ซุปเปอร์ทวีตเตอร์ จำเป็นหรือไร้สาระ
โดย...อ. ไมตรี ทรัพย์เอนกสันติ
ธรรมชาติของหูมนุษย์จะตอบสนองความถี่เสียงได้ 20 – 20,000 Hz เท่านั้น (เฉพาะเด็กแรกเกิด) แต่ผู้ใหญ่วัยกลาง คนขึ้นไปการรับรู้ความถี่สูงจะตกลงอย่างเก่งก็ไปได้แค่ 15,000 Hz
ในการบันทึกเสียง ถ้าเป็นระบบจานเสียงจะบันทึกเสียงกันแค่ 50 Hz –มากว่า 25,000 Hz แต่ถ้าเป็นระบบดิจิตอล CD จะเป็น 20 Hz – 20,000Hz หรือถ้าเป็น SUPER AUDIO CD (SACD) จะบันทึก 10Hz – 100,000 Hz
สำหรับระบบลำโพง ปกติถ้าเป็นลำโพง 2 ทาง ดอกลำโพงเสียงแหลม (ทวีตเตอร์) จะต้องผจญกับปัญหาต่อไปนี้
- ถ้าจะให้ดอกแหลมตอบสนองความถี่ได้สูงมากๆเช่น 25,000 Hz ขึ้นไป ตัวไดอะแฟรมที่เป็นตัวกำเนิดเสียง(เช่นตัวโคม,ตัวโคน)จะต้องมีขนาดเล็กเส้นผ่าศูนย์กลางต่ำกว่า 1 นิ้วจึงจะขยับได้ฉับไว,รวดเร็วพอถึงกว่า 25,000 ครั้งต่อวินาทีขึ้นไป (25KHz) ทำให้วอยส์คอยล์มีขนาดเล็กมากจนไม่อาจรับกำลังขับได้มากนัก ยิ่งถ้าให้มันต้องออกเสียงตั้งแต่ความถี่ 1 KHz (1,000Hz ) คือกินลงต่ำมันจะยิ่งต้องทำงานหนักมาก จะทนไม่ไหว นี่คือเหตุผลที่ไม่สามารถทำดอกแหลมให้ทนวัตต์ได้สูง พร้อมๆกับตอบสนองความถี่ได้สูงเกิน 25 KHz ได้พร้อมๆกัน โดยเฉพาะดอกลำโพงแหลมที่ราคาไม่ทะลุฟ้า (ระดับทั่วไป)
- การสั่นสะเทือนจากดอกเสียงกลาง,ดอกเสียงทุ้มหรือแม้แต่ดอกซับวูฟเฟอร์ จะผ่านตัวตู้ไปเขย่าสั่นดอกแหลม ซึ่งจะมีผลเสียฟังออกชัดที่ปลายแหลมสูงโดยโดมหรือกรวยของดอกแหลมจะถูกเขย่าสั่นตามเสียงกลางทุ้ม (Modulate) ทำให้เสียงเบลอ,ขุ่น,ทึบ กินตลอดตั้งแต่แหลมลงกลางลงทุ้ม มิติก็ไม่โฟกัสชัด เสียงไม่กระเด็นหลุดลอยออกมา ไม่มีทรวดทรง (เป็นตัวๆเป็นเม็ดๆ) ปลายแหลมไม่ชัดเจนออกเป็นฟุ้งฝอย เบลอ,แบน ยิ่งโดมแหลมเล็กจิ๋วแค่ไหน (เพื่อให้ความถี่ได้สูงๆ) การถูกเขย่าสั่นยิ่งมีผลมาก
- ยิ่งถ้าต้องการเสียงครบทุกฮาร์โมนิกส์และมีมิติ,ทรวดทรงดีที่สุด ดอกแหลมจะต้องอยู่ชิดติดกับดอกกลาง (หรือดอกกลางทุ้ม กรณีลำโพง 2 ทาง)มากที่สุดเรียกว่า พยายามให้ทุกความถี่เสียงดุจมีจุดกำเนิดจุดเดียวกัน (Point Source) ดอกแหลมจะยิ่งถูกเขย่าสั่นได้อย่างสาหัสที่สุด กรณีนี้ ลำโพงวางพื้นขนาดใหญ่ หรือตู้ลำโพงที่แกร่ง, มั่นคง, หนักมากๆ จะได้เปรียบ เพราะดอกแหลมจะนิ่งกว่ามาก
