.png)
.jpg)
Bias terimi internet araştırmalarında birçok farklı şekilde karşınıza çıkabilir ve bunlar biasingin müzikte nasıl kullanıldığını anlamanızı zorlaştırabilir. Yazımızda BIAS'ın ses mühendisliğindeki yerinden bahsedeceğiz. "Tape bias," analog manyetik bant kayıt cihazlarının doğruluğunu artırmak için kullanılan iki tekniği ifade eden bir terimdir: AC bias ve DC bias. DC bias, kaydedilen ses sinyaline doğrudan akım eklenmesidir. AC bias ise ses sinyaline duyulabilir olmayan yüksek frekansta (genellikle 40 ila 150 kHz arasında) bir sinyal eklemektir. Çoğu modern manyetik bant kayıt cihazı AC bias kullanır.
Kayıt sırasında manyetik bant, koersivitesi tarafından belirlenen nonlineer bir yanıta sahiptir. Bias olmadan, bu yanıt düşük sinyal seviyelerinde özellikle kötü performansa neden olur. Bantın koersivitesinden daha düşük bir manyetik alan şiddeti üreten bir kayıt sinyali, bandı manyetize edemez ve az bir oynatma sinyali üretir. Bias, ses kayıtlarının sinyal kalitesini büyük ölçüde artırarak sinyali bantın manyetik transfer fonksiyonunun daha lineer bölgelerine yönlendirir.
Tarihçe:
Manyetik kayıt, Oberlin Smith'in 1878'de sesin manyetik kaydını içeren bir başvuruda bulunduğu ilk yıllara dayanmaktadır. Valdemar Poulsen'in 1898'de manyetik bir kaydedici göstermesi ve manyetik bant önermesi önemli bir adımdı. Fritz Pfleumer, manyetik olmayan bir "ses kayıt taşıyıcısı" için 1928'de bir Alman patenti aldı. DC bias, kayıt sistemlerinin erken dönemlerinde kullanıldı, ancak net manyetizasyon nedeniyle gürültü sorunlarına yol açtı. AC bias, 1940'larda Walter Weber tarafından yeniden keşfedildi ve daha sonra manyetik kayıt sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaya başlandı.DC Bias:
En eski manyetik kayıt sistemleri, kaydedilen ses sinyalini bir kayıt başına uygulayarak düşük frekans tepkisi ve yüksek distorsiyonla sonuçlanan kayıtlara neden oldu. Kısa bir süre sonra, sinyale uygun bir doğru akımın eklenmesi, DC bias, bant üzerindeki lineer tepki bölgesinde işleyerek distorsiyonu azalttığı bulundu. DC bias'ın başlıca dezavantajı, bant üzerinde net bir manyetizasyon bırakmasıydı, bu da bant parçacıklarının taneleri nedeniyle oynatma sırasında önemli gürültü oluşturuyordu. Bazı erken DC bias sistemleri, kayıt başının yakınına yerleştirilen bir kalıcı mıknatıs kullanıyordu. Bu mıknatıs oynatma için kenara çekilmeliydi. DC bias, daha sonra AC bias tarafından değiştirildi, ancak bazı çok düşük maliyetli kaset kaydedicileri tarafından tekrar benimsendi.AC Bias:
AC bias için orijinal patent, Wendell L. Carlson ve Glenn L. Carpenter tarafından 1921'de başvuruda bulunularak yapıldı ve 1927'de bir patentle sonuçlandı. AC bias'ın değeri, manyetik kaydın diğer yönlerinin primitif durumu tarafından bir ölçüde maskelese de, Carlson ve Carpenter'ın başarısı büyük ölçüde göz ardı edildi. İlk yeniden keşif, Dean Wooldridge tarafından Bell Telephone Laboratories'de yaklaşık 1937'de yapıldı, ancak avukatları orijinal patenti buldu ve Bell, AC bias'ın yeniden keşfini sessizce sürdürdü.Japonya'dan Teiji Igarashi, Makoto Ishikawa ve Kenzo Nagai, 1938'de AC biasing üzerine bir makale yayımladı ve 1940'ta bir Japon patenti aldı. Marvin Camras (ABD), AC bias'ın yüksek frekansta yeniden keşfini 1941'de bağımsız olarak yaptı ve 1944'te bir patent aldı. AC bias tarafından sağlanan distorsiyon ve gürültü azalması, 1940'ta Walter Weber tarafından yeniden keşfedildi ve RRG (Reichs-Rundfunk-Gesellschaft) şirketinde çalışırken daha sonra manyetik kayıt sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Benim BIAS ile karşılaşmam bir Fuzz Pedalı devresi ile oldu ve üzerindeki germanium transistörler e biasing uygulamak için bir ayar yapıldığını anladım.
