsiniz.Ses, pinna'da toplan�r ve az �ok mikrofon gibi �al��an kulak zar�na do�ru y�nlendirilir.Kulak zar�n�n tite�imleri, itme-�ekme �eklinde �al��an �� k���k kemik yard�m�yla y�kseltilir.Bu kemiklerin ad� �eki�, �rs ve �zengidir.

  a) D�� kulak
b) Orta kulak
c) �� kulak
d) Pinna
e) Kulak kanal�
f) Kulak zar�
g) Stapes
h) Malleus
i) Incus
j) Oval Pencere
k) Yuvarlak Pencere
l) Eustachian Tube
m) Scala Tympani
n) Scala vestibuli
o) Cochlea
p) Sinir Fiberi
q) Yar�mdaire kanal�
�ekil 12: Kula��n ana par�alar�

�zenginin hareketleri, oval pencere arac���l�yla cochlea'ya iletilir.Cochlea, basilar zar ile ayr�lm�� iki odadan olu�ur.Bu zar i�itme sinirlerine ba�l� hassas k�l h�creleri ile kaplanm��t�r(�ekil 13 ve 14'de g�r�lebilir).Basilar zar, bir s�zge� gibidir ��nk� cochlea'n�n �e�itli yerleri �e�itli frekanslara hassast�r.B�ylece beyin notalar� ay�rdedebilir.

   f) Kulak Zar�
g) �zengi
h) �eki�
i) �rs
j) Oval Pencere
k) Yuvarlak Pencere
m) Scala Tympani
n) Scala vestibuli
r) Basilar Zar
s) Helicotrema

R) Ba�l� Cevap
F) Frekans Cevab�
D) Zar boyunca uzakl�k
�ekil 13: Cochlea'n�n Boyuna Kesiti


  m) Scala Tympani
n) Scala vestibuli
p) ��itme Siniri
r) Basilar Zar
t) Scala media
u) K�l H�cresil
�ekil 14: Cochlea'n�n yatay kesiti
 

Alg�lama

Beyin �ok �nemli bir rol oynamaktad�r ��nk� beyin, sesi tan�ma -ses seviyesine g�re ve sesin s�resine g�re- i�in b�t�n analizleri yapar.Beyin, ayr�ca sesin yerini tayin etmek i�in iki kulaktan gelen bilgileri birle�tirir.B�ylece sesin, hangi m�zik aletine veya ki�iye ait oldu�unu ve yerini anlayabiliriz.Beynin yapt��� b�t� i�ler sonradan ��renilmi�tir.
�ekil 15, frekanslara g�re nas�l duydu�umuzu g�stermektedir..


�ekil 15: E�it seslilik s�n�lar�

Yukar�daki e�riler, ortalama bir pop�lasyon i�in �izilmi�tir ve saf tonlar i�in 18-25 ya� grubundan insanlar taraf�ndan olu�turulmu� bir istatistiksel sonu�tur.A�a��daki sebepler nedeniyle ki�iden ki�iye de�i�ebilmektedir:

�ekil 16, ya��n duyma kayb� �zerindeki etkisini de�i�ik frekanslar i�in g�stermektedir.Kaynaklara g�re sonu� da fakl� olmaktad�r.Bu, bir pop�lasyon i�inde g�zlenen �e�itlilik ile kolayca a��klanabilir ��nk� bu �al��malar sadece ya�� kolayca hesaba katamazlar.Ya�l� ama gen� kulaklara sahip m�zisyen az rastlan�r bir durum de�ildi.Ayn� �ekilde, gen� ancak konserler veya gece kl�pleri gibi y�kses sese uzun s�re maruz kald�klar�ndan dolay� duyma kayb� olan ki�iler de olduk�a fazlad�r.