บางยี่ห้อ (JAMO 1 – 2 รุ่น) ทำดอกแหลมให้ลอยตัวด้วยขายางจากตัวตู้
- ปัญหาไมโครโฟนิกส์ (Michrophonic) กล่าวคือ ทุกดอกลำโพง(ไม่ว่าดอกแหลม,ดอกกลาง ,ดอกทุ้ม) ต่างกระทำ ตัว 2 อย่างพร้อมๆกันคือเป็นลำโพงผลักดันเสียงออกมา ขณะเดียวกันมันก็รับแรงลมอัดจากดอกลำโพงอื่นที่อยู่ ใกล้ ชิดติดกันหรือแม้แต่จากตู้ลำโพงอื่นในห้องเดียวกัน จากลมพัดของพัดลม,เครื่องปรับอากาศดุจตัวมันเอง เป็น ไมโครโฟนแล้วป้อน กระแสไฟฟ้าจากตัวดอกลำโพง ย้อนกลับไปป่วนดอกลำโพงอื่นๆ ในระบบเดียวกัน (ผ่านทางวงจรแบ่งความถี่เสียงแบบ Passive Crossover ที่มากับตู้ลำโพง)
ยิ่งมีความจำเป็นที่ต้องวางดอกกลาง,ดอกแหลมชิดกันมากที่สุด (ชิดกับดอกทุ้ม....กรณีระบบ 3 ทาง) ปัญหาไมโครโฟนิกส์ระหว่างแต่ละดอกลำโพงยิ่งสาหัส ส่งผลให้เสียงฟุ้ง,จัด,สกปรก,บาดหู,เบลอ
ลองหลับตานึกภาพระบบลำโพงที่ใช้ดอกลำโพงเป็นสิบๆตัววางดิ่งในแนวตั้ง ปัญหาไมโครโฟนิกส์ไม่ยิ่งมหาศาลหรือ?
นอกจากเป็นระบบลำโพงแบบ Active คือภาคขยายเสียงต่อตรงเข้าแต่ละดอกลำโพงแบบตัวต่อตัว ภาคขยาย 1 เข้าดอกแหลม,ภาคขยาย 2 เข้าดอกกลางทุ้ม แล้วใช้การแบ่งความถี่เสียงแบบอิเล็คโทรนิกส์ครอสโอเวอร์ก่อนเข้า ภาคขยาย แบบนี้ก็จะป่วนกันแบบไมโครโฟนิกส์แค่ 1 ขั้นคือแรงอัดอากาศไปเข้าดอกอื่นๆแต่ไม่มีการปั่นกระแสย้อนกลับมาป่วนตัวส่งแรงอัดอากาศไปหา
- แม้ไม่นำปัญหาไมโครโฟนิกส์มาคิดแต่ธรรมชาติของดอกลำโพง ด้วยตัวมันเองโดดๆ มันจะส่งกระแสไฟฟ้าย้อนกลับ (BACK EMF)จากตัวดอกย้อนกลับไปทั้งถูกระบายลงดิน ที่ขาออกของภาคขยายและ บางส่วนย้อน กลับไปป่วนดอกลำโพงอื่นในระบบเดียวกันผ่านทางวงจรแบ่งความถี่เสียง (Passive Crossover Network) ถ้าใช้ดอกแหลมตัวเดียว มันก็รับ BACK EMF จากดอกอื่นๆไปเต็มๆตั้งแต่ความถี่ 1 KHz ขึ้นไป (ที่มันถูกกำหนดให้ทำงาน)
- มีการป่วนกวนกันเองในแผงวงจรแบ่งเสียงที่ให้มาโดยการกระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของขดลวดต่างๆบนแผงนี้ อีกทั้งมักมีการมัดสายลำโพงที่ไปเข้าดอกแหลมกับดอกกลางทุ้ม (กรณี 2 ทาง) เข้าด้วยกัน ก็กวนกันเองอีก ยิ่งถ้าเป็นลำโพง 3 ทาง อุปกรณ์ชิ้นส่วนบนแผงวงจรมีมากชิ้น การป่วนกันเองก็ยิ่งทวีคูณ
- การสั่นของตัวตู้อันมีผลต่อแผงวงจรภายในตู้ก็เป็นส่วนสำคัญที่บั่นทอนทั้งสุ้มเสียงและมิติเสียงได้อย่างเหลือเชื่อ
