ลำโพง ความไวสูงยิ่งมาแล้ว

โดย...อ. ไมตรี ทรัพย์เอนกสันติ

ล่าสุด ปัจจุบันมีการทำแม่เหล็กถาวรด้วยส่วนผสมของเหล็กและไนโตรเจน (Fe16N2) ซึ่งจะให้เส้นทางแม่เหล็กได้สูงมากๆก่อนเกิดการอิ่มตัว นับว่าเป็นสารแม่เหล็กที่ให้เส้นแรงแม่เหล็กได้สูงสุดกว่าทุกสารแม่เหล็กใดๆที่มนุษย์ทำขึ้น กล่าวคือ เมื่อคิดความแรงแม่เหล็กต่อ 1 หน่วยโมเลกุลภายในของเหล็กไนไตรท์ ส่งผลให้มันมีความแรงแม่เหล็กมโหฬารตลอดทั่วพื้นผิวของมัน เป็นการใส่พลังลงไปโดยสารแม่เหล็ก ไม่ได้ถูกชาร์จด้วยกระแสไฟฟ้า ซึ่งไม่มีผลต่อพลังงานของมัน

          ทุกๆอีเล็กตรอนภายในสารดังกล่าว จะทำตัวเป็นเหมือนแม่เหล็กจิ๋วกลุ่มของเหล็กในไตรท์ (Fe-N) จะเพิ่มสารสัมผัสของอีเล็กตรอนและไปเบ่งขยายการชาร์จ

          มันมีความเป็นแม่เหล็กเหลือเกินอย่างพ้นความคาดหมายมันมาล้มแชมป์เก่าอย่าง นีโอไดเมี่ยม และเหล็กโคบอลท์ ที่ครองแชมป์มาโดยตลอดในแง่สารแม่เหล็กที่แรงที่สุดในโลก อย่างน้อยมันมันก็แรงเป็น 2 เท่าของแชมป์เก่า (ที่ 130 เมกะเกาส์/ 100 เสต็ท)

          แม่เหล็กที่แรงขนาดนี้ จะใช้กันในวงการอุตสาหกรรมและภาควิศวกรรม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตด้านพลังงาน เช่น เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าในหม้อแปลงไฟของระบบสายส่ง ของอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือนำไปใช้กับ Disc Drive ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น

          อีกนานไหมกว่าจะนำมาใช้ได้จริง ตอนนี้อยู่ในช่วงการทดสอบ ทดลอง แต่ก็ต้องจับตาอย่ากระพริบกันเลย  ลองมาฟังข้อเสนอแนะจาก เกรก โบบิงเกอร์ (Greg Boebinger) ผู้อำนวยการ ห้องทดสอบสนามแม่เหล็กแรงสูงแห่งชาติ มหาวิทยาลัย ฟลอริดา สหรัฐอเมริกา

          “สนามแม่เหล็กแรงสูง มีบทบาทยิ่งยวดในการพัฒนาวัสดุใหม่ๆ ที่จะส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยีสมัยใหม่เกือบทั้งหมด รวมถึงการศึกษาตัวนำยิ่งยวด (Super Conductors) ซึ่งมีศักยภาพที่จะปฏิวัติการเก็บกักและส่งทอดพลังงาน นอกจากนั้น ยังมีการนำไปใช้ในวงการเภสัช ยาใหม่ๆ การวิเคราะห์สารน้ำมัน และการใช้ประโยชน์จากน้ำมันได้เต็มเม็ดเต็มหน่วย”

สเตนนีน (STANENE)…ตัวนำที่สมบูรณ์แบบ

          เพื่อให้สอดรับกับเรื่องของสนามแม่เหล็กแรงสูงพิเศษ เรามาดูเรื่องของตัวนำที่นำกระแสไฟฟ้าได้อย่างดี มีประสิทธิ ภาพ 100 % ที่อุณหภูมิปกติของห้อง! นั่นคือวัสดุที่มีชื่อว่า สเตนนีน ซึ่งประกอบด้วย ผิวเดี่ยวของดีบุก

          ผลการนำกระแสที่น่าทึ่งดังกล่าว ทำให้บางคนหวนคิดถึงเส้นฝอยใยคาร์บอนที่ส่งผ่านกระแสได้น่าทึ่งไม่แพ้กัน ที่เรียกว่า กราฟิน (Graphene ) ที่โด่งดัง แน่นอนว่า สเตนนีนจะมีบทบาทยิ่งใหญ่ในการผลิตชิปความจำของคอมพิวเตอร์ ในอนาคต