Transistor Biasing
Yani "biasing" terimi genellikle bir devredeki bir elektronik bileşenin, örneğin bir diyot, transistör veya vakum tüpünün bir terminaline uygulanan sabit bir DC voltaj veya akımdır. Bu, AC sinyallerinin de bulunduğu bir devrede, bileşenin doğru çalışma koşullarını sağlamak için yapılır. Örneğin, bir transistöre bir bias voltajı uygulanabilir, böylece transistörün transkonduktans eğrisinin belirli bir bölgesinde çalışmasına izin verilir. Vakum tüpleri için ise aynı nedenle genellikle bir grid bias voltajı uygulanır.
Manyetik bant kaydında, "bias" terimi ayrıca ses sinyaline eklenen ve kayıt kafasına uygulanan bir yüksek frekanslı sinyal için de kullanılır. Bu, bant üzerindeki kaydın kalitesini artırmak için yapılan bir işlemdir ve "tape bias" olarak adlandırılır.
Lineer devrelerde Önem
Transistör içeren lineer devreler genellikle doğru çalışma için belirli DC voltajlarına ve akımlarına ihtiyaç duyar, bu da bir bias devresi kullanılarak elde edilebilir. Örneğin, bir transistör amplifikatörü düşünün. Lineer amplifikatörlerde küçük bir giriş sinyali, şekilde herhangi bir değişiklik olmadan (düşük distorsiyonlu) daha büyük bir çıkış sinyali verir: giriş sinyali, çıkış sinyalinin Q-noktası etrafında yukarı ve aşağı doğru düzenli bir şekilde artmasına neden olur. Ancak, bir transistörün tam çalışma aralığında giriş ve çıkış arasındaki ilişki tam olarak lineer değildir, bu nedenle transistör amplifikatörü sadece lineer işlemi yaklaşık olarak gerçekleştirir. Düşük distorsiyon için, transistörün çıkış sinyal salınımının, transistörü aşırı non-lineer çalışma bölgesine sürmemesi için transistörün doğru biaslenmesi gerekir. Bipolar transistör amplifikatörü için, bu gereklilik transistörün aktif modda kalmasını ve kesim veya doygunluğa gitmesini önlemesini gerektirir. MOSFET amplifikatörü için aynı gereklilik geçerli olsa da, terimoloji biraz farklıdır: MOSFET aktif modda kalmalı ve kesim veya ohmik çalışma önlenmelidir.Bipolar Junction Transistörleri
Bipolar junction transistörler için bias noktası, transistörün aktif modda çalışmasını sağlamak için çeşitli devre teknikleri kullanılarak seçilir, Q-nokta DC voltajını ve akımını belirler. Ardından, bir küçük sinyal bias üzerine uygulanır. Q-noktası genellikle DC yük çizgisinin ortasına yakın bir yerde olur, bu da transistörün doygunluğa veya kesime ulaşarak distorsiyona neden olmadan maksimum kullanılabilir tepe-tepe sinyal genliğini elde etmek için yapılır. Belirli bir DC kolektör akımını belirli bir DC kolektör voltajında elde etme işlemine biasing denir.Vakum Tüpleri (Amfi Lambaları)
Grid bias, bir vakum tüpünün kontrol ızgarasına katotla ilişkili olarak sağlanan DC voltajıdır ve tüpün sıfır giriş sinyali veya istikrarlı durum işletme koşullarını belirlemek amacıyla kullanılır. Bir tipik Class A voltaj amplifikatöründe ve ses güç amplifikatörlerinin Class A ve AB1 güç aşamalarında, DC bias voltajı katot potansiyeline göre negatiftir. Anlık grid voltajı (DC bias ve AC giriş sinyalinin toplamı), grid akımının başlamadığı bir noktaya ulaşmaz.
Genel amaçlı tüpler kullanan Class B amplifikatörleri, projeksiyonlu plaka akım kesme noktasına negatif olarak biaslenir. Class B vakum tüp amplifikatörleri genellikle grid akımıyla (Class B2) çalıştırılır. Bias voltaj kaynağının düşük dirençli olması ve grid akımını sağlayabilmesi gerekir. Class B için tasarlanmış tüpler kullanıldığında bias sıfır olabilir.
Class C amplifikatörleri, negatif bir noktada plaka akım kesim noktasının ötesinde biaslenir. Grid akımı, giriş frekans döngüsünün önemli bir kısmında oluşur.