- ดอกแหลมเดิมที่ใช้เช่นโดมโลหะ มักจะมีหน้ากากเป็นตะแกรงรูปดาวอยู่ด้านหน้า นัยว่าเพื่อช่วยชะลอเสียงหรือกระจายเสียง องศาหรือทิศทางการหมุนตะแกรงนี้จะมีผลต่อสุ้มเสียงและมิติเสียงอย่างที่คาดไม่ถึง (ปกติควรให้เส้นอยู่ในแนวนอน) แสดงว่า เสียงจากดอกแหลมเดิมปกตินี้ไม่สมบูรณ์ถูกต้องอยู่แล้ว
- บังเอิญสายลำโพงภายในตู้ที่ต่อไปยังดอกแหลมเดินผิดทิศ หัว-ท้าย(Direction) หรือสลับบวก,ลบผิดทิศ (ผิดเฟส OUT OF PHASE กับดอกกลางทุ้ม) หรืออะไหล่อุปกรณ์ชิ้นส่วนของวงจรแบ่งความถี่สูงมีการสลับขาแม้ว่ามัน จะเป็นอุปกรณ์ที่ไร้ขั้ว (Non-polar) ก็ตาม ก็จะทำให้เสียงแบน จม ไร้ทรวดทรง (ทั้งสายย้อนทิศ,อุปกรณ์สลับขา ผิด) ผลคือ เสียงจากดอกแหลมเดิมผิด เพี้ยน
- เส้นลวดที่เอามาฟังวอยส์คอยล์ของดอกแหลมเดินย้อนทิศ เสียงแหลมจะถอยจม,แบน,ฟุ้ง ไร้ทรวดทรง ไร้เสียงอ่อน-แก่ เสียงจากดอกแหลมก็จะแย่ไปเลย
- กรณีที่สายลำโพงที่เข้าดอกแหลมปลายสายเป็นแบบขั้วใช้ขั้วตัวยู (U) และตัวยูเสียบกับดอกโดยคว่ำหงายไม่ถูกต้อง (ต้องฟังทดสอบเอาอย่างเดียว) เสียง,มิติจากดอกแหลมก็จะผิดเพี้ยนเช่นกัน
- ขันดอกแหลมกับตู้ลำโพงไม่แน่นพอ หรือขันดอกแหลมตู้ซ้าย,ขวา แน่นต่างกัน เสียงจากดอกแหลมจะฟุ้งฝอยที่ปลายแหลมสุด มิติเสียงโดยรวมตลอดทุ้ม,กลาง,แหลมจะมีผลเสียตามมาเช่นกัน (ปลายแหลมคือตัวกำหนด “หัวโน้ต”ของทุกความถี่เสียงและความเปิด ทะลุของเสียง)
- ฟังลำโพงเดิมโดยไม่ถอดหน้ากากออก (บางคู่ถอดไม่ได้ด้วย)เสียงก็จะอับทึบ มิติไม่ชัด ไม่มากก็น้อย
- มีการครอบตูดแม่เหล็กของดอกแหลมด้วยพลาสติก,โลหะหรือแม้แต่ติดสติ๊กเกอร์เอาไว้ ทั้งหมดล้วนป่วนคุณภาพเสียงปลายแหลมสุดให้อั้นทึบ ขุ่น ไม่พุ่งหลุดลอย รายละเอียดหาย
จะเห็นว่าสาเหตุที่เสียงแหลมไม่ดีเท่าที่ควร(อันส่งผลเสียต่อช่วงความถี่อื่นๆด้วยทั้งกลาง,ทุ้ม)ต่อมอตอเสียง,เวทีเสียงกว่าครึ่งมาจากการติดตั้งและใช้งานดอกแหลมที่ไม่ถูกต้อง ไม่ได้คำนึงถึงองค์ประกอบอื่นๆทุกแง่มุม
ดังนั้น ก่อนที่จะเสียเงินซื้อดอกซุปเปอร์ทวีตเตอร์มาต่อเสริมระบบลำโพงเดิมจึงควรจัดการแก้ไขปัญหาเหล่านี้ให้ลุล่วงไปให้มากที่สุดเท่าที่จะมากได้ก่อน เพราะดอกซุปเปอร์ทวีตเตอร์มีราคาค่อนข้างสูงมาก ตั้งแต่ 4 – 5 หมื่นบาท/คู่ขึ้นไปถึงเป็นล้านบาท/ตู้!
