Rocket Sound

ในความเป็นจริงแล้ว “ครอสโอเวอร์” ไม่ได้ขึ้นอยู่กับเรื่องของอุปกรณ์มากนัก แต่ค่อนข้างจะเกี่ยวกับวงจรที่สัมพันธ์กับส่วนประกอบของลำโพง การสับเปลี่ยนเฉพาะตัวดอกลำโพง จึงไม่อาจคาดเดาได้ว่าหน้าที่ทำงานร่วมของวงจรครอสโอเวอร์กับลำโพงจะสัมพันธ์กัน คล้ายกับการสับเปลี่ยนอุปกรณ์ในส่วนของเครื่องเล่นที่เป็นได้แค่การคาดหวังว่ามันจะยังคงทำได้ แต่ไม่อาจถือได้ว่าแค่การสับเปลี่ยนนั้นจะทำให้ทุกสิ่งทุกอย่างดีขึ้น

จากสาเหตุดังกล่าวข้างต้น เราจึงควรที่จะได้ทำความเข้าใจกับหลักการเบื้องต้นของครอสโอเวอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง “พาสซีฟ-ครอสโอเวอร์” ที่ปัจจัยสำคัญในการออกแบบจะมุ่งประเด็นไปที่ความสามารถของ “ลำโพง” เป็นหลัก ไม่ใช่การออกแบบตามความชอบหรือความใฝ่ฝันเฉพาะตัว

ประเด็นคือลำโพง

“ลำโพง” เป็นอุปกรณ์ทางไฟฟ้าเชิงกล ที่รับหน้าที่เปลี่ยนจากสัญญาณไฟฟ้าที่ได้มาจากภาคขยายแบบต่างๆไปสร้างเป็นแรงดันคลื่นออกไป เพื่อให้ระบบการรับฟังสามารถถอดรหัสเป็น “เสียง” ได้ ซึ่งความจริงในลักษณะหน้าที่ดังกล่าวนี้เราควรจะเรียกมันว่า “อุปกรณ์ส่งถ่าย”(transducer) ด้วยซ้ำไป

ในรูปแบบลำโพงส่วนมากจะถูกจำแนกเป็น “แบบสร้างรูปพลวัติ”(orthodynamic) และ “แบบมาตรฐานพลวัติ”(isodynamic) ซึ่งจำแนกโดยหลักการทำงานของมัน ลำโพงในแบบสร้างรูปพลวัติจะให้แรงโดยการปรับให้แผ่นกรวยแผ่กระจายไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเพียงอย่างเดียว โดยทั่วไปจะเป็นแนวตั้งฉากกับแผ่นกรวยของตัวมันเอง การใช้หลักเรขาคณิตที่แม่นยำเช่นนี้ จึงทำให้ทุกๆส่วนของแผ่นกรวยเคลื่อนตัวไปในเฟสเดียวกัน และสำหรับลำโพงแบบมาตรฐานพลวัติ จะให้แรงที่เท่าๆกันในทุกส่วนผิวของแผ่นกรวย มีบริษัทผู้ผลิตลำโพงรถยนต์เพียงไม่กี่แห่งที่ออกแบบลำโพงแบบมาตรฐานพลวัตินี้ออกมาจำหน่าย

ลำโพงแบบสร้างรูปพลวัติถือเป็นความฉลาดในการที่มันสามารถแพร่กระจายได้ในมุมกว้าง และได้รับความนิยมในการนำมาใช้งานจนถึงปัจจุบัน มันถูกแยกตัวตนออกเป็นสองส่วนสำคัญ อันได้แก่ แบบทรงกรวย(cone) และแบบทรงโดม(dome) โดยยึดถือเอารูปทรงของแผ่นกรวยกระจายเสียงเป็นตัวกำหนด ซึ่งเมื่อนำมาใช้กับการออกแบบลำโพง เรามักจะเห็นรูปทรงกรวยสำหรับลำโพงที่ให้เสียงในย่านความถี่เสียงกลาง-ต่ำและต่ำ (วูฟเฟอร์ และมิด-วูฟเฟอร์) ในขณะที่รูปทรงโดมมักใช้กับลำโพงที่ให้เสียงในย่านความถี่เสียงกลาง-สูงและสูง (มิดเรนจ์ และทวีตเตอร์) แต่ในลำโพงบางรุ่นอาจนำเอารูปทรงกรวยทั้งสองนี้ผนึกรวมเอาไว้ในแผ่นกรวยเดียวกันก็มี รวมถึงการผนึกรวมที่ใช้ลักษณะของโดมหงาย

มีการอ้างอิงถึงวัสดุที่ใช้ในการทำแผ่นกรวย ที่มีตั้งแต่ธาตุผสมของเนื้อไม้และฝ้าย(Cellulose) และพลาสติกร้อนอัดขึ้นรูป(polypropylene) ไปจนถึงธาตุคาร์บอน(carbon) และเคฟล่าร์(Kevlar) ที่นำมาใช้ทำเป็นแผ่นกรวย สำหรับแผ่นทรงโดมปกติจะใช้ใยผ้าไหม และแผ่นโพลี่(polyamide) ไปจนถึงแผ่นอลูมิเนียม และแผ่นไตตาเนี่ยม และวัสดุอื่นๆอีกมากมาย แม้กระทั้งวัสดุประหลาดๆอย่าง “เซรามิค”

โครงสร้างหลักของวูฟเฟอร์ แผ่นกระจายเสียง หรือโครงสร้างหลักของกรวย สัมพันธ์กับแผ่นรองรับการสะเทือนที่เกาะยึดกับโครงลำโพง ซึ่งมีอยู่ด้วยกันสองส่วน ส่วนแรกอยู่ด้านนอกเรียกกันว่าขอบกรวยลำโพง(Surround) ปกติทำขึ้นจากโฟม, ยางดิบหรือผ้าลูกฟูก อีกส่วนอยู่ภายในเรียกกันว่าลอนยึดกรวย(Spider) ปกติมักเป็นฝ้าลูกฟูก จะเห็นได้เลยว่าการเคลื่อนตัวนั้นจะเป็นไปในลักษณะตามแนวแกน แกนแข็งที่ต่ออยู่ที่ปลายกรวยนั้นเรียกว่า “วอยซ์คอยล์(voice-coil)” โดยฝังเอาไว้ในระหว่างขั้วของชิ้นแม่เหล็ก โดยมีช่องแคบแฝงอยู่เรียกกันว่า “ช่องอากาศ(Air-gap)”

