การเลือกพาวเวอร์แอมป์ PA ระดับเทพ

โดย...อ. ไมตรี ทรัพย์เอนกสันติ

ในวงการระบบเสียงสาธารณะหรืองานคอนเสิร์ต อุปกรณ์เครื่องเสียงที่ใช้มัก

1. ความทนทาน พังไม่เป็น สมบุกสมบัน (Durable)
2. เสถียรภาพในการทำงาน ไม่ผีเข้าผีออก (Stable)
3. ไม่อ่อนไหวต่อสภาวะแวดล้อม (Reliability)
4. ขนาดกะทัดรัดที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ (Compact)
5. คล่องตัว ยืดหยุ่นในการทำงาน (Flexible,Configurable)
6. บริการหลังการขายที่ดี (Good Service)
7. ราคาค่อนข้างสูง (Expensive)
8. ให้พลังสูง ดัง (Power)
9. คุณภาพเสียงใช้ได้ ไม่ต้องระดับเทพ (ไฮเอนด์) (Good Sound)
10. ต้องมีกำไรมากพอควร เพื่อการจ่ายใต้โต๊ะและบริการที่ดี

เรามาวิเคราะห์กันดู ความทนทานและการพยายามลดขนาดตัวเครื่อง รวมทั้งคุณภาพเสียงของพาวเวอร์แอมป์ PA

          เพื่อให้สมประสงค์ข้อนี้ การออกแบบมักจำกัดการใช้งานโดย

1. ช่วงความถี่เสียงที่ใช้งานไม่กว้างเต็มที่ เช่น ถ้าเป็นพาวเวอร์แอมป์จะจำกัดความถี่เสียงที่จะให้มันทำงานอยู่แค่ 20Hz ถึง 20khz ขณะที่เครื่องระดับไฮเอนด์จะอยู่ที่ 0Hz (หรือ 10Hz) ถึง 50KHz ขึ้นไป (ถึง 100KHz ก็มี)

ลำโพงจะจำกัดที่ 50 – 60 Hz ถึง 20KHz ขณะที่ลำโพงไฮเอนด์จะตอบสนองได้ 30Hz (หรือต่ำกว่า 25Hz)ถึง 35KHz หรือสูงกว่า

แต่ถ้าเพิ่มซับวูฟเฟอร์ ระบบ PA จะลงต่ำได้ถึง 35Hz แต่ไฮเอนด์บ้านจะถึง 25Hz (ต่ำกว่าก็พอมีแต่แพงมากๆ)

1. ใช้วงจรง่ายๆไม่ละเอียดอ่อนสลับซับซ้อน เพื่อง่ายต่อการซ่อม การจูน
2. ใช้อุปกรณ์เผื่อการทนแรงดันไฟ,กระแสไว้มากหน่อยทำให้ราคาแพง
3. ใช้วงจรโบราณที่หัวแข็ง ไม่อ่อนไหวต่อสิ่งเร้าภายนอกง่ายๆ
4. ใส่วงจรควบคุมหรือกดการสวิงเสียงไว้ (Compressor)
5. ใส่ตัวป้องกันไว้ล้นหลามโดยเฉพาะระบบลำโพง ซึ่งทำให้เสียงทึบ ขุ่น ความชัดเจนลดลง ความสดพลิ้วหาย มิติเสียงเละ

          ทั้ง 6 ข้อ(ยกเว้นข้อ 3 ) ทั้งหมดบั่นทอน ทำลายคุณภาพเสียง มิติเสียง ซึ่งไม่มีทางแก้หรือกู้คืนมาได้ ไม่ว่าอุปกรณ์ใดๆ (EQ ก็ช่วยไม่ได้จริง)

ขนาดกะทัดรัด

          วิธีการที่จะได้ขนาดที่ไม่ใหญ่โต เกะกะมาก แต่ยังให้กำลังสูง,ส่งเสียงได้ดังคับห้องก็โดย

1. ถ้าเป็นพาวเวอร์แอมป์จะลดขนาดโดย
   1. ตั้งการทำงานของภาคขยายเป็น Class AB ที่ค่อนไปทาง B มากๆจนเกือบเป็น Class B โดดๆซึ่งจะให้ ประสิทธิภาพสูงขึ้นพอควรทีเดียว อีกทั้งเครื่องก็ไม่ร้อนมาก ลดขนาดครีบระบายความร้อนลงได้เยอะขนาด เครื่องก็เล็กลง แต่ผลเสียคือ เสียงมักจะแข็ง (หินกลิ้ง…!) รายละเอียดไม่มีเหมือนหุ่นยนต์เล่น ร้องเพลงขาดการสอดใส่อารมณ์ วิญญาณ พาวเวอร์แอมป์พวกนี้เรียก แอมป์ไล่ควาย

