Rocket Sound

“สาย” ในระบบเสียงรถยนต์  

ในกระบวนการผลิตสายต่างๆเพื่อนำมาใช้กับระบบเสียงรถยนต์ จะมีการนำเอาเนื้อทองแดงมารีดให้ได้ขนาดตามต้องการ ซึ่งไม่ว่าจะผลิตในระบบใดก็ตาม การรีดทองแดงจะทำให้เกิดปัญหาสำคัญๆตามมา อันได้แก่

1.ปัญหาที่เกิดอันเนื่องจากช่องว่างในเนื้อตัวนำ ซึ่งจะทำให้เกิดสารมลภาวะต่างๆ เช่น คาร์บอนไดออก ไซด์(CO₂) และคาร์บอนมอนน็อกไซด์(CO) หรือแม้แต่ออกซิเจน(O₂) เข้ามาทำปฎิกริยาจนเกิดเป็นสนิมออกไซด์(สนิมสีเขียว)ได้ง่าย ซึ่งมีผลทำให้สัญญาณที่ไหลผ่านเป็นไปได้ไม่ดี คุณภาพของเสียงก็ด้อยลง

2.ปัญหาที่เกิดจากฉนวนของสาย โดยสายทั่วๆไปมักนิยมใช้ PVC ในการทำฉนวน ซึ่งสาร PVC มีข้อบกพร่องที่สำคัญคือ PVC จะเสื่อมไปตามเวลาการใช้งาน, PVC สามารถทำปฎิกริยากับสารเคมีได้ง่าย, PVC ติดไฟง่าย, PVC เป็นสารที่มีพิษ ซึ่งจะทำลายสภาพแวดล้อม และมีผลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ทำให้คุณสมบัติของสายและสัญญาณที่ผ่านด้อยลงไปด้วย

3.ปัญหาที่เกิดจากการสั่นสะเทือน(Vibration) หรือการหักงอในการใช้งาน สายสัญญาณหรือสายไฟย่อมหลีกเลี่ยงการหักงอหรือการตัดสายไปไม่ได้ ซึ่งการกระทำเหล่านี้จะทำให้คุณสมบัติทางกายภาพของสายเปลี่ยนไป

4.ปัญหาจากสัญญาณภายนอกเข้ามารบกวนกระแสสัญญาณภายในสาย สายที่คุณภาพไม่ดีนั้น สัญญาณรบกวนจากภายนอกจะเข้ามารบกวนได้ง่าย

 
สำหรับสายเชื่อมระบบบางชนิดในยุคสมัยเริ่มแรกนั้น จะมีค่าอิมพีแดนซ์ประมาณ 8 โอห์ม ซึ่งสายที่มีอิมพีแดนซ์สูงเหล่านี้จะให้เสียงดีกว่าหรือแย่กว่า ก็ขึ้นอยู่กับความสามารถหรือความไร้ความสามารถ ที่จะเกี่ยวเนื่องกับปัญหาต่างๆในเรื่องปัจจัยของสาย อันได้แก่

-หลักสำคัญของสาย จะต้องไม่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณที่วิ่งผ่าน
-ผลกระทบที่เกิดจากพื้นที่ผิวของสาย(Skin-Effect) เป็นปัจจัยสำคัญที่ลดทอนคุณภาพและประสิทธิภาพการนำสัญญาณของสาย ยิ่งมีพื้นที่ผิวมากก็ยิ่งผิดพลาดมาก
-ปฎิกริยาที่เกิดจากสนามแม่เหล็ก(Magnetic Interaction) เมื่อสายนั้นมีกระแสไหลผ่าน จะมีผลต่อคุณสมบัติทางอีเล็คโทรนิคของสาย ทำให้ความถี่เพิ่มสูงขึ้นและเกิดความผิดเพี้ยน
-สารตัวนำแต่ละชนิดมีคุณสมบัติในการถ่ายนำสัญญาณที่แตกต่างกันออกไป ตามค่าความต้านทานจำเพาะของมัน นอกจากนี้ยังรวมถึงความบริสุทธิ์(Purity) และรูปแบบของการตกผลึก(Crystallization) ในตัวมันเองด้วย