เมื่อมีกระแสไหลจากเพาเวอร์แอมป์ผ่านไปยังวอยซ์คอยล์ มันจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่ทำปฎิกริยาโดยตรงกับแม่เหล็ก จนเกิดแรงทำให้วอยซ์คอยล์มีการเคลื่อนตัว นำพาเอาแผ่นกรวยขยับไปพร้อมกัน การเคลื่อนไปและทิศทางของปัจจัยการเคลื่อนนี้จะถูกกำหนดโดยความหนาแน่นและทิศทางของกระแสทีไหลในคอยล์

แนวความคิดสำหรับโครงสร้างที่เป็นทวีตเตอร์ จะแตกต่างไปจากวูฟเฟอร์ในเรื่องของการซึมซับแรงสะเทือน ที่ใช้เพียงส่วนเดียวแทนที่จะเป็นสองส่วน โดยติดตั้งไว้ที่ฐานของโดม ซึ่งที่จุดเชื่อมเดียวกันนี้ก็จะเชื่อมติดอยู่กับวอยซ์คอยล์ด้วย และบ่อยครั้ง(แต่ไม่เสมอไป)ที่มักใช้วัสดุเดียวกับที่ใช้ทำโดม เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปัญหาจากการผนึกด้วยกาว เพราะการใช้วัสดุต่างชนิดกัน (การใช้กาวเชื่อมในระยะยาวอาจเกิดข้อผิดพลาดได้ง่าย)

การรองรับการสะเทือนในส่วนของโดม/ลอนซึมซับ/คอยล์ของทวีตเตอร์ บางทีเรียกชื่อกันว่าเป็น “ปีกผีเสื้อ”(butterfly) ซึ่งมันยังบ่งบอกได้ถึงความบางเบา, เชื่อถือได้ในการทำงานได้มากกว่ากรวยขนาดเล็ก

สำหรับเหตุผลที่ว่า ทำไมถึงมีลำโพงหลากหลายรูปทรง แตกต่างกันไปตามความสามารถทางความถี่ที่ผลิตได้ คำตอบของคำถามนี้ก็คือ เพื่อการนำไปประยุกต์ใช้ในระบบที่ดีกว่า นั่นคือระบบเสียงหลากหลายทางเสียง(multi-way system)นั่นเอง

ระบบหลากหลายทางเสียง

ระบบลำโพงไฮไฟในแนวความคิด จะต้องสนองตอบความต้องการดังต่อไปนี้ได้

-ต้องให้การตอบสนองที่เป็นแนวเส้นตลอดแถบย่านคลื่นความถี่เสียงดนตรี โดยมีความคลาดเคลื่อน +/- 1 dB

-ต้องให้การกระจายของเสียงในความถี่ดังกล่าวได้กว้างขยาย

-ระดับของเสียงต้องปราศจากความผิดเพี้ยน และมีน้ำเสียงเหมือนกับต้นแบบของเสียงที่นำมาเล่น

การใช้ลำโพงเพียงตัวเดียวเพื่อตอบสนองเสียงได้ตามความต้องการนั้น ยังไม่มีใครคิดประดิษฐ์ออกมาได้ ลำโพงที่สามารถให้เสียงได้ดีถึงช่วง 20Hz ก็ไม่สามารถให้เสียงในย่าน 20kHz ได้อย่างถูกต้อง และมันก็เป็นความจริงเช่นนั้น แต่ถ้าเราเน้นการตอบสนองในย่านตั้งแต่ 100Hz ถึง 10kHz ก็สามารถใช้ลำโพงเพียงตัวเดียวในการตอบสนองเสียงไฮไฟแบบนี้ได้ และในความเป็นจริงก็คือการผลิตเสียงในย่านความถี่สูงจะใช้การเคลื่อนตัวของอากาศเพียงเล็กน้อย แต่ต้องมีความแม่นยำทางเชิงเส้นสูง นั่นจึงต้องมีตัวขับเสียงขนาดเล็ก และตัวถ่ายทอดที่เบาสุดขีด ในทางตรงกันข้าม สำหรับย่านความถี่ต่ำ จะต้องใช้การเคลื่อนตัวของอากาศที่มากยิ่ง โดยเฉพาะกับความถี่ต่ำมากๆ จึงจำต้องใช้แผ่นกรวยขนาดใหญ่ มีมวลน้ำหนักสูง และสามารถชักหดได้ในระยะสูงๆ ดังนั้นจึงจำต้องวางแผนเพื่อให้ได้ชุดลำโพงที่มีการตอบสนองได้ตามแนวคิด

มีวิธีเดียวที่จะสามารถทำให้เป็นได้จริง ก็คือการแยกแบ่งแถบความถี่เสียงดนตรีออกเป็นอย่างน้อย 2 ส่วน หรือ 2 แถบคลื่นเสียง โดยในส่วนแรกอยู่ในช่วงของความถี่ต่ำอย่างเดียว และอีกส่วนหนึ่งก็อยู่ในช่วงความถี่สูง ด้วยวิธีการนี้ความถี่เสียงต่ำจะถูกปล่อยออกมาโดยลำโพง หรือตัวขับเสียงที่ออกแบบมาเพื่อให้มีความเหมาะสม ส่วนความถี่เสียงสูงก็ถูกปล่อยออกมาโดยลำโพงที่มีคุณสมบัติเหมาะสมอีกตัวหนึ่ง เรามักบ่งบอกแถบคลื่นความถี่นี้ด้วยคำเรียก “ทาง”(ways) และนี่ก็คือระบบที่เรียกกันว่า 2 ทาง(two-ways) นั่นเอง

ถ้าใช้การแบ่งแถบช่วงเสียงออกเป็น 3 ส่วน ที่เรารู้จักกันในคำเรียก 3 ทาง ก็จะต้องใช้ลำโพงที่มีคุณสมบัติเฉพาะส่วน 3 ตัวต่อชุด  ใช้ตัวขับวูฟเฟอร์สำหรับความถี่ต่ำ, ใช้ตัวขับทวีตเตอร์สำหรับความถี่สูง และใช้ตัวขับมิดเรนจ์สำหรับความถี่กลาง ที่เลือกใช้ได้ทั้งแบบโดมหรือแบบกรวย ตามวัตถุประสงค์