ซุปเปอร์ทวีตเตอร์คืออะไร
ซุปเปอร์ทวีตเตอร์ก็คือดอกลำโพงเสียงแหลมที่สามารถให้ความถี่เสียงไปได้สูงกว่า 35 KHz ขึ้นไป บางคู่ไปได้ถึง 100 KHz ถ้าให้ความถี่สูงได้ต่ำกว่า 35 KHz ไม่ควรเรียกว่าซุปเปอร์ทวีตเตอร์
ขณะที่ดอกแหลมทั่วไปจะให้ความถี่สูงได้ 20 KHz หรืออย่างเก่ง 25 KHz เท่านั้น
ปัญหาที่ถกเถียงกันไม่จบ
ดังกล่าวตอนต้น ก็ในเมื่อหูมนุษย์ปกติ วัยเฉลี่ยจะฟังเสียงสูงไปได้แค่ 17 KHz แล้วเราจะต้องการเพิ่มดอกลำโพงซุปเปอร์ทวีตเตอร์มาช่วยเสริมระบบลำโพงของเราให้ตอบสนองความถี่สูงกว่า 35 KHz ขึ้นไปเพื่ออะไร เราสมควรจ่ายเงินก้อนโตกับสิ่งที่หูไม่ได้ยินอย่างนั้นหรือ
อย่างไรก็ตาม เรามักจะพบว่าลำโพงที่สเปคระบุว่าให้ความถี่สูงไปได้สูงแค่ไหน เสียงมักจะสดใส เปิดโปร่งกระจ่าง หวานกว่าลำโพงที่จำกัดความถี่สูงแค่ 20 KHz เสมอ
สาเหตุที่เป็นไปได้คือ
- ระบบลำโพงเดิมมีความผิดพลาดไม่มากก็น้อยดังกล่าวมาแล้ว (รวม 14 ข้อ) และบังเอิญตัวซุปเปอร์ทวีตเตอร์ที่เสริมเข้ามา(ต่อเพิ่ม) ไปช่วยลดหรือแก้หรือกลบเกลื่อนปัญหาเหล่านี้ได้ไม่มากก็น้อย
- แม้หูจะตอบสนองความถี่สูงได้แค่ 17 KHz แต่การที่ระบบลำโพงสามารถตอบสนองความถี่ได้สูงเท่านั้นเช่น 35 KHz ขึ้นไป เสียงจะเปิดโปร่งทะลุ,มีทรวดทรง,โฟกัสชัดเจนกว่า ผ่อนคลายกว่า ฉับไวกว่า (เหมือนช่วยเพิ่มความชันของหัวโน้ต,หัวคำร้อง) รายละเอียดดีขึ้น ลดการเบลอ,คลุมเครือ
ระบบลำโพงที่ทำมาได้ดีและอย่างถูกต้องดีแล้ว การเพิ่มซุปเปอร์ทวีตเตอร์จะช่วยให้ปลายแหลมไปไกล ได้ยินการแตกตัวของอณูอากาศรอบๆตัวโน้ตที่เรียกว่า AIRY (บางท่านเรียกว่า ลมหายใจของตัวโน้ต)
ล่าสุด มีการวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นระดับ ดร. พบว่ามนุษย์ใช้ลูกตา “ฟัง” เสียงความถี่สูงๆที่เกินหูได้ยิน โดยใช้ทั้งลูกตาและจอรับภาพ (เรตินา) ในลูกตา
ผู้เขียนได้ทดลองดูแล้ว ลองหลับตากับลืมตา ปกติหลับตาน่าจะให้สมาธิดีกว่า เสียงก็น่าจะดีกว่า แต่ปรากฏว่าลืมตา (ไม่ได้ใส่แว่นตา) เสียงมีทรวดทรง 3มิติกว่า สอดใส่วิญญาณการเล่น,ร้องดีกว่า หลุดลอยออกมาหาเราได้มากกว่า