ถ้าจะไม่ให้เสียงแข็งกร้าวก็ใส่วงจรกรองความถี่สูงทิ้งดักไว้ทางเข้าแอมป์จำกัดเสียงสูง อาจแค่ 14KHz ผลคือเสียงคลุมเครือ รายละเอียดหาย ไม่ชัดเจน อื้ออึงเหมือนไม่เข้มข้น ไม่มีแรงปะทะ (Impact ไม่มี)

1. เปลี่ยนภาคจ่ายไฟแบบปกติ (Linear) เป็นแบบสวิตชิ่ง (Switching PS ) ซึ่งช่วยลดขนาดหม้อแปลงไฟ AC เป็น DC ลงมาได้เยอะอาจถึง 3 – 5 เท่าแล้วแต่ว่าให้มันสวิตชิ่งด้วยความถี่สูงแค่ไหน ยิ่งสูงยิ่งเล็ก แต่ปัญหาคือ คลื่นขยะความถี่สูง (RF) จะแถมออกไปกับไฟ DC เลี้ยง อีกทั้งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ( EMF) จะกระจายแผ่ทางอากาศไปรบกวนภาคอื่นๆอย่างมากถ้ามีการกรองไฟกรอง (RF) ที่ไม่ดีพอ รวมทั้งปิดผนึกทำเป็นกล่องป้องกันคลื่น  EMF จากภาคจ่ายไฟแผ่ไปกวนภาคอื่นๆ สังเกตว่าพาวเวอร์แอมป์ที่ใช้ภาคจ่ายไฟสวิตชิ่งมักเสียงบาง,ไม่ค่อยมีมวลเนื้อหนัง นักร้องกี่คนๆร้องเสียงออกมาแทบเหมือนกันหมด มิติเสียงไม่ดีเอาเลย ไม่มีรูปลักษณ์ทรวดทรง อย่าคิดจะใช้ EQ ยกช่วยมันแก้ไม่ได้จริง เพราะการกวนจาก EMF นี้มันไม่นิ่ง ขึ้นอยู่กับความถี่เสียงและระดับเสียงที่แปรเปลี่ยนตลอดเวลา (ปัญหาที่แกว่งไม่นิ่ง แก้ด้วยการปรับ EQ แช่นิ่งไว้ไม่มีทางได้)
2. ใช้ภาคจ่ายอัจฉริยะปรับตัวเองเบ่งตัว/หดตัว ตามระดับสัญญาณที่เข้ามา วิธีนี้ทำให้ได้กำลังขยายสูง (ตามสเปก) โดยใช้อุปกรณ์น้อยชิ้น ลดได้ทั้งขนาดภาคจ่ายไฟ,ภาคขยายขาออก และครีบระบายความร้อน ส่งผลต่อขนาดเครื่องโดยรวม แต่มีข้อเสียคือ เสียงมีแต่ความดัง มักไม่มีน้ำหนัก (Weight),แรงถีบ แรงปะทะ (Impact ไม่มี) ช่วงที่ดนตรีขึ้นมากกว่า 1 ชิ้น,หลายๆชิ้น เสียงทั้งหมดจะเหมือนอื้ออึงสับสนไม่เป็นชิ้นเป็นอัน และถอยจมติดจอ ไม่น่าฟังเอาเลย (ชื่อที่ใช้เรียกพาวเวอร์แอมป์ที่ใช้หลักการนี้มีหลายชื่อเช่น Class G, Class H ถ้าอัจฉริยะด้วยวงจรไมโครโปรเซสเซอร์ก็เรียก Class T)
3. ใช้ภาคจ่ายไฟทั้งสวิตชิ่งและอัจฉริยะ ผนวกกับภาคขยาย Class D ที่การขยายอยู่ในรูปปคลื่นสี่เหลี่ยม พูดง่ายๆเหมือนเอาภาคจ่ายไฟต่อตรงออกลำโพง จึงได้ประสิทธิภาพสูงที่สุด โดยนำสัญญาณเพลงไปเป็นตัวควบคุมการต่อ/ไม่ต่อกับลำโพง ต่อถี่มากน้อยแค่ไหน ทั้ง 2 อย่างขึ้นอยู่กับขณะนั้นๆว่า เสียงดนตรีเป็นอย่างไร Class D จะให้ประสิทธิภาพถึงกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ทีเดียว (Class A 25%,Class AB ประมาณ 30 – 60 %) ผลคือ ขนาด น้ำหนักตัวเครื่องที่ลดลงมาก อาจถึง 1 ใน 9 หรือ 1 ใน 10 ของแอมป์ Class AB (ค่อนA) ทีเดียว