จำนวนของลำโพงโดยทั่วไปมักจะเท่ากับจำนวนของ “ทาง” อย่างไรก็ดี นี่อาจไม่ใช่ข้อกำหนดที่ตายตัว เพราะในความเป็นจริงเป็นไปได้ที่เราอาจใช้ระบบ 1 หรือหลายทาง กับลำโพง 2 ตัวหรือมากกว่าก็ได้ โดยที่แต่ละตัวอาจจะให้คลื่นเสียงในแถบช่วงเดียวกันก็ตาม

สำหรับการแบ่งแยกส่วนของแถบช่วงความถี่เสียง จะใช้ลักษณะที่เรียกรวมๆว่า “การจัดแยก”(the filters)

การจัดแยก(The Filters)

การจัดแยกถือเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่กักกั้นสัญญาณส่วนหนึ่งไว้ และปล่อยสัญญาณบางส่วนออกไปอีกทาง มองเผินๆจะสามารถเปรียบเทียบได้กับเครื่องคัดแยกขนาดของผลไม้ ที่ขนาดใหญ่ออกช่องหนึ่งเพื่อนำไปจำหน่าย และขนาดที่ไม่ได้มาตรฐานจะออกทางตะกร้าคัดทิ้ง

การจัดแยกนี้สามารถทำได้ทั้งก่อนเข้าเพาเวอร์แอมป์ขยาย(active) และหลังจากผ่านเพาเวอร์แอมป์ขยายแล้ว(passive) โดยในแบบแอคทีฟสัญญาณจะถูกจัดแยกก่อนป้อนเข้าสู่เพาเวอร์แอมป์ ซึ่งจำนวน “ทาง” จะเท่ากันจำนวนแชนแนลสเตอริโอของเพาเวอร์แอมป์ และถูกเรียกว่า “การจัดแยกก่อนเข้าเพาเวอร์แอมป์”(Active filter) เพราะมันต้องใช้กำลังไฟฟ้าป้อนเข้าในตัวเพื่อให้อุปกรณ์ทำงาน และจัดการแบ่งแยกแถบคลื่นเสียง ในกระบวนการนี้บางครั้งทำให้สัญญาณมีความสูญเสีย ในอุปกรณ์จึงมักมีเกนเพิ่มขยายสัญญาณเพื่อชดเชยปัญหาดังกล่าว

ในทางตรงกันข้าม “การจัดแยกหลังออกจากเพาเวอร์แอมป์”(Passive Filter) จะถูกติดตั้งเข้าไปในตำแหน่งก่อนออกสู่ลำโพง โดยต่อร่วมเข้าไปเป็นส่วนเดียวกันและรับพลังงานจากเพาเวอร์แอมป์เพื่อดำเนินการ ไม่สามารถเพิ่มเกนขยายได้ แต่สามารถลดทอนส่วนหนึ่งให้สมดุลกับอีกส่วนหนึ่งได้

ยังมีการจัดแยกชนิดที่สาม คือ “การจัดแยกแบบก่อนเข้าเพาเวอร์แอมป์แต่รองรับสัญญาณต่ำ”(the Line-Level passive filter) ตำแหน่งวางเหมือนกับแบบแอคทีฟคือต่อก่อนเข้าเพาเวอร์แอมป์ แต่มีสนนราคาถูกมาก เพราะใช้อุปกรณ์แบบเดียวกับพาสซีฟ-ครอสโอเวอร์ มีขนาดเล็กและไม่ต้องป้อนไฟเลี้ยง แต่มีค่าจุดตัดความถี่ที่เลือกได้ไม่มากนัก(ไม่คลอบคลุม)

ซึ่งจากนี้ไปเราจะอ้างอิงกับเรื่องของการจัดแยกหลังออกจากเพาเวอร์แอมป์เพียงอย่างเดียว แต่ก็จะมีหลักปฏิบัติที่คล้ายคลึงสำหรับการจัดแยกทั้งสองชนิด โดยการจัดแยกหลังออกจากเพาเวอร์แอมป์จะใช้วงจร ที่ประกอบไปด้วยอุปกรณ์ ตัวต้านทาน(resistors), ตัวเหนี่ยวนำ(inductors) และตัวเก็บประจุ(capacitors)

ตัวต้านทาน, ตัวเหนี่ยวนำ และตัวเก็บประจุ

ตัวต้านทาน เป็นอุปกรณ์ประกอบที่ให้ผลในการต้านต่อการไหลของกระแส เพื่อลดระดับของสัญญาณที่ไหลผ่านให้ลดน้อยลง แต่ไม่ได้นำมาใช้ในส่วนของการตอบสนองเสียง โดยเหตุผลก็เพื่อใช้ปรับเรียงตัวถ่ายทอดเสียงที่มีค่าความไวต่างกัน(sensitivity)ให้สมดุลกัน ในค่าพารามิเตอร์ของลำโพงแต่ละตัวจะแสดงถึงค่าความดังของลำโพง ที่ให้เสียงได้ดังกว่าตัวอื่นๆในขนาดกำลังขับเดียวกัน หน่วยของตัวต้านทานมีค่าเป็น “โอห์ม”(Ohms)

ตัวเหนี่ยวนำจะมองดูคล้ายๆหลอดด้ายที่พันเอาไว้ด้วยเส้นลวดทองแดง ที่มีชื่อเรียกสามัญว่า “คอยล์”(coils) สามารถพันไว้บนโลหะหรือบนแกนเฟอร์ไรท์ แต่บ่อยครั้งเราจะพบว่ามันไม่ได้บนอยู่บนแกนโลหะใดๆซึ่งก็เรียกกันว่า “พันบนแกนอากาศ”(wound in air) ไม่เหมือนกับตัวต้านทาน เจ้าสิ่งนี้มีปฏิกิริยาเฉพาะตรงที่มันจะมีความต้านทานสูงกับสัญญาณในย่านความถี่สูง ทำให้มีสภาพคล้ายกับการลัดวงจรที่ย่านความถี่ต่ำ(จากค่าเฉพาะของตัวมัน) จุดของความถี่ทำงานจะขึ้นอยู่กับค่าของตัวมัน ตัวเหนี่ยวนำมีหน่วยเป็น “เฮนรี่”(Henrys หรือ H)

สำหรับตัวเหนี่ยวนำแล้ว สภาวะของแกนจะใช้ในการลดจำนวนของรอบพัน นั่นคือกรณีมีแกนโลหะจะใช้รอบพันน้อยกว่าแกนอากาศ ทำให้มีขนาดเล็กลง อย่างไรก็ดีมันมีแนวโน้มที่จะให้ความเข้มข้นของสัญญาณน้อยกว่า และมีความผิดเพี้ยนอยู่บ้างเล็กน้อย