ก็น่าจะเช่นเดียวกับการรับรู้ความถี่ต่ำลึกของมนุษย์ เราใช้ผิวกายและการสั่นสะเทือนของโครงกระดูกในการรับรู้ความถี่ต่ำกว่า 30 Hz ลงมา
ดนตรีเช่นใดที่การใช้ซุปเปอร์ทวีตเตอร์จะเห็นผลมากกว่า
- จากจานเสียง ซึ่งจริงๆแล้วมันให้ความถี่เสียงไปได้เกิน 20 KHz (สูงกว่าจาก CD ปกติ) มันช่วยให้เสียงโปร่ง ,ฉับไว หัวโน้ตชันขึ้น
- จาก CD ผลจะน้อยกว่าจานเสียง CD จะให้เสียงแหลมราบรื่นกว่าตลอดจนถึง 20 KHz แล้วจะตกวูบเลย จานเสียงจะตกแบบลาดชัน ลากไกลกว่า
- จากแผ่น SACD ,DVD AUDIO ที่ตัวแผ่นเองก็ตอบสนองไปถึง 100 KHz ได้อยู่แล้ว และเสียงมักจะคมชัด ชันอยู่แล้ว ซุปเปอร์ทวีตเตอร์อาจไม่ได้ช่วยมากนัก
- ดิจิตอลแอมป์มีผลน้อยลงเพราะมักตอบสนองฉับไวมากอยู่แล้วอีกทั้งความถี่สูงกว่า 20 KHz ก็มักจะถูกตัดทิ้งอยู่แล้ว (TRANSIENT ของดิจิตอลแอมป์สูงอยู่แล้ว)
ทำไมซุปเปอร์ทวีตเตอร์จึงต้องมีราคาสูงมาก
- มันต้องตอบสนองความถี่ได้สูงมากๆ ตัวกำเนิดเสียงหรือไดอะแฟรมต้องทั้งแกร่งที่สุดและเบาหวิวที่สุด ทำยากมากวัสดุแพงลิบ อีกทั้งแม่เหล็กต้องมีพลังมากที่สุด ทั้ง 2 กรณีต้นทุนสูงมากๆ แม่เหล็กต้องมีพลังสูงมาก (ตัวไดอะแฟรมเท่าเหรียญ 10 บาท ตัวแม่เหล็กใหญ่พลังสูงขนาดเกือบ 2 กำปั้นและหนักอึ้ง) พูดง่ายๆว่าต้องมีความไวสูงหรือ SENSITIVITY สูงระดับกว่า 90 dB SPL ขึ้นไปถึงกว่า 100 dB SPL เพื่อให้ไม่ต้องใช้กำลังขับมโหฬารและมันจะรับกำลังขับไม่ไหว
- มันยังไม่ได้รับความนิยมแพร่หลาย ผลิตจำนวนจำกัดมาก ราคาจึงต้องสูงมาก
- เกือบทั้งหมดจะมาพร้อมวงจรแบ่งความถี่เสียงคุณภาพสูงลิบ
เป็นไปได้ไหมที่จะทำระบบลำโพง 2 ทางโดยมีดอกซุปเปอร์ทวีตเตอร์กับดอกกลางทุ้มเท่านั้น ไม่ต้องมีดอกแหลมปกติ
ทำได้ แต่ดอกกลางทุ้มต้องตอบสนองความถี่สูงได้ระดับ 14 KHz (ปกติ 5 KHz – 7KHz ) เพื่อเอาซุปเปอร์ทวีต เตอร์ มาต่อยอดปลายแหลมสุดเท่านั้น ทำให้มันไม่ต้องกินความถี่ลงต่ำ จึงทนกำลังขับได้มาก
ลำโพงอิเล็คโตรสเตติคยังจำเป็นต้องใช้ซุปเปอร์ทวีตเตอร์อีกหรือไม่