นอกจากน้ำหนักและขนาดที่ลดลงอย่างมาก ใช้ครีบระบายความร้อนน้อยแทบไม่ต้องใช้พัดลมระบายอากาศในเครื่อง ราคาก็มักถูกลงมากด้วย เพราะใช้อุปกรณ์,อะไหล่,ตัวถัง ชิ้นส่วนลดลงมาก ปัจจุบันจึงเป็นที่จับตาหมายปองของวงการพาวเวอร์แอมป์ PA แม้แต่วงการเครื่องเสียงไฮเอนด์บ้านก้มีการนำ Class Dไป ประยุกต์ใช้กันมากขึ้นๆ

อย่างไรก็ตาม มีคำเตือนจากวงในนักออกแบบเครื่องเสียงว่า ภาคขยาย Class D ไม่ควรให้มีเกิน 1 ภาคใน 1 ตัวถังคือ ต้องแยกเป็นโมโนพาวเวอร์แอมป์เลยมิเช่นนั้น เมื่อเร่งถึงจุดหนึ่งเสียงทั้งหมดจะเริ่มฟุ้ง น้ำหนักเสียงจะเริ่มเจือจาง มิติฟุ้ง ความเป็นตัวตนแตกสลาย (แม้แต่อินทริเกรตแอมป์ไฮเอนด์บ้านClass Dก็มีอาการเช่นนี้) 

     นอกจากนั้น การที่ภาคขยาย Class D ต้องมีวงจรกรองสัญญาณสวิตชิ่ง (เปิด-ปิดภาคจ่ายไฟที่ต่อออกลำโพง) ความถี่สูงทิ้งก่อนไปขั้วลำโพง ทำให้เสียงแย่ลง,ทึบ,ด้าน,มิติเละ ความสามารถของภาคขยายในการหยุดการสั่นค้างของดอกลำโพงหรือค่า DF (Damping Factor)แย่ลงมาก ทำให้ภาคขยาย Class D ใช้ได้กับกับการขยายความถี่ต่ำ เช่น 200Hz ลงมาเท่านั้น ความถี่สูงกว่านี้จะถูกวงจรกรองทิ้งหมด จึงใช้ได้แต่เอาไว้ขับซับวูฟเฟอร์ (95% ของ Active Sub ใช้ภาคขยาย Class D )

อย่างไรก็ตาม 2 – 3 ปีมานี้ เราสามารถผลิตทรานซิสเตอร์ขาออกของภาคขยายให้ทำงานฉับไวขึ้นมากๆและเสถียรขึ้นมากทำให้สามารถเขยิบความถี่สูงของการสวิตชิ่ง Class D ไปที่ความถี่สูงเกินหูได้ยิน (20KHz) จนเขยิบไปกรองความถี่สูงทิ้งที่ความถี่เกินหูได้ยินได้ ทำให้สามารถตอบสนองขยายเสียงได้ 20Hz ถึง 20KHz เหมือนภาคขยายปกติได้ เรียก Full Range Class D นี่คือที่มาของความนิยมที่ระบาดไปในหมู่วงการพาวเวอร์ แอมป์  Class D ของวงการ PA ในปัจจุบัน

     อย่างไรก็ตาม เรื่องคุณภาพเสียงก็ยังเป็นที่ถกเถียงโดยเฉพาะมิติเสียง อีกทั้งปัญหาเรื่องคลื่นความถี่สูงที่กระจายไปในอากาศ (EMF) ที่ไปกวนภาคอื่นๆและอุปกรณ์อื่นๆในระบบ ยิ่งสวิตชิ่งที่มีความสูงมากเป็นล้านๆครั้งต่อวินาที ปัญหา EMF จะยิ่งสาหัส และการไม่ควรมีเกิน 1 ภาคขยายใน 1 เครื่องอีกด้วย ก็น่าจะมาจากปัญหาทั้ง RF และ EMF ระหว่าง 2 ภาคขยาย (2-CH)