อุปกรณ์ที่มีปฏิกิริยาคล้ายกับตัวเหนี่ยวนำ แต่เป็นด้านตรงกันข้าม ก็คือตัวเก็บประจุ ซึ่งนี่ก็เป็นเหตุที่การใช้อุปกรณ์ทั้งสองตัวนี้มักอยู่ในทางตรงข้ามกัน ตัวเก็บประจุวัดในหน่วยเป็น “ฟารัด”(Farads หรือ F) ซึ่งเป็นความสามารถเก็บประจุได้ของตัวมัน

เราควรต้องวิเคราะห์ถึงการเสียเปล่าในตัวเก็บประจุเอาไว้บ้าง เพื่อการเลือกใช้ให้ได้ความสามารถในการเก็บประจุในระบบอย่างเพียงพอ โครงสร้างภายในจะมีการเชื่อมต่ออีเล็กโทรดสองชนิดระหว่างเพลทสองเพลทเข้าด้วยกัน โดยมีลักษณะเป็นฉนวนลอยในชื่อเรียกว่า “กำบังไฟฟ้า”(dielectric) โครงสร้างที่ว่านี้ถูกจำแนกไปตามชนิดของวัสดุกำบังไฟฟ้าที่นำมาใช้ ซึ่งเราจะรู้จักกันในนาม “ตัวเก็บประจุเทฟล่อน” อาทิ โพลี่โพรไพลีน(polypropylene), โพลี่เอสเตอรีน(polystryrene), โพลี่คารโบเนท(polycarbonate), โพลี่เอสเตอร์(polyester), ไมค่า(mica) หรือเซรามิค(ceramic) คุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับอัตราการซึมไฟเข้าไปได้มากน้อยต่างกัน โดยสัมพันธ์กับค่าคงที่ของกำบังไฟฟ้า และจำนวนที่รับได้ของอัตราการป้องกันไฟรั่วไหล การเพิ่มความสามารถเก็บประจุ จึงจำเป็นต้องลดความหนาของกำบังไฟฟ้าที่ใช้แยกระหว่างเพลทสองเพลทนี้ลง แต่สำหรับวัสดุบางชนิดอาจปลอดภัยกว่าถ้าใช้การเจาะรูพรุนแทนการลดความหนา เพื่อยังคงไว้ซึ่งค่าคงที่ของกำบังไฟฟ้านั่นเอง

ยังมีตัวเก็บประจุอีกแบบหนึ่งซึ่งก็คือกับตัวเก็บประจุแบบอีเล็กไทรไลติค โดยมีวัสดุกำบังไฟฟ้าที่เป็นเจล(วุ้น)ซึ่งใช้กระบวนการแยกออกด้วยไฟฟ้า ปัจจัยในเรื่องของขั้วไฟยังเป็นส่วนสำคัญกับตัวเก็บประจุแบบนี้ ซึ่งทำได้โดยการเพิ่มชั้นฉนวนออกไซด์บางๆลงไป เพื่อทำให้เกิดความต่างศักดิ์ในตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุแบบอีเล็กโทรไลติค จึงถือเป็นตัวเก็บประจุที่มีการแยกขั้วบวกและขั้วลบจากกันอย่างชัดเจน และมักนำมาใช้กับวงจรที่มีการใช้ไฟแบบระบุขั้วถาวรมากกว่าไฟแบบสลับขั้ว ทั้งนี้เพื่อยอมให้แรงดันไฟไหลผ่านตามชั้นของกำบังไฟฟ้าได้อย่างสมบูรณ์ และในความเป็นจริงเรามักใช้ตัวเก็บประจุแบบนี้สำหรับวงจรภาคจ่ายไฟมากกว่า และมักไม่สามารถนำมาใช้ในพาสซีฟ-ครอสโอเวอร์ในส่วนของวงจรจัดแยกหลักได้

สำหรับตลาดในเชิงพาณิชย์ของตัวเก็บประจุ จะแยกเรียกตัวเก็บประจุว่าเป็นแบบ “ระบุขั้ว” กับแบบ “ไม่ระบุขั้ว” เพื่อความสะดวกในการสั่งซื้อ ซึ่งกรณีนำมาใช้กับพาสซีฟ-ครอสโอเวอร์นั้น ตัวเก็บประจุแบบไม่ระบุขั้วจะมีความเหมาะสมมากกว่า ส่วนชนิดของตัวเก็บประจุที่ไม่ระบุชัดเจน ส่วนใหญ่มักนิยมใช้เป็นแบบโพลีโพรไพลีนและโพลีเอสเตอร์

คราวนี้ก็จะมาถึงเรื่องการนำตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุเหล่านี้ มาจัดเป็นรูปวงจรเพื่ออธิบายถึงการจัดแยก/จัดแบ่งแถบเสียงกันต่อไป คุณจะสามารถเห็นถึงปฐมบทของการจัดแยกได้ด้วยตัวเอง ถึงแม้ว่ามันจะมีองค์ประกอบที่สลับซับซ้อนในการจัดแยกก็ตาม และสิ่งแรกที่จะต้องรู้เป็นอันดับต้นๆก็คือ การระบุถึงลักษณะการจัดแยก ที่มักกำหนดตามหน้าที่ของการจัดแยกนั้น อันได้แก่ ผ่านความถี่ต่ำ(lowpass), ผ่านความถี่สูง(highpass) และผ่านเฉพาะช่วงคลื่น(bandpass)

การผ่านความถี่ต่ำ, ผ่านความถี่สูง และผ่านเฉพาะช่วงคลื่น

การจัดแยกที่เรียกว่า “ผ่านความถี่ต่ำ”(lowpass) ก็คือการยอมให้ช่วงของสัญญาณที่อยู่ต่ำกว่าผ่านออกไปได้เพียงอย่างเดียว ซึ่งทำได้โดยการเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำเข้ากับชุดลำโพง โดยอ้างอิงกระบวนการที่เข้าใจได้ง่ายๆคือมันจะมีความต้านทานสูงมากกับความถี่ที่สูงกว่า ในขณะเดียวกันก็ไม่มีความต้านทานใดๆแม้แต่น้อยกับความถี่ที่ต่ำกว่า และยอมให้ไหลผ่านออกไปยังลำโพง ด้วยวิธีการเช่นนี้ลำโพงก็จะได้รับเพียงเฉพาะช่วงแถบคลื่นหนึ่งไม่ใช่ทั้งหมด และนี่คือกระบวนการทำงานอย่างง่ายๆของ “การผ่านความถี่ต่ำ”