          สเตนนีนเป็นส่วนหนึ่งที่เกิดจากการเรียงตัวของกลุ่มฉนวนซึ่งจะนำไฟฟ้าที่ขอบผิวนอกสุดเท่านั้น เนื่องจากผิวตัวนำนี้มีความหนาแค่ 1 อะตอม อีเล็กตรอนจึงสามารถผ่านไปโดยไร้แรงต้านทาน ประสิทธิภาพจึงดีขึ้น

          สเตนนีนเป็นแค่ตัวอย่างแรกๆของจัดเรียงผลึกฉนวนรูปแบบพิเศษดังกล่าวนี้ ที่จะทำให้มันใช้งานได้กับอุณหภูมิปกติในห้อง

          เนื่องจากมันมีขนาดสุดจะจิ๋ว จึงผลิตยากและอยู่ในช่วงของการพัฒนาเท่านั้น มีการพูดถึงการเพิ่มผิวของฟลูออรีนเข้าไปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิปกติของห้อง

          การนำไปใช้งานของสเตนนีน ช่วยเพิ่มความเร็วของหน่วยประมวลผลคอมพิวเตอร์ชิป อย่างไรก็ตาม อะไรที่สเตนนีนนำไปประยุกต์ใช้ได้ กราฟินก็เอาไปใช้ได้เช่นกัน ว่าไปแล้ว ยังห่างไกลเกินการทำออกมาขายทั่วไป

ผลกระทบต่อวงการเครื่องเสียง

          ถ้าอยากรู้ว่า แม่เหล็กนีโอไดเมี่ยมแรงมากขนาดไหน เอาเป็นว่า แผ่นแม่เหล็กนีโอไดเมี่ยม ขนาดกลมเท่าเหรียญ 10 บาท หนา 2 เท่าของเหรียญ เมื่อแปะตูดกับผนังเหล็กไว้ คุณดึงไม่ออกก็แล้วกัน

          ลำโพงราคาถูกมักใช้แม่เหล็กพื้นๆ เฟอไรท์ธรรมดา ถ้าเกรดดีขึ้น ก็จะเป็นแม่เหล็กสตรอนเตรียม ดีขึ้นอีกเป็นอัลนีโก้หรือแบเรี่ยมเฟอไรท์ สูงสุดในท้องตลาดคือ นีโอไดเมี่ยม สูงถึง 30 เท่าของเพื่อนพ้อง อย่างไรก็ตาม แม่เหล็กแต่ละชนิดก็ยังมีหลากหลายคุณภาพ หรือมาตรฐาน (เกรด) อย่างนีโอไดเมี่ยมก็มีทั้งแบบธรรมชาติ และ แบบผงหล่อเป็นก้อน

          แม่เหล็กเฟอไรท์ไนไตรท์ แรงกว่า นีโอไดเมี่ยม 2 เท่า ก็เท่ากับ 60 เท่าของแม่เหล็กชนิดอื่นๆ 

          เนื่องจากแม่เหล็กนีโอไดเมี่ยมหายากมากๆ มีมากที่สุดในจีน และมีราคาสูงขึ้นๆตลอดเวลา จึงมักใช้กันเฉพาะกับดอกลำโพงเสียงกลางหรือดอกเสียงทุ้ม

          ในวงการเครื่องเสียง ลำโพงเป็นอะไรที่สำคัญอย่างยิ่ง มันเป็นตัวกำหนด บทบาท การทำงาน และความสามารถของอุปกรณ์อื่นๆ เช่น ภาคขยายที่มาขับมันอย่างยิ่ง

 การกำหนดความไวของดอกลำโพง (ส่งผลถึงความไวของระบบลำโพง)

          ความไวระบบลำโพงระดับ 89 dB SPL/w/m ขึ้นไปถือว่าไว , ไม่ค่อยกินวัตต์

          ความไวระบบลำโพงระดับ 85-86 dB SPLw/m ลงมาถือว่า ไม่ไว กินวัตต์ ต้องใช้แอมป์กำลังขับสูง ไม่ต่ำกว่า 100 W.RMS/CH ที่ 8 โอห์ม

          ความไวระบบลำโพงระดับ 85 dB  SPL/w/m  ถือว่ากินวัตต์มาก ขับยาก เลือกทั้งแอมป์และสายลำโพง

          ความไวระบบลำโพงระดับ 90 dB SPL/w/m ถือว่าไวมาก แอมป์ 50 W.RMS/CH ที่ 8 โอห์ม ก็ขับได้สบายๆ