1. ใช้ดิจิตอลพาวเวอร์แอมป์ การเริ่มได้รับการยอมรับในภาคขยายแบบ Class D เท่ากับเป็นการปูทางให้ภาค                                               ขยายที่ทำงานในรูปดิจิตอลล้วนๆ ( Pure Digital)นั่นคือ พาวเวอร์แอมป์จะนำสัญญาณอนาล็อกจาก Mixer มาผ่านวงจร แปลงเป็นสัญญาณดิจิตอล (ADC) แล้วทำการขยายในรูปดิจิตอลทั้งหมดจนถึงวงจรกรอง สัญญาณ ดิจิตอลความถี่สูง ทิ้งก่อนออกไปสู่ลำโพง    

ข้อดีของดิจิตอลแอมป์ก็คือ

• สามารถต่อรับสัญญาณดิจิตอลออดิโอจาก Mixer ดิจิตอลเข้าสู่ภาคขยายได้โดยตรง โดยไม่ต้องผ่าน ADC
• แต่ละภาคของภาคขยายดิจิตอลที่ดีมักมีวงจรขาข้าวของแต่ละภาคที่มีการชุบชีวิตรูปคลื่นดิจิตอล (สี่เหลี่ยม) ให้คมชัดสมบูรณ์ได้ดุจต้นฉบับต้นน้ำตลอดคือ ภาค DRC  จึงพุดได้ว่าสามารถทำให้ไม่มีความเพี้ยนของรูปคลื่น สัญญาณเลย
• เมื่อการทำงานทั้งหมดอยู่ในรูปดิจิตอล จึงสอดรับกับการใช้ “คำสั่ง” หรือ โปรแกรม (Software) ในการควบคุมสั่งงาน หรือวางเงื่อนไขการทำงาน การขยาย การป้องกันทั้งหมด ทำให้สามารถตั้งการทำงาน ให้ได้คุณภาพ,กำลังขับที่รีดออกมาได้จนหยดสุดท้ายกันเลย (Optimum) ผลคือ ได้ประสิทธิภาพสูงที่สุดเท่าที่ เครื่องจะยังไม่พัง เก็บได้ทุดเม็ดกว่าภาคขยายระบบใดๆทั้งสิ้น นอกจากนั้น เราสามารถโปรแกรมให้สุ้มเสียงออกมาเป็นอย่างไรก็ได้ จะเพิ่มวงจรตัดแบ่งความถี่เสียงอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Crossover),วงจรหน่วงเสียง (Delay),วงจรควบคุมการสวิงเสียง (Compressor),วงจร EQ (Digital Equalizer) ละเอียดขนาดไหนก็ได้ จะปรับให้ภาคขยาย 2 ภาคต่อพ่วงแบบบริดจ์เป็นโมโนก็ได้,สเตอริโอก็ได้ ยิ่งพาวเวอร์แอมป์ดิจิตอล multi-channel เช่น หลาย ch ก็สั่งได้ว่า จะเอา ch ไหนเป็นโมโน,คู่ไหนเป็นบริดจ์,คู่ไหนแยกขับไบแอมป์,ch ไหนหน่วงเสียงเท่าไร คือมันสั่งได้หมด แถมสั่งจากระยะไกลก็ยังได้ เชื่อว่าต่อไปจะสั่งและส่งสัญญาณไปแบบผ่านระบบไร้สาย Wi-Fi เท่ากับว่าเอาพาวเวอร์แอมป์ไปวางใกล้ๆตู้ลำโพง ต่อสายลำโพงเข้าหากันแค่นั้นจบไม่ต้องลากสายเสียงไป พาวเวอร์แอมป์แต่ละตัวอีกแล้ว

ดิจิตอลแอมป์จะช่วยในการจัดระบบลำโพง PA ง่ายขึ้นอีกมาก ในอนาคตสามารถอัพเกรดได้ตลอดเวลา ผ่านระบบซอฟแวร์ สามารถวางระบบการขยายเสียงเป็นแบบ net-work สามารถสั่งหรือโปรแกรมให้พาวเวอร์ แอมป์  ch ไหนทำงานอย่างไรก็ได้จากศูนย์รวม และมีการแจ้งสถานะของภาคขยายนั้นๆว่าถูกสั่งอย่างไร วงจร มีปัญหาอะไรไหม แจ้งกลับมายังศูนย์ได้ ทำให้รู้สถานการณ์ของทั้งระบบได้ตลอดเวลา