การจัดแยกที่เรียกว่า “ผ่านความถี่สูง”(highpass) ก็คือการยอมให้ช่วงของสัญญาณที่อยู่สูงกว่าผ่านออกไปได้เพียงอย่างเดียว ซึ่งทำได้โดยการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุเข้ากับชุดลำโพง เช่นกันตัวเก็บประจุจะทำการเปิดทางเดินให้ความถี่ที่สูงกว่าผ่านไปได้โดยสะดวก และขัดขวางความถี่ที่ต่ำกว่าด้วยการเพิ่มค่าความต้านทานขึ้นมากๆ และนี่คือกระบวนการทำงานของ “การผ่านความถี่สูง”

เพื่อให้บทสรุปบางอย่างกระจ่างขึ้น เราจะมาพูดกันความความแตกต่างระหว่าง “ความต้านทาน”(resistance) กับ “ความฝืดต่อไฟสลับ”(impedance) กันเล็กน้อย ซึ่งแม้ว่าหน่วยการวัดของภาระทั้งสองนี้จะมีหน่วยเป็น “โอห์ม”(ohms) เหมือนกัน แต่เรามักอ้างอิงถึงเรื่อง “ความต้านทาน” เมื่อวงจรนั้นทำงานกับไฟฟ้ากระแสตรง(DC) และพูดในเรื่องของ “ความฝืดต่อไฟสลับ” เมื่อวงจรนั้นทำงานกับไฟฟ้ากระแสสลับ อาทิเช่น สัญญาณเสียงดนตรี

ต้องไม่เผลอลืมเกี่ยวกับการเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ โดยต่อเข้าไปที่ลำโพงตัวเดียวกัน เพราะหากเราต้องการให้ได้แถบคลื่นครบสมบูรณ์จะต้องต่อเข้ากับลำโพงที่ต่างชนิดกัน เพื่อให้ได้แถบคลื่นเสียงที่มีทั้งเสียงย่านสูงและเสียงย่านต่ำ ตามต้นทางของสัญญาณ ที่ถูกจัดแยกให้ส่งเสียงออกมาจากลำโพงต่างชนิดกัน ซึ่งในการทำเช่นนี้เราก็สามารถสร้างระบบลำโพง 2 ทาง ที่ประกอบด้วยเส้นทางสัญญาณ 2 เส้นทาง จาก “การผ่านความถี่ต่ำ” และ “การผ่านความถี่สูง”

การจัดแยกที่เรียกว่า “การผ่านเฉพาะช่วงคลื่น”(bandpass) ก็คือการยอมให้คลื่นช่วงใดช่วงหนึ่งของสัญญาณผ่านออกไป โดยใช้องค์ประกอบร่วมของ “การจัดแยกผ่านความถี่สูง”(highpass filter) กับ “การจัดแยกผ่านความถี่ต่ำ”(lowpass filter) เข้าด้วยกัน ซึ่งการจัดแยกแบบนี้จะรวมเอาคุณสมบัติของการผ่านความต่ำเข้ากับการผ่านความถี่สูง เพื่อนำมาประยุกต์ใช้เป็นพาสซีฟ-ครอสโอเวอร์แบบ 3 ทาง ซึ่งก็คือ การผ่านความถี่ต่ำ, การผ่านเฉพาะช่วงคลื่น และการผ่านความถี่สุง โดยผ่านเฉพาะช่วงคลื่นนี้ไปที่ลำโพงมิดเรนจ์ และในกรณีของครอสโอเวอร์แบบ 4 ทาง ก็จะใช้วงจรผ่านเฉพาะช่วงคลื่นนี่ 2 ส่วน กับลำโพงกลางสูง(Mid-Hi) และลำโพงกลางต่ำ(Mid-Low) นั่นเอง

เมื่อต้องการเพิ่มความแม่นยำของการจัดแยก เรามักใช้การต่อร่วมกันเป็น “แถว”(rows) ของอุปกรณ์ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ เพื่อสร้างระดับชั้นของความชันในการจัดแยก ซึ่งจะทำให้เกิดแถวของการผ่านความถี่ต่ำ, แถวของการผ่านความถี่สูง และแถวของการผ่านเฉพาะช่วงคลื่น ตามลำดับ

ยังมีการจัดแยกชนิดที่ 4 ที่ต้องเรียนรู้ไว้ นั่นคือ “การจัดแยกรอยบาก”(notch filter) ซึ่งเป็นการจัดแยกที่มีขั้วตรงกันข้ามกับ “การจัดแยกผ่านเฉพาะช่วงคลื่น” มันสามารถนำมาใช้เพื่อคัดทิ้งความถี่บางความถี่ออกไป และมักใช้ได้ผลกับความถี่ที่มีมากเกินควรในแถบคลื่นความถี่เสียง อย่างไรก็ดี จำต้องใช้อย่างระมัดระวังไม่เช่นนั้นจะทำให้ผลรวมของแถบคลื่นความถี่เสียงผิดเพี้ยนไปจากความเป็นจริง การจัดแยกรอยบากนี้สามารถคำนวณได้ตามระดับที่ต้องการลดทอน และตรงจุดความถี่ที่ต้องการตัดออกจริงๆ ต่อไปเราจะพูดถึง “จุดตัดความถี่”(the cut frequency) กันนะครับ

จุดตัดความถี่

“จุดตัดความถี่” เป็นคำนิยามเพื่อใช้เรียก เพื่อบ่งบอกถึงความถี่ที่ตั้งต้นในการจัดแยกตามกระบวนการ ในการขจัดแถบคลื่นความถี่ที่ไม่ต้องการนั้นออกไป และแม้ว่าในแนวคิดจริงแล้วนี่อาจหมายถึงการตัดทิ้งไป แต่ในกระบวนการจริงของวงจร มันจะต้องสัมพันธ์กับชนิดหรือลำดับชั้นของการจัดแยก เพื่อบอกให้ทราบว่ามันถูกตัดทิ้งไปมากหรือน้อยแค่ไหน