สายประเภทที่ว่านี้ส่วนใหญ่ จะถูกหาว่าเป็นเหตุให้สัญญาณจัดจ้านเกินไป หรือทำให้เกิดเสียงรบกวนขึ้น ซึ่งในความจริงแล้วสายเองไม่ได้มีความจัดจ้านเลย เพียงแต่เกิดจากเพาเวอร์แอมป์ที่ต่ออยู่ได้ส่งสัญญาณที่ไม่สม่ำเสมอผ่านการถ่ายนำของสายนั้นต่างหาก อาจถือว่าเป็นตัวอย่างของความโชคร้ายในความไม่สมบูรณ์ของการถ่ายนำสัญญาณ และยังคงเป็นปัญหามาอย่างต่อเนื่อง สายบางประเภทที่มีค่าความจุสูงๆได้ถูกออกแบบโดยใช้เทคนิคที่เรียกกันว่า “Litz” ซึ่งหมายถึงการจัดเรียงตัวของสายที่หุ้มฉนวนแต่ละเส้น โดยแต่ละเส้นมีค่าทางอีเล็คโทรนิคที่แตกต่างกัน สายแบบ Litz จึงมีค่าความจุที่หลากหลาย บางทีก็สูงมาก บางทีก็ต่ำมาก แม้ปัจจุบันก็ยังมีการเข้าใจผิดว่าสายประเภทนี้มีความจัดจ้านเกินไป ทั้งๆที่จริงปัญหาคือเพาเวอร์แอมป์ต่างหาก

เช่นเดียวกับความเข้าใจผิดๆเกี่ยวกับการใช้สายที่ใช้โลหะตัวนำที่เป็นทองแดงแบบ LC-OFC ที่บางคนก็ว่ามันไม่มีดีอะไร บ้างก็ว่ามันมีเสียงกวนและจัดจ้าน ซึ่งความจริงแล้วการใช้สายแบบ LC-OFC เป็นเพียงทางเลือกหนึ่งที่เป็นไปได้ เพราะหากเป็นสายที่ทำมาจากทองแดงเกรดต่ำๆเสียงที่ได้ก็คงไม่ดีเด่นอะไรนัก

การออกแบบสายนำสัญญาณ

การออกแบบสายเพื่อใช้กับการนำสัญญาณระดับต่ำ(Low Level) ก็มีปัญหาหลักๆคล้ายกับการออกแบบสายเชื่อมในระบบอื่นๆ เพียงแต่ผลในเชิงกลที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กนั้นลดลงไปอย่างมาก คุณสมบัติทางอีเล็คโทรนิคของสารทำฉนวนนั้น มีความสำคัญมากกับสายนำสัญญาณระดับต่ำ โดยฉนวนจะไปลดหรือกักเก็บพลังงานเอาไว้ และมันจะมีผลไปถึงสัญญาณเสียงที่ออตรงปลายทางด้วย โดยทั่วไปค่าความคงที่ของฉนวน (Dielectric Constant) มักถูกนำมาใช้ในการโฆษณาเพื่อเน้นไปที่สเปค แต่ความจริงมันไม่ได้เป็นสิ่งชัดเจนกับการบอกว่าสารที่แตกต่างออกไปนั้นจะให้ผลทางเสียง จริงๆคือค่าสัมประสิทธิ์ของการดูดซับ (Coeffient of  absorption) นั้นไม่มีประโยชน์มากนัก แต่ที่มีความหมายและมีผลมากกว่าก็คือ ปัจจัยในเรื่องความเร็วในการแพร่กระจาย (Velocity of propagation and dissipation)

ปัญหาก็คือตัวฉนวนจะก่อให้เกิดผลคล้ายๆกับตัวเก็บประจุ (Capacitor) โดยมันจะกักพลังงานเอาไว้ แล้วลดระดับพลังงานลงในที่สุด ซึ่งปัญหาทำนองเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นกับสารที่นำมาใช้ทำแผงวงจร, ทำสาย และตัวต้านทานเช่นกัน จึงมีเพียงสายในอุดมคติ(Ideal Wire)เท่านั้นที่ไม่มีปัญหาในเรื่องนี้ เมื่อนำโลหะตัวนำในสภาพของแข็ง(Solid Material)มาใช้ เราไม่สามารถเห็นถึงผลต่างๆทางอีเล็คโทรนิคได้โดยตรง การลดลงของพลังงานจะเป็นตัวบอกให้ทราบ พลังงานที่ถูกดูดซับไว้นั้นก็ยังคงอยู่ที่จุดเดิม แล้วเปลี่ยนสภาพออกไปเป็นพลังงานความร้อน และความร้อนนี้จะกลับไปมีผลต่อโลหะตัวนำนั้นอีกครั้งในเรื่องเฟส(Phase)ที่เบี่ยงเบนไป แม้โดยปกติฉนวนทุกชนิดจะมีการดูดซับพลังงานเอาไว้ แต่บางครั้งก็ไม่มีผลมากนักเมื่อเทียบรวมกับคุณสมบัติด้านอื่นๆ 

สารหรือวัสดุสำหรับทำเป็นฉนวนที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน มีอยู่ไม่กี่ชนิด อันได้แก่ PVC, Polyethylene, Polypropylene และTaflon ซึ่งบรรดาสารเหล่านี้ สามารถที่จะเกิดฟองอากาศ(air foam)ได้ด้วย การพิจารณาเลือกใช้สารใดก็จะดูจากผลกระทบที่มีต่อการถ่ายนำสัญญาณในระดับต่ำ สำหรับ PVC นั้นถือว่าด้อยที่สุดเพราะมีการดูดซับพลังงานไว้มากที่สุด ในขณะที่ Polyethylene ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุด เพราะดูดซับพลังงานน้อยกว่า และมีความเพี้ยนต่ำมาก โดยมันจะมีความแข็งแกร่งทางอีเลคโทรนิคมากกว่า และ Teflon จะดีที่สุด(แต่ใช้กันน้อยเนื่องจากราคาสูง)