Grid bias elde etmenin birçok yöntemi vardır. Aynı tüp üzerinde bias yöntemlerinin kombinasyonları kullanılabilir.- Sabit bias: DC grid potansiyeli, gridi uygun bir empedansa bağlayarak ve uygun bir voltaj kaynağından DC'yi geçirerek belirlenir. Katot bias (kendiliğinden bias, otomatik bias) - Katotla seri bağlı bir direncin üzerindeki voltaj düşüşü kullanılır. Grid devresi DC dönüşü, direncin diğer ucuna bağlanır ve DC grid voltajının katıda negatif olmasına neden olur.
- Grid sızıntı bias: Grid, giriş frekansı döngüsünün bir kısmında pozitif sürüldüğünde, örneğin Class C çalışmada olduğu gibi, grid devresinde doğrultma ile birlikte giriş sinyalinin grid'e kapasitif kuplajı negatif DC voltaj üretir. Bir direnç (grid sızıntısı) kuplaj kondansatörünün deşarjına izin verir ve DC grid akımını geçirir. Elde edilen bias voltajı, DC grid akımının ve grid sızıntısı direncinin çarpımına eşittir.
- Bloed bias: Plaka voltaj kaynağının bir direncin bir kısmındaki voltaj düşüşü, grid bias'ını belirler. Katot, direncin bir tapına bağlanır. Grid, negatif taraftan plaka voltaj kaynağına veya aynı direncin başka bir tapına bağlı bir uygun empedansa bağlanır. İlk hız biasi (kontak biasi): İlk hız grid akımı, genellikle 1 ila 10 megaohm aralığında bir grid-katot direncinden geçirilir, grid potansiyelini katıya göre yaklaşık bir volt negatif yapar. İlk hız biasi sadece küçük giriş sinyali voltajları için kullanılır.
- Mikrofonlar
- Elektret mikrofon elemanları genellikle mikrofonun birkaç metre içinde bulunan diğer elektronikleri sürmek için bir empedans dönüştürücü olarak bir JFET içerir. Bu JFET'in işletme akımı genellikle 0.1 ila 0.5 mA arasındadır ve sıklıkla bias olarak adlandırılır, bu da geleneksel bir kondenser mikrofonun arka plakasını çalıştırmak için 48 volt sağlayan phantom güç arabiriminden farklıdır. Elektret mikrofon biası bazen ayrı bir iletken üzerinden sağlanır.
Yani "biasing" terimi genellikle bir devredeki bir elektronik bileşenin, örneğin bir diyot, transistör veya vakum tüpünün bir terminaline uygulanan sabit bir DC voltaj veya akımdır. Bu, AC sinyallerinin de bulunduğu bir devrede, bileşenin doğru çalışma koşullarını sağlamak için yapılır. Örneğin, bir transistöre bir bias voltajı uygulanabilir, böylece transistörün transkonduktans eğrisinin belirli bir bölgesinde çalışmasına izin verilir. Vakum tüpleri için ise aynı nedenle genellikle bir grid bias voltajı uygulanır.
Manyetik bant kaydında, "bias" terimi ayrıca ses sinyaline eklenen ve kayıt kafasına uygulanan bir yüksek frekanslı sinyal için de kullanılır. Bu, bant üzerindeki kaydın kalitesini artırmak için yapılan bir işlemdir ve "tape bias" olarak adlandırılır.