ตามกฎหัวแม่มือแล้ว เราสามารถเลือกจุดกึ่งกลางที่เทียบระหว่างช่วงความถี่ ที่ลำโพงทั้งสองชนิดจะสามารถถ่ายทอดเสียงออกมาได้ในขณะที่ยังไม่มีการจัดแยก นั่นหมายถึงการควบคุมให้การตอบสนองเสียงของลำโพงทั้งสองเกยล้ำกันเล็กน้อยจะให้ผลดีกว่า โดยควบคุมให้ลำโพงมิดเบสสามารถตอบสนองเสียงขึ้นไปได้ถึงความถี่ 3kHz และควบคุมให้ลำโพงทวีตเตอร์ตอบสนองเสียงลงมาได้ถึงที่ความถี่ 1kHz เพื่อเราจะได้สามารถใช้ “จุดตัดความถี่” ที่ตำแหน่ง 2kHz ที่เป็นจุดกึ่งกลางเปรียบเทียบของลำโพงทั้งสองชนิดในการถ่ายทอดเสียง ส่วนกรณีที่ลำโพงวูฟเฟอร์สามารถตอบสนองเสียงได้แค่ 2kHz จะไม่สามารถต่อเชื่อมกับลำโพงทวีตเตอร์ที่เริ่มตอบสนองได้จาก 3kHz อันมีผลให้ความเข้มข้นของเสียงบางส่วนขาดหายไปในระบบ

แนวทางหนึ่งที่จะช่วยในการตัดสินใจที่สำคัญนี้ ก็คือความสามารถของตัวลำโพงในเรื่องการรองรับกำลังขับ โดยที่ลำโพงทุกตัว, ทุกชนิด ทุกยี่ห้อและทุกระดับคุณภาพนั้น หากมีการเคลื่อนตัวของกรวยที่เกินกำลัง ก็จะเกิดความเพี้ยนขึ้นทั้งนั้น ข้อจำกัดในด้านระดับกำลังทางเสียงก็เช่นกัน กรวยลำโพงทุกชิ้นจะเกิด “ระยะชัก”(excursion) ที่มากมายในความถี่ต่ำ, รวมถึงความเพี้ยนด้วย เพื่อควบคุมความเพี้ยนเหล่านี้ จุดตัดความถี่อาจต้องเลื่อนขึ้นไปสูงกว่าตำแหน่งวิกฤตเล็กน้อยเพื่อสงวนกำลังเอาไว้ โดยพลังงานเหล่านี้จะประกอบขึ้นจากสัญญาณเสียงไม่ใช่แค่เพียงความถี่ แต่นั่นหมายถึงการให้กำลังในองค์ประกอบเดียวที่จุดตัดความถี่นั้น ไม่ให้เกิดขึ้นทันทีทันใด นี่จึงเป็นเหตุผลที่ต้องมีการจัดเตรียมแผนภูมิเพื่อแสดงให้เห็นถึงการแจกจ่ายพลังงานของสัญญาณเสียงดนตรีที่เกิดขึ้นในความถี่ต่างๆ

แล้วจะใช้อย่างไร? บริเวณตำแหน่งที่เป็นจุดตัดความถี่คือแกนแนวนอนที่ตัดขวางกับค่าในแนวตั้งที่เป็นเปอร์เซ็นต์ ที่จะใช้อ้างอิงในการผ่านความถี่ต่ำ และลำดับชั้นจาก 100% ใช้อ้างอิงกับการผ่านความถี่สูง ดูน่าจะเป็นเรื่องๆง่ายที่น่าจะเข้าใจได้

แต่สิ่งที่เห็นกลับไม่ง่ายอย่างที่คิด ที่ตำแหน่งจุดตัดความถี่(cut frequency) หรือตำแหน่งที่ความถี่ตัดไขว้กัน(crossover frequency) จะใช้กำหนดนิยามที่ไม่เหมือนกันแม้ว่าจะมีชื่อสอดคล้องกันก็ตาม ตำแหน่งที่ความถี่ตัดไขว้กันจะใช้เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า “ตำแหน่งความถี่เกิด -3 dB”(-3dB frequency) และนี่คือตำแหน่งที่เริ่มมีการตัดแยกอย่างแท้จริง การอธิบายความในความจริงก็คือ จุดตัดความถี่นั้นจะต้องเริ่มนับก็ต่อเมื่อสัญญาณมีการลดระดับตัวเองลง 3dB เมื่อเทียบกับกำลังในระดับปกติของแถบคลื่นเสียง ซึ่งสิ่งเหล่านี้จะมองเห็นได้เด่นชัดเมื่อเราได้เข้าใจถึงเรื่อง “ลำดับชั้นและความลาดชันของการจัดแยก”(order and slope of filters)

ลำดับชั้นและความลาดชันของการจัดแยก

การจัดแยกเป็นกลุ่มจะถูกนิยามด้วยคำว่า “ลำดับชั้น”(order) ที่เป็นจำนวนขององค์ประกอบสัมพันธ์ที่จัดทำขึ้นมา ซึ่งจะเริ่มเรียกว่า “การจัดแยกลำดับชั้นที่ 1”(first-order filter) ในกรณีที่ใช้องค์ประกอบสัมพันธ์แค่เพียงชุดเดียว อาทิใช้ตัวเหนี่ยวนำในการจัดแยกแค่อย่างเดียว เมื่อจะเรียกว่า “การจัดแยกลำดับชั้นที่ 2”(second-order filter) ก็จะใช้ตัวเหนี่ยวนำทำงานร่วมกับตัวเก็บประจุ และเรียกว่า “การจัดแยกลำดับชั้นที่ 3”(third-order filter) เมื่อเพิ่มตัวเหนี่ยวนำเข้าไปทำงานร่วมอีกตัว (เป็นตัวเหนี่ยวนำสองและตัวเก็บประจุหนึ่ง) ดังนั้นเราจึงสามารถบ่งบอกลำดับชั้นของการจัดแยกได้ โดยการนับจำนวนขององค์ประกอบสัมพันธ์ที่นำมาใช้ร่วมกัน แต่เพื่อความสะดวกบางครั้งเราอาจใช้องค์ประกอบเดียวนี้อ้างอิงถึงเหตุผลที่หลากหลาย สำหรับการใช้องค์ประกอบสัมพันธ์จากสองหรือมากกว่านั้นให้ทำงานร่วมกัน เป็นได้ทั้งการต่อแบบอนุกรมหรือในแบบขนาน ซึ่งจะทำความเข้าใจได้ในเรื่องถัดๆไป