เชื่อว่าดิจิตอลพาวเวอร์แอมป์จะมาแน่ และใช้อย่างแพร่หลายในระบบ PA ในเร็วๆนี้อย่างแน่นอน (เช่นเดียวกับเครื่องเสียงบ้านระดับปกติ และระดับไฮเอนด์ที่เริ่มคืบคลานเข้าไปแล้ว) เพราะมันเหมาะกับ PA ยิ่งกว่าเครื่องเสียงบ้านเสียอีก ด้วยประการทั้งปวงไม่แต่เรื่องขนาด,น้ำหนักที่ลดลงมาได้อย่างไม่น่าเชื่อ เทียบกับพาวเวอร์แอมป์อนาล็อก Class AB ปกติ ดิจิตอลแอมป์อาจจะมีขนาดแค่ 1 ใน 10...!!! และเมื่อผลิตเยอะราคาจะถูกลง ไม่ต่ำกว่า 3 เท่าขึ้นไป

อย่างไรก็ตามในแง่คุณภาพเสียง.มิติเสียง ดิจิตอลแอมป์ปราบยากกว่ามากที่จะให้ได้เสียงที่น่าฟัง แต่เมื่อปราบได้สัก 1 เครื่องก็สามารถใช้กิริยาเดียวกันในการปราบเครื่องรุ่นเดียวกันนี้ต่อๆไปซึ่งง่ายกว่าปราบอนาล็อกแอมป์เครื่องต่อเครื่อง ปัญหามักต่างกันไปแม้รุ่นเดียวกัน

ดิจิตอลแอมป์ PA ระดับพื้นๆจะไปในแนวทางการขายความคล่องตัวในการจัดระบบเพิ่มซอฟแวร์ขนาดเบา กะทัดรัด ราคาไม่สูงมาก แต่สุ้มเสียง มิติ น่าจะเอานิยายอะไรไม่ได้ แค่ดังอย่างเดียว

     ขณะที่ดิจิตอลแอมป์ PA เกรด A จะเสียงดีด้วย อัพเกรดได้คล่องตัว มีซอฟแวร์ให้เพิ่มปรับปรุงเยอะ ขนาดเบากะทัดรัด แต่ราคาไม่ถูกนัก แต่ปัญหาที่จะนึกไม่ถึงคือ ดิจิตอลแอมป์เกรด A ยิ่งทำดีแค่ไหน ตัวมันเองจะยิ่งเป็นกลางไม่มีบุคลิกเสียงส่วนตัวใดๆ ดังนั้น มันจะชี้ฟ้องสุดลิ่มทิ่มประตูต่อการจัดชุด การ set up ระบบที่ชุ่ยๆทั้งอุปกรณ์,ผลิตภัณฑ์,แหล่งรายการที่มาใช้คู่กับมัน รวมทั้งอะคูสติกด้วย ระวังให้ดีๆนักจัดระบบหูตะกั่ว มือไม่ถึงจริงทั้งหลายหมดที่หลบภัยแล้ว...!

     อีกกรณีหนึ่งคือ ดิจิตอลแอมป์จะอ่อนไหวต่อสิ่งเร้าภายนอกโดยเฉพาะระบบไฟ AC ที่มีสัญญาณรบกวน (Interference) ไม่สะอาดมีการปิด-เปิดสวิทซ์เครื่องอื่นๆในระบบ อ่อนไหวต่อคลื่นวิทยุกวนภายนอก (RF) เช่น มือถือ,รีโมท,Wi-Fi, PC, โน้ตบุ๊ค,จอ LCD อาจไม่มีเสียงกวนออก แต่คุณภาพเสียงจะแย่ลง (ถอย,จม,แบน, มิติฟุ้ง ,ความเป็นตัวตนเบลอ,ปลายแหลมนำ (จัดจ้าน)) ทำนองเดียวกัน มันก็จะส่งคลื่นดิจิตอลความถี่สูงไปกวนอุปกรณ์ ใกล้เคียง (ปรี, mixer,เครื่องเล่น ฯลฯ)รับรองว่าเล่นกับดิจิตอลแอมป์ “ไม่หมู” อย่างที่หลายคนวาดฝันเอาไว้