�ekil 16: Spoor ve Hinchcliffe'ye g�re ya� ile duyma kayb� ili�kisi

G�r�lt�n�n duyma kayb�na neden olmas�, maruz kalma s�resine ve g�r�lt�n�n yo�unlu�una ba�l�d�r.Burada sadece rahats�zl�k verici seslere de�il b�t�n seslere g�r�lt� denmektedir.Kulakl�k ile y�ksek sesli m�zik dinleme ile konmakta olan bir u�a�� dinlek, i�itme h�creleri �zerinde ayn� etkiye sahiptir.
�ekil 17, g�r�lt�ye maruz kalman�n duyma �zerindeki etkisini g�stermektedir.Etkinin, kulaklar�n y�ksek frekanslara kar�� hassasl���n� kaybetti�i ya�larla ayn� �ekilde etkilenmedi�ine dikkat ediniz.Di�er taraftan, duyma kayb�na neden olan g�r�lt�, 3-4 Khz'ler civar�nda frekans hassasiyetini azalt�r.Bu frekanslar, kula��n en hassas oldu�u frekanslard�r.Bu t�r duyma kay�plar� genelde silah kullananlarda g�r�n�r.


�ekil 17: Duyma kayb�na neden olan g�r�lt�n�n geli�imi
Exp.: Maruz kalma y�llar�

E�er desibel ve desibel �l��mlerinin anlat�ld��� b�l�me bakarsan�z, 10 desibel civar�n�n �ok b�y�k akustik bas�n� de�i�iminin oldu�unu g�r�rs�n�z.Lineer bir desibel skalas�, eksponansiyel bir bas�� skalas�na denk gelir.Bu y�zden kulaklar ve beyin, gemlikte ve frekansta �ok b�y�k de�i�imlerle u�ra�mak zorunda kal�r.�nsan kula��n� duyabildi�i en y�ksek frekans, duyabildi�i en k���k frenaks�n 1000 kat�d�r.Duyabildi�in en y�ksek ses, duyabildi�i en k���k sesin bir milyar kat�d�r (yo�unluk oran�, 1'e 1012'dir).
Bas�nc� ikiye katlamak sadece 3dB'lik bir de�i�imi ifade eder.Bu duylabilir ama sesin yo�unlu�undaki 9 dB'lik bir at��, insan kula�� i�in sesin iki kat�na ��kmas� demektir.Bu akustik bas�nc�n 8 kat daha fazla olmas� demektir.
Frekans alan�nda, oktav�n de�i�imi, frekans�n iki kat artmas� demektir.Burada da, fiziksel olay�n eksponansiyel art�m� linner olarak duyulur.Hemen hesap makinalar�na sar�lmayaca��z,notalar�n ses seviyelerini daha sonra hesaplayaca��z.

 

Kay�t

Ses kay�tlar�n�n teyp kaydedicilerile veya vinil disklerle yap�lmas�, dijital sistemlerin olmas�na kar��n hala yayg�nd�r.Her iki durumda da, sesin manyetik osilasyon �ekline veya dijital veriye d�n��t�rlmesi, kay�t cihaz�na g�re baz� s�n�rlar� beraberinde getitir.Daha �nceden, �rneklemenin, ses spektrumu �zerindeki etkilerini konu�mu�tuk.Di�er etkiler kay�t s�ras�na beklenmektedir:

 

Dinamik aral�k

"Dinamik", kay�t c�haz�n�n kaydedebildi�i en k���k ve en b�y�k genli�i temsil eder.Genellikle mikrofon ile ba�lar, sesi elekterik sinyailne d�n�t�r�r, kay�t ortam�na (disk, teyp, bilgisayar) gider.
Oranlar� belirleyen desiblleri hat�rlay�n.Dinamik aral�k d���n�ld���nde, bu de�er, en k���k de�er olan 0 dB'e kar��l�k gelir.Birka� �rnek verelim:

Bir semfoni orkestras�, 110 dB'lik bir aral�kta �alabilir.Bu y�zden, disk edit�rleri, s�k��t�rma sistemleri kullan�r.B�ylece �ok y�ksek sesler k�rp�lmaz ve k���k sesler yok olmaz.