ค่าความจุ(Capacitance)จะมีความสำคัญมากกับสายนำสัญญาณระดับต่ำ ด้วยเหตุผลคือ หากสายนั้นมีค่าความจุสูงและมาก สัญญาณปรีเอาท์จากเครื่องเล่นต่างๆจะไม่สามารถขับสัญญาณออกมาได้ ค่าความเพี้ยนจะไม่เกิดขึ้นภายในสายแต่เกิดจากตัวสายเอง ดังนั้นมันจึงไม่มีข้อด้อยใดๆจากการใช้สายนำสัญญาณระดับต่ำที่มีค่าความจุน้อย เหตุผลสำคัญประการหนึ่งคือ ค่าความจุที่สูงๆนี้ก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นระหว่างตัวนำแบบลบ(Negative)และแบบบวก(Postitive) ซึ่งนั่นหมายความว่าพลังงานเป็นจำนวนมากจะถูกกักเอาไว้ที่ฉนวน สรุปก็คือไม่ว่าจะใช้สารใดมาเป็นตัวฉนวนก็ตาม ค่าความจุจะมีผลมากกว่า ยิ่งค่าความจุต่ำเท่าใดก็จะมีปัญหาลดน้อยลงเท่านั้น

ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับสาย

1.เช่นกันกับอุปกรณ์ระบบเสียงรถยนต์ชิ้นอื่นๆ “สาย” ก็ต้องการระยะเวลาในการอุ่นเครื่องเหมือนกัน โดยสายจะปรับตัวเองให้ทำงานจนได้คุณภาพเสียงออกมา เมื่อผ่านการใช้งานไปแล้วประมาณ 2-3 สัปดาห์ เวลาที่ใช้มักเป็นการช่วยทำให้สารที่ใช้ทำฉนวนปรับสภาพทางอีเล็คโทรนิคจนเข้าที่เข้าทาง

2.สายทั้งหลายจะมีทิศทาง(Direction)ในการถ่ายนำด้วยกันทั้งสิ้น ไม่ว่าจะเป็นสายไฟธรรมดา จนถึงสายพิเศษที่ทำการโลหะเงินบริสุทธิ์ ดังนั้นในการใช้งานบางชนิดจำเป็นต้องคำนึงถึงทิศทางด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสายนำสัญญาณเสียงและสายลำโพง บางครั้งต้องใช้ไปในทิศทางเดียวกัน บางทีก็ต้องใช้ในทิศทางตรงกันข้าม สายบางยี่ห้อที่ผลิตโดยบริษัทชื่อดังจะมีการทำคู่มือเพื่อการใช้งานมาให้ด้วย หรือไม่ก็มีคำชี้แจงเอาไว้ที่ตัวแกนของโรลสาย(Spool) และหากไม่มีแจ้งเอาไว้ อาจต้องใช้การเปรียบเทียบดูว่าด้านไหนจะได้เสียงดีกว่ากัน ซึ่งเปรียบเทียบได้ง่ายพอควร

3.พาสซีฟ-ครอสโอเวอร์ของลำโพงบางยี่ห้อ สามารถต่อแบบ “ไบไวร์”(Biwiring) ได้ทันที โดยมีขั้วอันหนึ่งสำหรับวูฟเฟอร์และขั้วอีกอันหนึ่งสำหรับทวีตเตอร์ ซึ่งวิธีการนี้สามารถลดความเพี้ยนบางอย่างของลำโพงลงได้ การต่อสายลำโพงแบบไบไวร์นั้น จะต้องใช้สายทั้งสองเส้นที่เหมือนกัน หรือออกแบบมาในลักษณะเดียวกัน หากสายทั้งสองมีความแตกต่างกันในเรื่องของเฟสมาก จะเกิดลักษณะการเลื่อนเฟสมากๆ ความสมบูรณ์และความเข้ากันได้ของลำโพงทั้งสองก็จะด้อยลง

4.การเชื่อมต่อสายเพื่อให้มีคุณภาพสูงสุดนั้น มักเป็นการต่อแบบเชิงกล การบัดกรีไม่มีผลต่อการถ่ายนำที่ดีนัก เพราะตะกั่วไม่ใช่ตัวนำที่ดี ซึ่งการเชื่อมต่อสายด้วยการบัดกรีนั้นจะใช้ตะกั่วน้อยสุด ให้ผิวของโลหะตัวนำสัมผัสกันและกันมากที่สุด การหลอมละลายให้ติดกันจึงเป็นวิธีการต่อสายที่ดีที่สุด