Lineer devrelerde Önem
Transistör içeren lineer devreler genellikle doğru çalışma için belirli DC voltajlarına ve akımlarına ihtiyaç duyar, bu da bir bias devresi kullanılarak elde edilebilir. Örneğin, bir transistör amplifikatörü düşünün. Lineer amplifikatörlerde küçük bir giriş sinyali, şekilde herhangi bir değişiklik olmadan (düşük distorsiyonlu) daha büyük bir çıkış sinyali verir: giriş sinyali, çıkış sinyalinin Q-noktası etrafında yukarı ve aşağı doğru düzenli bir şekilde artmasına neden olur. Ancak, bir transistörün tam çalışma aralığında giriş ve çıkış arasındaki ilişki tam olarak lineer değildir, bu nedenle transistör amplifikatörü sadece lineer işlemi yaklaşık olarak gerçekleştirir. Düşük distorsiyon için, transistörün çıkış sinyal salınımının, transistörü aşırı non-lineer çalışma bölgesine sürmemesi için transistörün doğru biaslenmesi gerekir. Bipolar transistör amplifikatörü için, bu gereklilik transistörün aktif modda kalmasını ve kesim veya doygunluğa gitmesini önlemesini gerektirir. MOSFET amplifikatörü için aynı gereklilik geçerli olsa da, terimoloji biraz farklıdır: MOSFET aktif modda kalmalı ve kesim veya ohmik çalışma önlenmelidir.Bipolar Junction Transistörleri
Bipolar junction transistörler için bias noktası, transistörün aktif modda çalışmasını sağlamak için çeşitli devre teknikleri kullanılarak seçilir, Q-nokta DC voltajını ve akımını belirler. Ardından, bir küçük sinyal bias üzerine uygulanır. Q-noktası genellikle DC yük çizgisinin ortasına yakın bir yerde olur, bu da transistörün doygunluğa veya kesime ulaşarak distorsiyona neden olmadan maksimum kullanılabilir tepe-tepe sinyal genliğini elde etmek için yapılır. Belirli bir DC kolektör akımını belirli bir DC kolektör voltajında elde etme işlemine biasing denir.Vakum Tüpleri (Amfi Lambaları)
Grid bias, bir vakum tüpünün kontrol ızgarasına katotla ilişkili olarak sağlanan DC voltajıdır ve tüpün sıfır giriş sinyali veya istikrarlı durum işletme koşullarını belirlemek amacıyla kullanılır. Bir tipik Class A voltaj amplifikatöründe ve ses güç amplifikatörlerinin Class A ve AB1 güç aşamalarında, DC bias voltajı katot potansiyeline göre negatiftir. Anlık grid voltajı (DC bias ve AC giriş sinyalinin toplamı), grid akımının başlamadığı bir noktaya ulaşmaz. Genel amaçlı tüpler kullanan Class B amplifikatörleri, projeksiyonlu plaka akım kesme noktasına negatif olarak biaslenir. Class B vakum tüp amplifikatörleri genellikle grid akımıyla (Class B2) çalıştırılır. Bias voltaj kaynağının düşük dirençli olması ve grid akımını sağlayabilmesi gerekir. Class B için tasarlanmış tüpler kullanıldığında bias sıfır olabilir. Class C amplifikatörleri, negatif bir noktada plaka akım kesim noktasının ötesinde biaslenir. Grid akımı, giriş frekans döngüsünün önemli bir kısmında oluşur. Grid bias elde etmenin birçok yöntemi vardır. Aynı tüp üzerinde bias yöntemlerinin kombinasyonları kullanılabilir.- Sabit bias: DC grid potansiyeli, gridi uygun bir empedansa bağlayarak ve uygun bir voltaj kaynağından DC'yi geçirerek belirlenir. Katot bias (kendiliğinden bias, otomatik bias) - Katotla seri bağlı bir direncin üzerindeki voltaj düşüşü kullanılır. Grid devresi DC dönüşü, direncin diğer ucuna bağlanır ve DC grid voltajının katıda negatif olmasına neden olur.
- Grid sızıntı bias: Grid, giriş frekansı döngüsünün bir kısmında pozitif sürüldüğünde, örneğin Class C çalışmada olduğu gibi, grid devresinde doğrultma ile birlikte giriş sinyalinin grid'e kapasitif kuplajı negatif DC voltaj üretir. Bir direnç (grid sızıntısı) kuplaj kondansatörünün deşarjına izin verir ve DC grid akımını geçirir. Elde edilen bias voltajı, DC grid akımının ve grid sızıntısı direncinin çarpımına eşittir.
- Bloed bias: Plaka voltaj kaynağının bir direncin bir kısmındaki voltaj düşüşü, grid bias'ını belirler. Katot, direncin bir tapına bağlanır. Grid, negatif taraftan plaka voltaj kaynağına veya aynı direncin başka bir tapına bağlı bir uygun empedansa bağlanır. İlk hız biasi (kontak biasi): İlk hız grid akımı, genellikle 1 ila 10 megaohm aralığında bir grid-katot direncinden geçirilir, grid potansiyelini katıya göre yaklaşık bir volt negatif yapar. İlk hız biasi sadece küçük giriş sinyali voltajları için kullanılır.
- Mikrofonlar
- Elektret mikrofon elemanları genellikle mikrofonun birkaç metre içinde bulunan diğer elektronikleri sürmek için bir empedans dönüştürücü olarak bir JFET içerir. Bu JFET'in işletme akımı genellikle 0.1 ila 0.5 mA arasındadır ve sıklıkla bias olarak adlandırılır, bu da geleneksel bir kondenser mikrofonun arka plakasını çalıştırmak için 48 volt sağlayan phantom güç arabiriminden farklıdır. Elektret mikrofon biası bazen ayrı bir iletken üzerinden sağlanır.
.jpg)
.jpg)
.png)