          ความไวระบบลำโพงระดับ 94-102 dB SPL/w/m ถือว่าไวมากพิเศษ แอมป์ 30 W.RMS/CH ที่ 8 โอห์ม ก็ขับได้ดังลั่นคับห้อง (เหมาะกับเครื่องหลอดที่วัตต์ 3-20 W/CH)

การเพิ่มความไวให้แก่ดอกลำโพง (ระบบลำโพง)

          การเพิ่มความไวให้แก่ “ระบบ”ลำโพง ทำได้โดย

1. ไม่ใช้วงจรแบ่งความถี่เสียง (PASSIVE) เลย เอาภาคขยายขับดอกลำโพงโดยตรง
2. ใช้วงจรความถี่เสียงแบบ PASSIVE อย่างง่ายที่สุด ชิ้นส่วนน้อยที่สุด (มีผลเยอะ แต่ดอกลำโพงต้องมีคุณภาพดี มากเป็นทุนอยู่แล้ว เพื่อให้ใช้วงจรแบ่งเสียงง่ายๆ ตัดชั้นเดียว) (ORDER เดียว)พอ หรือบางครั้งไม่ใช้กับบางดอก (เช่น ดอกกลางทุ้ม) ใช้แต่กับดอกแหลม
3. ใช้ตัวตู้มีขนาดใหญ่เพื่อให้ได้ทุ้มที่ดี ดัง โดยไม่ต้องไปกดกลางแหลมลง จนกินวัตต์
4. ใช้ระบบตู้ลำโพงช่วยขยายเสียง (ACOUSTIC GAIN) เช่น ระบบปากแตร (ฮอร์น) , ระบบตู้เปิด , ระบบท่อวกวน (Transmission Line) , ระบบกรวยหลอก
5. ใช้อะไหล่อุปกรณ์บนแผงวงจร,สายลำโพงภายในที่คัดเกรด คัดค่าซ้าย-ขวาเท่ากัน (มิติโฟกัส ดี นิ่ง จะเหมือนดังขึ้นก็ได้)
6. คัดดอกซ้าย-ขวา สเปกเหมือนกันที่สุด (Matched Pair) เสียงจะโฟกัส นิ่ง ไม่วอกแวก จะเหมือนดังขึ้น
7. ใช้ดอกที่ควบคุมทุ้มได้ดีอยู่แล้ว แทบไม่ต้องบุวัสดุซับเสียงมากๆในตู้ เสียงจะดังขึ้นได้
8. ใช้วงจรแบ่งเสียงแบบไบ-ไวร์ จะทำให้เสียงลอย หลุดตู้ได้ดีขึ้นมาก เหมือนดังขึ้นได้
9. ตัวตู้ที่หนัก นิ่ง มั่นคง ดอกที่ยึดได้นิ่งสนิท ช่องไฟระหว่างตัวโน้ตจะเงียบสงัด ช่องว่างระหว่างชิ้นดนตรีในวงจะเกลี้ยงสะอาด ไร้ม่านหมอก ฟังแล้วจะเหมือนดังขึ้นได้
10. ไม่ใช้หัวเสียบสาย แต่ใช้บัดกรีทั้งหมด เสียงจะดังขึ้น DYNAMIC ดีขึ้น ใช้สายดีๆมีขนาดใหญ่ คุณภาพสูง ถูกทิศ เสียงจะดังขึ้น
11. การออกแบบวงจรแบ่งความถี่ที่เฟสเที่ยงตรง สายไฟ สายสัญญาณ สายลำโพงที่เฟสเที่ยงตรง เสียงโดยรวมจะเหมือนดังขึ้น DYNAMIC ดีขึ้น กระชับขึ้น เสียงห่อหุ้มตัวเรามากขึ้นจะเหมือนดังขึ้น

          จะเห็นว่า เราสามารถทำให้ฟังแล้ว “เหมือน”เสียงดังขึ้นได้มากพอควรเลย จากการใส่ใจสิ่งเล็กๆน้อยๆไม่ใช้เรื่อการรีดพละกำลังขับอย่างเดียว

          จะเกิดอะไรขึ้น ถ้าระบบลำโพงมีความไวสูงเกิน 100 dB SPL/w/m จากปกติ 85-89 dB  SPL/w/m   แน่นอน งานนี้เกมส์เปลี่ยนทันที ความไวที่สูงกว่า 3 dB หมายถึงมันดังกว่าเป็น 2 เท่า ซึ่งต้องใช้กำลังขับจากแอมป์เป็น 100 เท่า หูเราจะฟังออกว่าดังกว่า ถ้าความแตกต่างไม่ต่ำกว่า 1 dB

