Rocket Sound

เสียงเบสต่ำนับเป็นย่านความถี่เสียงที่สำคัญในระบบเสียงรถยนต์  แม้ว่าจะมีช่วงของคลื่นความถี่ในช่วงสั้นๆจากประมาณ 20 Hz – 80 Hz แต่มันมีความหมายที่มากมาย ทั้งการทำให้คุณภาพเสียงโดยรวมของระบบเสียงเป็นไฮไฟมากขึ้น, การทำให้เกิดความสนุกสนานเร้าใจในการฟังมากขึ้น,  การทำให้เวทีเสียงเบื้องหน้าครบสมบูรณ์ตามองค์ประกอบเสียงที่ดี, การเสริมสร้างระดับความดังเสียงให้เพิ่มมากขึ้น และอีกมากมายที่แจกแจงกันไม่หมด

เพียงแต่หัวใจหลักที่แท้จริงของเสียงเบสต่ำที่มีคุณภาพนั้นอยู่ที่ “ความสะอาด คมชัด และฉับไว” หาใช่ความอึกทึกครึกโครมอย่างที่เข้าใจกันไม่ และเรามาจะกล่าวกันถึงเรื่องที่ว่านี้กัน ทั้งจากมิดวูฟเฟอร์ของชุดลำโพงกลางแหลม และจากซับวูฟเฟอร์ที่เพิ่มพิเศษเข้าไปในระบบ

ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจร่วมกันก่อนว่า ย่านความถี่เสียงเบสต่ำ  20 Hz – 80 Hz นั้น จะสามารถผลิตออกมาได้อย่างครบถ้วน ก็ต้องอาศัยองค์ประกอบที่เรียกกันว่า “ตู้กักเก็บอากาศสำหรับลำโพง” เพื่อควบคุมปริมาตรของอากาศให้ก่อตัวขึ้นตามความยาวของคลื่น เพราะในความถี่ต่ำมากๆระดับ 40 Hz นั้นจะมีความยาวคลื่นมากถึง 8.617 เมตร ถ้าไม่มีการควบคุมที่ดีพอก็เท่ากับว่าเราจะต้องออกไปยืนฟังเสียงเบสต่ำที่ความถี่นี้กันนอกตัวรถ  เพราะห้องโดยสารรถยนต์เฉลี่ยจะมีความยาวประมาณไม่กี่เมตรเท่านั้น

ตู้กักเก็บอากาศสำหรับลำโพง

สำหรับในระบบเสียงรถยนต์นั้น เราใช้ชนิดของตู้ได้ 5 ชนิด เนื่องจากสรีระทางกายภาพมีความเหมาะสมสำหรับการใช้งานในรถยนต์ และมีตู้ 2 ชนิดที่เป็นสิทธิบัตร แต่ละชนิดมีรายละเอียดดังนี้

ตู้ปิด(Closed Boxes)

เป็นตู้ลำโพงแบบปิดทึบที่มีตัวตู้ทำหน้าที่กักเก็บอากาศสำหรับซับวูฟเฟอร์ ตู้แบบปิดทึบจะดีที่สุดสำหรับการฟังเพลงที่ต้องการความแน่นหนัก, เสียงเบสที่ถูกต้อง ให้การตอบสนองที่ราบเรียบสม่ำเสมอ, ให้ย่านเสียงเบสได้ลึก และรองรับกำลังขับได้ดีเลิศ แต่นั่นก็หมายถึงตู้แบบปิดอาจต้องการกำลังจากเพาเวอร์แอมป์มากกว่าตู้แบบเปิดท่อระบาย

ตู้ปิดสามารถใช้งานได้ดีในรถทั่วไป ทั้งเก๋ง, แวน และบรรทุก เพราะสภาพเสียงในห้องโดยสารมักจะมีการเสริมแรงระดับ 12 dB/Oct ในช่วงความถี่ 50 Hz แต่ข้อสำคัญของซับวูฟเฟอร์หรือมิดวูฟเฟอร์ที่ใช้ได้ดีกับตู้ปิดนั้น จะต้องมีระยะชัก(Xmax)มากๆ และมีกรวยที่แข็งแรง(เพื่อ Fs ที่ต่ำกว่า)

ตู้เปิด(Vented Boxes)