 

Ground G�r�lt�ler

�nsan kula��ndan daha yeteneksiz olmalar�na ek olarak, kay�t cihazlar�n�n zorluk ��karakn yanlar�, kendi g�r�lt�lerini ��karmalar�d�r.Bunun sebebi, elmas�n vinil disk �zerinde kaymas� veya amplifikat�r�n kendi h�r�lt�s�d�r.Bu t�r g�r�lt�ler �ok k���kt�r ancak al�ak seslerin kaydedilmesini engeller.En iyi kaliteli bir kulakl�k ile �elale gibi bir ses olarak duyulur.��nk� geni� bir frekans spekturumu vard�r.

 

Bozulma

Daha �nce de g�rd���m�z gibi s�zge�lerin spekturum faz� �zerinde �nemli bir etkisi var�r.��nk� sinyalleri, frekans�na g�re kayd�r�rlar.Bu t�r bozulmalara, harmonik bozulma denir.��nk� sinyallerin harmonik frekanslar�n� etkiler.
Her ses kaydeden cihaz, bir s�zge� olarak davran�r ve b�ylece bozulmalara neden olur.Tabii ki bu, kaydedilmi� her sinyali dinlerken de olur.Fazladan g�r�lt� ve bozulma eklenir.

 

S�k��t�rma

Bu algoritmalar�n y�k�c� olduklar� s�ylenebilir ��nk� bu algoritmalar sesin baz� k�s�mlar�n� yer a�mak i�in yok eder.Sesin duyulmayan k�s�mlar� yok etmek i�in s�k��t�ma algoritmalar�, insan kula��n�n bilgisayar modelini kullan�r.�rne�in, Birbirine yak�n iki frekans varsa bunlarda az duyulan�n� atabilirsiniz ��nk� bask�n olan di�erini maskeleyecektir.Bu y�zden baz� testler ve tavsiyeler, bu algoritmalar�n en iyi kullan�m� i�in internette yay�nlanmaktad�r.�o�u mp3 s�k��t�mas�, 16 KHz'de al�ak ge�iren s�zge� olarak �al���r ve 128 KiloBit/saniye'den daah y�ksek h�zlara izin vermez.Bu, �o�u zaman CD kalitesinin yakalanamamas� demektir.
Di�er taraftan, gzip, bzip2, lha veya zip verileri de�i�tirmez ancak daha az s�k��t�rma sa�lar.Dahas�, b�t�n kayd� dinleyebilmek i�in �nce s�k��t�r�lm�� veriyi a�mak gerekir.Bu bir walkman ya da ba�ka dinleme ciahzlar� i�in istenilen bir�ey de�ildir.

 

Peki ya m�zik?

Kavramlar�n oturmas� i�in, m�zisyenler ve bilimadamlar� taraf�ndan kullan�lan terimleri kar��la�t�ral�m.�o�u zaman, kar��la�t�rmalar s�n�rl�d�r ��nk� m�zikseverlerin kulland�klar� termiler insa kula�� ile ilgidir, fiziksel olaylarla de�il.

 

Notalar ve saf frekanslar

Bir nota, di�erleri aras�nda, kndi ses seviyesi olarak tanmlar�n ve bu ses seviyesi notan�n temel frekans� olarak d���n�lebilir.Bunu bilerek, notalar� frekanslar�, a�a��daki form�lle hesaplanabilir:

FREKANS (hertz olarak)= REFERANS × 2( (OKTAV - 4) + ( TON - 10) / 12 )

B>REFARANS olarak 440 Hz'deki 4. oktavdan A notas�n� kullan�rsak, di�erlerini 1'den 12'ye kadar (C'den B'ye kadar) hesaplayabiliriz:

Nota Oktav
1 2 3 4 5 6 7 8
C 32,70 65,41 130,8 261,6 523,3 1047 2093 4186
C # 34,65 69,30 138,6 277,2 554,4 1109 2217 4435
D 36,71 73,42 146,8 293,7 587,3 1175 2349 4699
E b 38,89 77,78 155,6 311,1 622,3 1245 2489 4978
E 41,20 82,41 164,8 329,6 659,3 1319 2637 5274
F 43,65 87,31 174,6 349,2 698,5 1397 2794 5588
F # 46,25 92,50 185,0 370,0 740,0 1480 2960 5920
G 49,00 98,00 196,0 392,0 784,0 1568 3136 6272
A b 51,91 103,8 207,6 415,3 830,6 1661 3322 6645
A 55,00 110,0 220,0 440,0 880,0 1760 3520 7040
B b 58,27 116,5 233,1 466,2 932,3 1865 3729 7459
B 61,74 123,5 246,9 493,9 987,8 1976 3951 7902

Ger�ek m�zikseverler, diatonik ve chromatic aras�nda bir ayr�m yapmad���m�z� farkeceklerdir.K���k bir de�i�iklikle, ayn� hesap, yar�m tonlar yerine altbol�mler olarak virg�lleri kullanarak yap�labilir.
Notalar�n frekans oldu�unu d���nmek, bir notan�n bir aletten di�erine nas�l de�i�ti�ini a��klamaktan uzakla��r�z.Ayn� zamanda, notan�n nas�l �al�nd���n�(pizzicato yada legato), hangi alette �al�nd���n�, glissando, vibrato gibi efektleri hesaba katmal�y�z.Bunun i�in, notalar, zamana kar�� spektum olan sonogram yard�m�yla incelenebilirler.Sonogram, zaman kar�� b�t�n harmonik frekanslar�n g�r�nmesini s�lar.


�ekil 18: Bir sonogram
T: Zaman A: Genlik F: Frekans

Bug�nlerde, eletronik ses kay�t ve �alma cihazlar�, ses olu�turmak i�in sentezleyiciler(synthesizers) veya ses depolayan ve de�i�ik ses seviyelerinde �alan �rnekleyiciler gibi tamamen yapay cihazlar kullanmaktad�rlar.�renkelenmi� sandalye g�c�rt�s�ndan bir �ello konseri vermek m�mk�nd�r.Bunu herkes yapabilir ve bir enstruman �alabilyor olman�z gerekmemektedir.Tek bir notan�n karakteristi�i a�a��daki �ekilde verilmi�tir:


�ekil 19: Bir notan�n karakteristi�i: Zarf
1: Y�kselme A: Positif Genlik
2: Durma T: Zaman
3: Kaybolma  

E�ri, sesin zamana kar�� k�resel seslili�inin evrimini g�sterir.Bu tip e�rilere zarf denir ��nk� sinyal(�eklin gri par�as�) tamamen paketleniyor.Y�kselen k�sm�na y�kselme denir ve enstrumana ba�l� olarak bir�ok de�i�ik �ekilde olabilir.�kinci k�s�m durma denir ve notan�n as�l k�sm�d�r.Perk�syon enstrumanlar� d���ndakiler i�in en uzun s�ren k�s�md�r.���nc� k�s�m, entrumana g�re �eklini ve uzunlu�unu de�i�tirebilir.
Enstrumanlar, m�zisyenlerin bu �� k�sm� istedikleri gibi de��tirme �ans� vermektedir.Piyanonun tu�lar�n farkl� h�zlarda basmak, notan�n y�kselme alan�n�, pedallar ise kaybolma alan�an etkiler.Her �� k�s�m da ses �e�itlili�ini sonsuz yapan kendi spektrumuna(rengine) sahiptir.Harmonik frekanslar, yan� seviyede de�i�mezler.Bas frekanslar daha uzun s�rmek isterler ve sesin rengi ba�lang�c�nda ve sonunda ayn� olmaz.