          ในการฟังเพลงทั่วไป ช่วงค่อยบางทีใช้กำลังขับแค่ 0-1 วัตต์ แต่ช่วงดังโหมสวิงขึ้นมา อาจต้องการถึง 100 วัตต์ กับลำโพงความไวปานกลางทั่วไป 87-89 dB SPL/w/m (ต่างกัน 1,000 เท่า) ยิ่งถ้าเป็นการดูหนัง หรือพวกแผ่น CD HD หรือ SACD ที่สวิงเสียงค่อยสุดไปดังสุดกว้างกว่าเป็น 10 dB -20 dB  ช่วงค่อยสุดใช้กำลังขับ 0.01 วัตต์ ช่วงสวิงโหมสุด อาจต้องการถึง 1,000 วัตต์ซึ่งคงยากที่หาแอมป์มาขับ หรือลำโพงจะทนวัตต์ได้นานขนาดนั้น (ช่วงสวิงวูบพอได้) พูดง่ายๆแทบเป็นไปไม่ได้เลย นี่คือเหตุผล ส่วนที่แผ่น SACD ไปไม่รอดหรือแม้แต่แผ่นหนัง Blu-ray  ใครที่เลือกร่องเสียง DTS MASTER ก็จะตระหนักดีว่า ฟังไปต้องคอยหรี่เสียงไป (การใช้วงจรควบคุมเสียง การสวิงเสียงจะเพี้ยนได้)

          แต่ทุกอย่างจะเปลี่ยนไป ถ้าลำโพงความไวได้ระดับ 100 dB ขึ้นไปชีวิตจะง่ายขึ้นเยอะ ยิ่งถ้าทำได้ขนาด 110 dB SPL/w/m แทบหมดความจำเป็นต้องใช้แอมป์วัตต์สูง ใช้แค่ 40-50 วัตต์ RMS/ข้างที่ 8 โอห์ม ก็เปิดได้ลั่นสนั่นห้องแล้ว ไม่ต้องใช้วัตต์สูง การเลือกใช้แอมป์ Class A วัตต์ต่ำ ไม่ใช่ปัญหาอีกต่อไป เลิกพูดถึงแอมป์ Class D หรือ DIGITAL AMP ที่ยังไงๆก็ยังขาดวิญญาณลึกๆของอนาล็อกอยู่ดี

          แม้จะทำได้ดีขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เครื่องขยายมีขนาดเล็กลง เบาลงกินไฟน้อยลงมาก เหนือสิ่งอื่นใด ราคาถูกลงมากๆไปชดเชยกับลำโพงความไวสูงที่แน่นอนกว่า ราคาน่าจะแพงขึ้นพอควรทำให้เกิดคำถามว่า ลงทุนใช้แอมป์วัตต์สูงกับลำโพงความไวปานกลาง ถึงต่ำ เทียบกับแอมป์วัตต์ต่ำ กับลำโพงความไวสูงมาก อย่างไหนคุ้มกว่าน่าเลือกมากกว่า

          ในความเห็นของผู้เขียน ขอเลือกแอมป์วัตต์ต่ำกับลำโพงความไวสูงเพราะ จะให้รายละเอียดหยุมหยิมได้ดีกว่า สงัดกว่า สงบกว่า เสียงจะออกมาอย่างหลุดตู้ อย่างอิสระมากกว่า ไม่เหมือนถูกเค้น , บังคับ , ให้ออกมาแบบใช้ลำโพงความไวต่ำ แอมป์วัตต์สูงมาก

          กับลำโพงความไวสูง คุณจะได้ยินสิ่งที่ไม่คิดว่ามี ได้ยินบรรยากาศ แม้กระทั่งความผิดพลาด เสียงรบกวนต่างๆขณะบันทึก ทำให้ได้อารมณ์ของความสด,ของจริงมากกว่า บรรยากาศอยู่ในเหตุการณ์ดีกว่า สมจริงกว่า