เป็นตู้ลำโพงแบบเปิดท่อระบาย ที่ใช้ช่องอากาศ ที่เรียกว่าพอร์ท(port) ในการสร้างการไหลของอากาศจากด้านในออกด้านนอกตัวตู้ การเพิ่มการไหลของอากาศนี้ช่วยเสริมการตอบสนองเสียงเบสในย่านต่ำ โดยมีพลังที่เพิ่มขึ้นจากท่อระบายมากกว่าตู้แบบปิดทึบเมื่อเทียบกันที่กำลังขับของเพาเวอร์แอมป์เท่ากัน บางท่านชอบที่จะใช้เสียงเบสจากตู้ลำโพงแบบเปิดท่อระบายนี้สำหรับการฟังเพลงแนวแร็พ, เทคโน หรือเพลงหนักๆ เพราะสามารถเล่นได้ในระดับความดังมากกว่าตู้แบบปิดทึบ

ตู้เปิดนี้สามารถใช้งานได้ดีกับมิดวูฟเฟอร์ หรือซับวูฟเฟอร์ที่มีระยะชักน้อย และมีสภาพกรวยที่ไม่แข็งแรง มีความผิดเพี้ยนในระหว่างการชักหดของกรวยลำโพงน้อยมาก ให้ประสิทธิผลได้มาก และใช้กับลำโพงที่มีราคาย่อมเยาว์ได้ดี เพราะตัวตู้จะมีอัตราการตัดช่วงความถี่ต่ำในลำดับที่ 4 หรือ 24 dB/Oct เพียงแต่มีข้อพึงระวังเกี่ยวกับเสียงรบกวนที่เกิดจากลมที่วิ่งผ่านท่อระบายอยู่บ้าง

ตู้แบบผ่านเฉพาะช่วงความถี่(Bandpass Boxes)

เป็นตู้ลำโพงแบบผ่านเฉพาะช่วงความถี่ ที่ออกแบบท่อระบายเอาไว้เป็นพิเศษเพื่อการทำงานถึงขีดสุด ตัวซับวูฟเฟอร์จะถูกติดตั้งอยู่ภายในตู้แบบสองห้อง โดยซับวูฟเฟอร์จะส่งแรงจากห้องหนึ่งไปยังอีกห้องหนึ่ง และคลื่นเสียงจะถูกส่งออกจากตู้ด้านที่เปิดท่อระบาย เสียงที่ไปถึงท่อระบายจะมีระดับความดังสุดขีดภายในขอบเขตที่กำหนดไว้ ตู้แบบผ่านเฉพาะช่วงความถี่จะมีประสิทธิผลเยี่ยมยอด ให้เสียงที่ลงตัวกับแนวเพลงยอดนิยมอย่างฮิพ-ฮอพ, เทคโน และเฮฟวี่เมตอล สามารถแยกแบบเฉพาะเพื่อการใช้งานได้อีก 3 ชนิด

ตู้ผ่านเฉพาะความถี่แบบท่อเดี่ยว(Single-Tuned Bandpass Box)

ตู้แบบนี้มีลักษณะการผนึกของตู้ที่สมบูรณ์ โดยใช้ตู้ปิดในการควบคุมการตอบสนองในย่านความถี่ต่ำ และใช้ตู้เปิดในการควบคุมการตอบสนองในย่านความถี่สูง มีโครงสร้างที่เป็นแบบลำดับที่ 2 หรือ 12 dB/Oct ในการบังคับคลื่นผ่านในย่านต่ำและย่านสูง ข้อดีของตู้แบบนี้คือ “ปราศจากการถือลิขสิทธิ์”

ตู้ผ่านเฉพาะความถี่แบบท่อคู่(Parallel Double-Tuned Bandpass Box)

ตู้แบบนี้มีลักษณะการผนึกของตู้ที่สมบูรณ์ โดยตู้แต่ละด้านจะปรับตั้งความถี่แตกต่างกัน ตามการออกแบบที่เรียกว่า “การปรับตั้งคู่ควบ”  มีโครงสร้างที่เป็นแบบลำดับที่ 4 หรือ 24 dB/Oct ในการบังคับคลื่นผ่านในย่านต่ำและลำดับที่ 2 หรือ 12 dB/Oct ในการบังคับคลื่นผ่านในย่านสูง ผู้ถือลิขสิทธิ์ของตู้แบบนี้คือ Bose Corporation of Framingham หมายเลขสิทธิบัตร U.S. Patent 4,549,631 ฉบับที่ 29-Oct-85

ตู้ผ่านเฉพาะความถี่แบบท่อร่วม(Series Double-Tuned Bandpass Box)