 

Aral�k

Tan�ma g�re, bir cihaz� frekans aral���, enstruman�n frekans aral���yla ilintilidir.Her iki durumda da terimler, bir entruman�n �alabilece�i frekans veya ses seviyesi aral���n� tan�mlar.Bununla birlikte, enstruman�n �alabilece�i en y�ksek frekans, yukar�daki dizide verilmi� olan temel frekansa e�ittir.Yani, e�er sesin b�t�n renklerini kaydebilmek i�in enstruman�n �alabilece�i en y�ksek frekanstan daha y�ksek frekanslar� kaydedebilen bir cahaz olmal�.K�sa bir frekans aral���, bir al�ak ge�iren s�zge� olarak i�lev g�r�r ve y�ksek frekans harmoniklerini kaydetmez.Bu da sesin dolgunlu�unu(sonority) yokeder.Pratikte, insan kula��n�n duyabildi�i frekans aral���na(20Hz - 20KHz) sahip cihazlar gerekir.Genellik 20 Khz'in �st�ne ��kmal�d�r ��nk� cihazlar kesme(cut off) frekans�n�n alt�nda sesi bozarlar.

 

Harmonikler ve Nota B�t�nleri

Yukar�daki notalar�n frekans dizisini analiz edersek, m�zisyenler harmonik frekanslar aras�nda baz� benzerlikler ve nota b�t�n� olu�turan notalar� bulurlar.
Harmonik frekanslar, temel frekanlar�n �e�itlerin i�erir.B�ylece, 32,7 Hz'deki C notas� i�in harmonik frekanslar a�a��daki gibi olur:

Harmonik 1 2 3 4 5 6 7 8
Frekans 32,7 65,4 98,1 130,8 163.5 196,2 228,9 261,6
Nota C C G C E G B b C

Burada bir nota b�t�n�n neden m�kemmel (C-E-G-C) ya da yedinci (C-E-G-Bb) olarak bilindi�ini g�r�yoruz:Nota b�t�n� i�indeki notalar�n frekanslar� , temel (C notas�n�n) frekans�n�n harmonikleri olarak dizilmi�lerdir. ��te sihir buradad�r.

 

Sonu�

Daha fazla detaya inmeden, sesi ve akusti�i, fizik, insan a��s�ndan ve teknik a��dan inceledik.En iyi kriterin kula��n�z oldu�unnu s�ylemeliyiz.Bazi matemetiksel form�ller ve �l�me cihazlar, neden baz� kaydedilmi� seslierin garip oldu�unu anlamam�za yard�mc� oluyor fakat 60'larda Beatles'�n m� yoksa Rolling Stones'un mu daha iyi m�zik yapt��n� a��klayamazlar.

 

Bibliyografi

Brüel & Kjaer: , akustik ve titre�im �l��m cihazlar� yapan bir Danimarkal� �irkettir.�irket, elliyldan fazlad�r i�inde bu malakede de yay�nlanan �ekilleri i�eren �cretsiz kitaplar yay�nlamaktad�r.Bu kitaplar� PDF format�nda �u adresten bulabilirsiniz: http://www.bksv.com/bksv/2148.htm

 

Bu yaz� i�in g�r�� bildiriminde bulunabilirsiniz

Her yaz� kendi g�r�� bildirim sayfas�na sahiptir. Bu sayfaya yorumlar�n�z� yazabilir ve di�er okuyucular�n yorumlar�na bakabilirsiniz.
 talkback page 

G�rsely�re sayfalar�n�n bak�m�, LinuxFocus Edit�rleri taraf�ndan yap�lmaktad�r
© John Perr, FDL
LinuxFocus.org
�eviri bilgisi:
fr --> -- : John Perr <johnperr(at)linuxfocus.org>
en --> tr: �zcan G�ng�r <ozcangungor(at)netscape.net>

2003-04-23, generated by lfparser version 2.35