การมีหลายๆลำดับชั้นเป็นคุณสมบัติที่ใช้ระบุการค่อยๆลดทอนสัญญาณลง หรือ “การลาดลง”(rolloff) ที่กำหนดในรูปของ “เดซิเบลต่อออคเตป”(dB/oct) ที่มีอัตราส่วนสัมพันธ์กับการจัดแยกเพื่อขจัดความถี่ที่ไม่พึงประสงค์ คงพอจำกันได้ว่า “เดซิเบล”(decibel) เป็นหน่วยวัดความหนาแน่นของสภาพเสียง และ “ออคเตป”(octave) คือชื่อเรียกระยะห่างระหว่างความถี่หลักกับความถี่ทวิ(double)หรือความถี่ครึ่งส่วน(half)

เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการจัดแยกต่างๆเหล่านี้ ลองนึกภาพตามสำหรับการยอมให้ความถี่ผ่าน ในแถบคลื่นความถี่เสียงที่เรียกว่า “แถบคลื่น”(wave band) และถูกกำหนดคุณค่าเบื้องต้นเป็น 0dB บริเวณที่เป็นจุดตัดความถี่นั้น สัญญาณจะลดระดับลง -3dB จากระดับคุณค่าของคลื่นเบื้องต้น จากนั้นมันก็จะลดระดับลงไปอีกตามลำดับชั้นของการจัดแยก(filter order)ที่มากขึ้นเรื่อยๆ

การลาดลงของการจัดแยกลำดับชั้นที่ 1 จะอยู่ที่ 6dB/oct เหนือจากจุดตัด ตัวอย่างเช่น การจัดแยกผ่านความถี่ต่ำที่กำหนดจุดตัดความถี่ไว้ที่ 500Hz  นั่นคือความถี่ที่จุดกำหนด 500Hz จะมีการลดระดับลง -3dB ต่อจากนั้นก็จะลดระดับลง -6dB ที่ออคเทฟแรกคือความถี่ 1000Hz และลดระดับลง -12dB ที่ออคเทฟที่สองคือความถี่ 2000Hz, ลดระดับลง -18dB ที่ออคเทฟที่สามคือความถี่ 4000Hz และเป็นเช่นนี้ต่อเนื่องกันไป หรือพูดสั้นว่า “ทุกอย่างจะลดลงอีก 6dB ไปตลอดในออคเทฟถัดไป”

สำหรับการจัดแยกลำดับชั้นที่ 2 จะมีการลาดลง 12dB/oct เหนือจากจุดตัด ที่ใช้หลักอ้างอิงคล้ายๆกับเรื่องที่ผ่านมา โดยนับจากจุดที่ความถี่ 500Hz มีการลดระดับลง -3 dB แต่ที่ความถี่ 1000Hz จะมีการลดระดับลง -12dB แทน และที่ความถี่ 4000Hz จะลดระดับลง -36dB  เช่นกันกับการจัดแยกลำดับชั้นที่ 3 ที่จะมีการลาดลง 18dB/oct เหนือจากจุดตัด และการจัดลำดับชั้นที่ 4 ก็จะลาดลง 24dB/oct ซึ่งก็คือการเพิ่มอัตราในการลดระดับลงที่เท่ากับ 6dB/oct สำหรับทุกๆลำดับชั้นถัดไป

แล้วเราจะตัดสินใจเลือกใช้ลำดับชั้นที่ถูกต้องได้อย่างไร? นี่คือคำถามที่ลึกซึ้งด้วยเหตุผลแม้จะเป็นคำถามที่ถามง่ายๆก็ตาม ถ้าใช้คำตอบซื่อๆก็อาจะได้ความว่า สำหรับการจัดสร้างที่สะดวกง่ายดายและได้ผลรวมทางเสียงดนตรีที่ดีก็ควรใช้ลำดับชั้นน้อยๆ เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวถ่ายทอดเสียงทำงานเกินตัว แต่นี้ไม่ใช่บรรทัดฐานที่ถูกต้องในการเลือก เป็นเพียงคำตอบสำหรับนักพาสซีฟในระดับเบื้องต้นเท่านั้น การวิเคราะห์ถึงการเลือกใช้ลำดับชั้นที่แท้จริง จะต้องนำเอารายละเอียดของ “การแผ่กระจายตัวของลำโพง”(the speaker dispersion) มาเป็นบรรทัดฐานเพื่อกำหนดให้ถูกต้อง

การแผ่กระจายตัวของลำโพง

“การแผ่กระจายตัว” เป็นข้อจำกัดนอกแนวแกนของลำโพง เนื่องจากลำโพงทำงานโดยการชักเข้า-ออกเพื่อให้เกิดการแกว่งไปมาของแผ่นกรวย และยึดตรึงกับอากาศเพื่อทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันอย่างทันทีทันใดในความเร็ว 344 เมตร/วินาที และสามารถแผ่ออกไปอย่างไร้ทิศทางหรือเฉพาะเพียงด้านหน้าด้านเดียว ซึ่งถูกกำหนดด้วยความสัมพันธ์ระหว่างขนาดความกว้างของลำโพงและความถี่เสียงที่เปล่งออกมา หรือพูดให้สั้นเข้าก็คือ “ความยาวคลื่น”(wavelength) นั่นเอง ความยาวคลื่นก็คือระยะของเสียงที่ทอดยาวไปในอากาศในคาบเวลาที่เท่ากับหนึ่งรอบคลื่น หรือแปลงเป็นสูตรของความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของเสียง(C)และรอบคลื่นต่อวินาที ซึ่งนั่นก็คือความถี่(F)

            ดังนั้น  L(ความยาวคลื่น) = C/F หรือ = 344/f(หน่วยเป็น Hz)

            สำหรับลำโพงที่เป็นทรงกลม ทั้งแบบกรวยหรือแบบโดม การเปลี่ยนจุดจากการแผ่ออกไปอย่างไร้ทิศทางมาเป็นการแผ่ออกเฉพาะด้านหน้าด้านเดียว จะถูกกำหนดโดยความถี่ที่เป็นครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นที่เท่ากับเส้นผ่าศูนย์กลางของลำโพง ซึ่งคำนวณได้จากสูตรนี้ โดยกำหนดให้เส้นผ่าศูนย์กลางของลำโพงเป็น (D) มีหน่วยเป็นมิลิเมตร

            ดังนั้น f(Hz) = (344/2/D)*10(ยกกำลัง 3) = 172,000/D(mm)