ตู้แบบนี้มีลักษณะพิเศษตรงที่ท่อในส่วนของตู้ที่ควบคุมความถี่ต่ำ จะส่งผ่านไปยังตู้ที่ควบคุมความถี่สูง ดังนั้นท่อความถี่ต่ำจะอนุกรมไปกับท่อความถี่สูง สามารถออกแบบได้สะดวกกว่าแบบท่อคู่ควบ อย่างไรก็ตามมันมีข้อควรระวังที่มากกว่าด้วย ผู้ถือลิขสิทธิ์ของตู้แบบนี้คือ Bose Corporation of Framingham หมายเลขสิทธิบัตร U.S.Patent 4,549,631 ฉบับที่ 29-Oct-85

ตู้แบบมีกรวยช่วยกระจายความถี่(Passive Radiator Boxes)

ตู้แบบนี้มีลักษณะการทำงานคล้ายๆกับตู้เปิด เพราะใช้กรวยพิเศษช่วยในการกระจายความถี่คล้ายๆกับท่อระบายที่ใช้ในการระบายเสียงความถี่ต่ำ

ตู้แบบนี้มีข้อดีข้อด้อยเช่นเดียวกับตู้เปิด แต่สามารถประยุกต์ใช้ได้ถึงลำดับที่ 4 หรือ 24 dB/Oct ในการควบคุมคลื่นความถี่ต่ำ การใช้กรวยช่วยกระจายความถี่สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาของเสียงรบกวนจากลมที่วิ่งผ่านท่อระบาย และยังสามารถลดระยะชักของกรวยให้ต่ำกว่าเสียงก้องสะท้านของระบบ เพราะกรวยช่วยกระจายความถี่จะรับภาระของตัวขับที่ความถี่ต่ำมากๆแทน แต่ก็มีข้อระวังในการเลือกใช้ขนาดของกรวยช่วยกระจายความถี่ที่จะต้องพอเหมาะพอดีกับปริมาตรตู้ ข้อด้อยประการหนึ่งของตู้แบบนี้ก็คือการตอบสนองที่ช้ากว่าของกรวยช่วยกระจายความถี่ อาจทำให้เกิดอาการซ้ำซ้อนทางความถี่ขึ้นได้ จึงต้องใช้ข้อมูลของกรวยช่วยกระจายความถี่ที่เหมาะสม

ตู้ปริมาตรอิสระ(Free-air subwoofer)

ระบบเปิดอากาศอิสระหรือตู้ปริมาตรอิสระ ประกอบด้วยการติดตั้งซับวูฟเฟอร์เอาไว้บนแผงลำโพงหลังหรือในห้องหลังเบาะนั่งตอนหลัง โดยใช้ห้องสัมภาระท้ายรถทำหน้าที่เป็นตู้กักเก็บอากาศให้กับซับวูฟเฟอร์ ระบบเปิดอากาศอิสระจะประหยัดเนื้อที่และให้การตอบสนองที่ราบรื่น ซับวูฟเฟอร์ที่ใช้จะต้องถูกออกแบบเป็นพิเศษเพื่อใช้กับระบบเปิดอากาศอิสระ และห้องสัมภาระท้ายรถจะต้องไม่มีการรั่วไหลของอากาศจึงจะให้ผลลัพท์ที่ดี

ในการติดตั้งซับวูฟเฟอร์แบบตู้ปริมาตรอิสระ หรือเรียกกันติดปากว่าแขวนลอยนั้น มีหลักปฎิบัติที่น่าสนใจดังต่อไปนี้

เปิดช่องพื้นที่ว่างอย่างน้อยครึ่งหนึ่ง(1/2 ส่วน) ของขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางหน้ากรวยลำโพง หรือในกรณีไม่เปิดช่อง ผนังที่ประจันหน้ากับกรวยลำโพงต้องห่างอย่างน้อย ½ เท่าของหน้ากรวย

ติดตั้งตัวลำโพงกับแผงไม้หนาและแน่น ห้ามไม่ให้เกิดกระพือเด็ดขนาด

ต้องมั่นใจว่าไม่มีการเชื่อมโยงของอากาศระหว่างด้านหน้ากรวยและด้านหลังกรวย

จัดวงจรการต่อชุดลำโพงขับเสียงเบสต่ำให้เป็นแบบโมโน ไม่ว่าจะใช้ลำโพงกี่ตัวก็ตาม

ต้องเชื่อมโยงคลื่นอากาศจากด้านหน้ากรวยกับพื้นที่ภายในห้องโดยสารให้มากที่สุด

ถ้ามีการใช้ลำโพงขับเสียงเบสต่ำมากกว่า 1 ตัวขึ้นไป ต้องมั่นใจว่าลำโพงทั้งหมดมีเฟสเสียงเดียวกันขณะทำงาน