จากบทความทดสอบของนักวิจารณ์ฝรั่งพบว่า แม้แต่ลำโพงอิเล็คโตรสเตติคอย่าง QUAD และ Matin Logan การเพิ่มซุปเปอร์ทวีตเตอร์เข้าไป ก็ยังช่วยให้ทุกอย่างดีขึ้นอย่างฟังออกชัด
ถ้าจะทำ EQ ช่วยยกความถี่สูงสุดตั้งแต่ 25 KHz ขึ้นไปจะได้ผลเหมือนกันไหม (ต้องเป็น EQ ทำพิเศษ เพราะที่ทำขายกัน ยกได้สูงสุดที่ 25 KHz เท่านั้น)
คงไม่ได้ เพราะไดอะแฟรมของดอกแหลมทั่วไปมักไม่เล็กและเบาพอที่จะขยับได้ฉับไวยิ่งถ้ากว่า 30,000 ครั้งขึ้นไปต่อวินาที เสียงจะออกมาแบบแสบหู ไม่โปร่งพลิ้วระยิบ และมีโอกาสสูงที่จะไปกระตุ้นการสั่นค้างที่ความถี่สูงมากๆเหล่านี้ของตัวดอกแหลมเอง (Resonant Frequency) ทำให้เสียงจี๊ด,จัดจ้าน,ทิ่มแทงหู แถมมีความเพี้ยนพุ่งโผล่ออกมาให้สากหู จะเกิดผลเสียไปทั้งระบบ
ทำไมดอกซุปเปอร์ทวีตเตอร์ต้องใช้แม่เหล็กใหญ่มาก อย่างน้อยๆก็เกือบเท่าฝ่ามือ หรือยี่ห้อไฮเอนด์ใช้แม่เหล็กขนาดมหึมา 2 กำปั้น! ทั้งๆที่ตัวไดอะแฟรมกำเนิดเสียงเล็กนิดเดียว (เท่าเหรียญบาทหรือสิบบาทเท่านั้น)
ที่ต้องการแม่เหล็กพลังสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ก็เพื่อให้การตอบสนองของไดอะแฟรมเป็นไปอย่างฉับไว ทันทีทันใดที่สุด โดยมันขยับตัวในช่วงการทำงานที่เป็นเส้นตรงที่สุดของกราฟเส้นแรงแม่เหล็ก (B-H CURVE) ขณะเดียวกันก็เก็บตัวได้ฉับไว,กระชับที่สุด ไม่สั่นค้าง
นอกจากนั้น เมื่อดอกซุปเปอร์ทวีตเตอร์มีความไวสูงมาก ( 90 dB SPL/w/m ขึ้นไป) ทำให้ไม่ต้องใช้กำลังขับ มโหฬารมากๆจึงไม่ต้องทำวอยส์คอยล์ให้ทนกำลังขับสูงๆอันจะทำให้วอยส์คอยล์ต้องใหญ่,หนัก ไม่ฉับไวพอ
การกลับมาของปัญหา
ทุกปัญหาที่เป็นไปได้ว่าจะเกิดกับดอกแหลมที่กล่าวมาตอนต้นทั้งหมดก็จะเกิดกับดอกซุปเปอร์ทวีตเตอร์เช่นเดียวกัน ไม่ว่าเรื่อง POINT SOURCE ,เรื่องกลับเฟส,เรื่องช้า-เร็ว,เรื่องทิศทางสาย/อุปกรณ์ภายในของแผงวงจรที่มากับซุปเปอร์ทวีตเตอร์,เรื่อง MICHRO PHONIC,เรื่องการสั่นกวน การเล่นซุปเปอร์ทวีตเตอร์จึงไม่ใช่เรื่องง่ายๆถ้าละเลยสิ่งเหล่านี้ก้อาจจะทำให้ทุกอย่างแย่ลงแทนที่จะดีขึ้น