กรณีตัวอย่าง กับลำโพงในขนาด 165 มิลลิเมตร(หรือ 6.5 นิ้ว) ตำแหน่งของจุดเปลี่ยนจะอยู่ที่ราวๆ 1kHz (172,000/165 = 1042.4242 Hz) นั่นหมายถึงว่าความถี่ที่สูงกว่านี้ จะมีโอกาสเป็นไปได้ที่คลื่นเสียงจะเกิดการแผ่ออกไปแบบไร้ทิศทาง ซึ่งนั่นจะไม่ใช่คุณสมบัติของการแผ่กระจายเสียงที่ดี จากความถี่ดังกล่าวนี้การให้เสียงนอกแนวแกนจะมากขึ้นและมากขึ้นจนได้รับความเสียหาย สำหรับมิดเรนจ์โดมที่มีขนาด 50 มิลลิเมตร(หรือ 2 นิ้ว) จะมีจุดเปลี่ยนอยู่ที่บริเวณตำแหน่งความถี่ราวๆ 3.5kHz และสำหรับทวีตเตอร์ขนาด 25 มิลลิเมตร(หรือ 1 นิ้ว) จะมีจุดเปลี่ยนอยู่ที่ 7kHz นอกเหนือจากเรื่องการแผ่กระจายความถี่ที่จะต้องเรียนรู้ศึกษาไว้สำหรับ “นักเล่นพาสซีฟ” แล้ว ความเป็นไปได้ในทุกสิ่งอย่างของลำโพงก็จะต้องหาทฤษฎีประกอบด้วย ไม่เว้นแม้แต่เรื่องความแข็ง/อ่อนของแผ่นกรวยและขอบลำโพงก็มีผลด้วยเช่นกัน

ความถี่ที่เพิ่มขึ้น ย่อมหมายถึงความเร็วในการชัก-หดที่เพิ่มขึ้น และนั่นย่อมหมายถึงความแม่นยำเที่ยงตรงของคอยล์ที่ต่อเชื่อมอยู่กับแผ่นกรวยด้วย จะเกิดอะไรขึ้นถ้าแผ่นกรวยลำโพงที่เป็นชิ้นส่วนภายนอก ไม่คล้อยตามการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันจากการเคลื่อนตัวของคอยล์ แน่นอนว่าการแผ่เสียงออกที่ผิวหน้ากรวยก็มีแนวโน้มว่าจะลดลง ซึ่งเปรียบได้กับการลดขนาดของเส้นผ่าศูนย์กลางลำโพงลง จนกลายเป็นการแผ่เสียงออกของกรวยลำโพงลดลงในขณะที่ความถี่เพิ่มขึ้น ซึ่งแนวทางการลดความสูญเสียในด้านนี้ก็คือการใช้กระบอกคอยล์ที่แข็งแรงขึ้นนั่นเอง

ในการออกแบบกรวยด้วยวัสดุที่เหมาะสมและรวมถึงรูปทรง ไม่ได้หมายถึงความได้เปรียบ ในทางตรงข้าม การเพิ่มความถี่ให้มากขึ้น การคงไว้ซึ่งประสิทธิภาพของการแผ่กระจายยังมีความสำคัญยิ่ง และยิ่งกว่านั้นเราพบว่าการตอบสนองของกรวยมีแนวโน้มที่ตกลงอย่างรวดเร็วที่ความถี่สูง หากมีการใช้กรวยที่มีน้ำหนักมากเกินไป ทำให้ดูคล้ายๆกับการลดเส้นผ่าศูนย์กลางของการแผ่กระจาย จะผูกพันกับการลดมวลของการคลื่นตัวในอากาศด้วย แม้นว่ามันจะยังให้ผลที่ดีกับการตอบสนองในแนวแกนอยู่ก็ตาม ซึ่งก็ไม่อยากเชื่อว่าผลกระทบข้างเคียงที่ตรวจสอบได้นี้ กลับไม่ได้ถูกนำไปรวมในแนวความคิดของนักออกแบบออกลำโพง มีก็เพียงไม่กี่คนที่หยิบเอาไปใช้  จริงๆแล้วถ้ามีการลดมวลของการเคลื่อนตัวลงจะทำให้การปล่อยเสียงออกมาของผิวหน้ากรวยดียิ่งขึ้น ระดับการแพร่กระจายก็มีโอกาสเพิ่มมากขึ้น ซึ่งก็จะมีปัญหาอย่างมากกับการชดเชยในแง่ของการตอบสนองเสียง

ถึงตอนนี้ ก็จะเกิดคำถามว่าแล้วจะทำอย่างไรให้สภาพการแผ่กระจายของลำโพง ก่อเกิดผลที่ดีกับเครือข่ายการจัดแยก? เพื่ออธิบายความนี้ สมมุติว่ามีระบบลำโพง 2 ทางที่ใช้วูฟเฟอร์ขนาด 6.5 นิ้ว และทวีตเตอร์ขนาด 1 นิ้วในระบบ กำหนดความถี่ตัดไขว้(crossover frequency)เอาไว้ที่ 2.5kHz และเลือกใช้องค์ประกอบอื่นๆทั้งหมดในสภาพเช่นนี้ เมื่อเรานำเอาลำโพงไปนั่งฟังในลักษณะ “ฟังจากด้านหน้าลำโพง”  ภาพรวมของเสียงทั้งหมดก็ออกมาได้อย่างเหมาะสมไม่มีอะไรคลาดเคลื่อน แต่เมื่อพยายามที่จะฟังในลักษณะนอกแนวแกน(off-axis) ซึ่งเป็นแบบเดียวกันกับการนั่งฟังในรถยนต์ กลับพบว่าวูฟเฟอร์มีการตอบสนองที่สูงกว่า 1kHz อย่างมากและมากจนเกิดอาการสำรัก โดยเฉพาะในช่วงความถี่ที่ใกล้กับความถี่ตัดไขว้ ทั้งหมดเป็นผลมาจาก ความพยายามที่จะสร้างผลการตอบสนองเสียงให้มีขอบเขตกว้างอย่างสวยงาม โดยใช้การวัดวิเคราะห์จากเครื่องวัดแถบคลื่นแบบมิติเดียว และไม่ใช้การฟังวิเคราะห์ด้วยหูประกอบไปด้วย ไม่ใช่ความผิดพลาดของพาสซีฟ-ครอสโอเวอร์ หรือเครื่องวิเคราะห์แถบคลื่น แต่เป็นเพราะความไม่เข้าใจถึงการพิจารณาการแผ่กระจายของลำโพงต่างหาก