          ตลาดแอมป์วัตต์สูงจะหายไปหรืออย่างน้อยก็หดตัวลงมาก ในกรณีของเครื่องเสียงรถยนต์ ที่เรามักใช้ฟร้อนท์ที่มีกำลังขับในตัวระดับ 40-50 W/CH (MAX) ที่ 4 โอห์ม กับลำโพงรถความไว 87-90 dB SPL/w/m แต่ถ้าใช้ลำโพงความไวระดับ 110 dB SPL/w/m กำลังขับของวิทยุฟร้อนท์ ก็จะเหมือนเบ่งตัวเองเป็น 4,000-5,000 W/CH (MAX) ทำให้ความจำเป็นต้องใช้เพาเวอร์แอมป์ภายนอก ไม่มีอีกต่อไป ต่อให้ซับวูฟเฟอร์ที่ปกติความไว 86-89 dB SPL/w/m ถ้าความไวกระโดดเป็น 110 dB แต่กำลังขับในตัวของฟรอนท์ดังกล่าวก็ขับซับได้มหึมาสนั่นรถแล้ว (เพิ่มเมนูให้สั่งภาคขยายคู่หลังของฟรอนท์ ตัดออกแต่ความถี่ต่ำไปเข้าซับได้)

          พูดง่ายๆว่า ธุรกิจเพาเวอร์แอมป์รถ เป็นอัน....จบ ปิดม่านได้เลย ร้านติดตั้งที่ชอบเก็งกำไรจากการยุให้ลูกค้าเพิ่มแอมป์ ขับกลางแหลม แอมป์ขับซับ ก็เป็นอันหมดทางหากิน  ก็บอกแล้วไง เกมส์จะเปลี่ยนแบบกู่ไม่กลับ

          ไม่เฉพาะแต่ธุรกิจเพาเวอร์แอมป์ ธุรกิจสายสัญญาณเสียงก็จะหดหัวและหายไป โดยเฉพาะวงการเครื่องเสียงรถ ไม่มีเพาเวอร์แอมป์ก็ไม่ต้องใช้สายเชื่อมเสียงอีกต่อไป

ความเป็นไปได้เรื่องความไวของดอกลำโพง

          ดังที่กล่าวตอนต้น ถ้าเราใช้แม่เหล็กในไตรท์ไอออน ความแรงเป็น 2 เท่าของแม่เหล็กนีโอไดเมี่ยม หรือ 60 เท่าของแม่เหล็กลำโพงทั่วไป ยิ่งถ้าขดลวดวอยซ์คอยล์ใช้โลหะ สเตนนีน (STANENE) ความไวยิ่งเพิ่มขึ้นได้อีก กรวยลำโพงใช้กราฟีน แกร่งกว่าเพชร เบากว่าอลูมีเนียม ความไวก็ยิ่งสูงขึ้น และถ้าความถี่ตอบสนองกว้างขึ้น (Bandwidth Frequency Response) จนไม่ต้องใช้วงจรแบ่งความถี่มากั้น ความไวทั้งระบบจะยิ่งสูงขึ้น (ฟังออกได้เกือบเท่าตัว) ใช้แค่วงจรแบ่ง เสียงง่ายๆตัดออก ดอกแหลม ที่ความถี่ปลายแหลม

          สุดท้ายคือ การชาร์จแม่เหล็กดอกลำโพงให้แรงมากๆ(ระวังอิ่มตัว) ก็จะได้ความไวเกิน 100 dB SPL/w/m  ไม่ยาก

          เป็นไปได้ที่จะใช้แม่เหล็กไฟฟ้ากับดอกลำโพง ทำให้เราปรับความไว และสุ้มเสียงได้ โดยปรับรูปแบบ B-H CURVE ของแม่เหล็ก

          ในอดีตเมื่อ 60 ปีมาแล้ว ก็ใช้แม่เหล็กไฟฟ้ากัน แต่จะมีปัญหาเสียงฮัมจากภาคจ่ายไฟของวงจรแม่เหล็ก แต่ปัจจุบันวงจรภาคจ่ายไฟทำได้ดีขึ้นมาก ปัญหาเสียงรบกวนน่าจะหมดไป การปรับ B-H CURVE น่าจะทำได้ดีขึ้น เป็นเรื่องต้องจับ ตามอง (ปัจจุบันมีการใช้แม่เหล็กไฟฟ้ากับดอกซับของลำโพงบ้านไฮเอนด์บางยี่ห้อแล้ว)

          เมื่อไรก็ตาม ที่คุณฟังระบบลำโพงที่มีความไวสูงมากๆจนชินหู จะเป็นเรื่องยากที่คุณจะกลับไปฟังระบบลำโพงที่กินวัตต์มากๆคุณจะรู้สึกอึดอัดกับเสียงที่คลุมเครือ ไม่น่าสนใจ ไม่ดึงดูด ไม่อิสระ อื้ออึง มั่ว ไม่อยากฟังอีกต่อไป