ตู้ลำโพงในแบบต่างๆ (จบ)

ฉบับนี้ เรามาดูรายละเอียดของตู้ลำโพงแบบ PORTED หรือตู้เปิด และแบบ BANDPASS หรือที่ซ่อนดอกลำโพงไว้ด้านใน และทูนความถี่เสียงได้ในตัว ซึ่งต่างก็มีคุณสมบัติ และให้ลักษณะเสียงเบสส์ที่แตกต่างกันไป   PORTED ENCLOSURES PORTED เป็นตู้ที่ให้คุณภาพเสียงได้ดี แต่ทั้งนี้ ต้องเป็นตู้ที่ออกแบบมาได้อย่างเหมาะสม ที่ระดับ QTC สูง ตู้แบบพอร์ทจะให้การตอบสนองชั่วขณะดีกว่าตู้แบบซีล ได้รับการจดสิทธิบัตรในการออกแบบครั้งแรกโดย A.C. THURAS OF BELL LABS ในปี 1932 โดยยึดการออกแบบตามหลักทฤษฎี ขั้นพื้นฐาน คือ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างลำโพงกับช่องระบาย และได้รับการปรับปรุงให้ดีอีกครั้งในปี 1973 โดย R.H. SMALL ผู้ให้คำจำกัดความของพฤติกรรมลำโพงที่มีผลมาจากตู้พอร์ท ที่รู้จักกันดีในชื่อTHEILE-SMALL PARAMETER   ตู้พอร์ท มีเรียกกันในหลายชื่อ เช่น BASS REFLEX, TUNED หรือที่เรียกกันมากว่า VENTED ส่วนที่แตกต่างจากตู้ซีลก็คือ ช่อง PORT, VENT หรือ DUCT ที่ยอมให้คลื่นทางด้านหลังมากระทำกับคลื่นทางด้านหน้า ปากช่องระบายอากาศ ที่ต่อกับอากาศด้านในตู้ ช่วยเสริมการตอบสนองความถี่ต่ำของระบบซับวูเฟอร์ โดยการเปลี่ยนแปลงทั้งความยาว และพื้นที่ด้านตัดของช่องระบายอากาศ ทำให้เกิดการต้านทานการเคลื่อนที่ช่วงแกนอากาศ เมื่อถึงระดับความถี่กำธร ที่เป็นสาเหตุให้ความถี่ TUNING ของตู้เปลี่ยนแปลง   สำหรับตู้พอร์ท มีปัจจัยหลักที่ต้องพิจารณา 3 อย่างคือ 1. พารามิเตอร์ของลำโพงที่จะใช้ 2. ปริมาตรของอากาศในตู้ 3. ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง และความยาวของช่องพอร์ท การรวมตัวกันอย่างเหมาะสมของทั้ง 3 ปัจจัย จะทำให้เกิดผลในแง่บวกกับเสียงที่ขับออกมา เป้าหมายสำคัญก็คือ หน่วงคลื่นเอาท์พุท ทางด้านหลังของลำโพง เมื่อขับออกมาจากช่องพอร์ท โดยสัมพันธ์ในเฟสเดียวกันกับคลื่นที่เกิดทางด้าน หน้าของลำโพง ผลก็คือ ได้รับประสิทธิภาพประมาณ 3 เดซิเบล เมื่อเปรียบเทียบกับตู้ซีล โดยการใช้วูเฟอร์ตัวเดียวกัน   การเสริมความถี่ต่ำ เป็นอีกหนึ่งข้อดีของระบบพอร์ทที่ออกแบบมาเป็นอย่างดี ข้อดีอื่นก็คือ ใกล้ เคียงกับความถี่ TUNING เกือบเอาท์พุททั้งหมด ที่ออกมาจากช่องพอร์ท ดังนั้นการเคลื่อนที่ของโคนจะถูกควบคุมให้อยู่ในจุดที่เกือบจะไม่มีการเคลื่อนไหว ผลใน LOWER DISTORTION ที่ระดับวอลูมสูงๆ ในช่วงความถี่ควบคุมโดยช่องพอร์ท แต่ไม่มีอะไรสมบูรณ์แบบไปหมดในตู้แบบพอร์ทนี้   ผลเสียที่ได้รับอย่างหนึ่งก็คือ การตอบสนองของลำโพงในช่วงต่ำกว่าความถี่ TUNING ลำโพงนำเอาอากาศมาเก็บไว้ในตู้ได้ไม่นาน และโคนทำงานเหมือนกับไม่มีอะไรปิดรอบด้าน ทำให้เกิดผลเสียกับตัวลำโพงเอง โดยที่ไม่มีเสียงขับออกมา   การจัดการสมรรถนะ และการออกแบบอย่างเหมาะสมของระบบพอร์ทนั้น พิจารณามากขั้นตอนกว่าตู้แบบซีล มันง่ายมากที่จะขันสกรูตู้ระบบพอร์ท ตามคำแนะนำของผู้ผลิต หรือตามคำแนะนำของนักออก แบบระบบที่มีประสบการณ์ ลองนึกภาพถึงมิติของตู้พอร์ทที่ให้เสียงออกมาแย่ และอาจทำให้ประสบการณ์ ของคุณแย่ตามไปด้วย   ข้อดี ประสิทธิภาพดีทุกด้าน เอาท์พุทความถี่ต่ำเพิ่มขี้น สัมพันธ์กับ LOW DISTORTION เหนือความถี่ TUNING   ข้อเสีย สูญเสียการควบคุมวูเฟอร์ที่ระดับต่ำกว่าความถี่ TUNING ขนาดของตู้นั้นใหญ่กินพื้นที่   BANDPASS ENCLOSURE ตู้แบบแบนด์พาสส์เป็นตู้ที่ยอมให้ความถี่ (BAND) เดียวเท่านั้นผ่านไป (PASS) ยังหูผู้ฟังโดยไม่ต้องอาศัยครอสส์โอเวอร์ช่วย เพื่อที่จะให้เกิดขี้นได้เช่นนี้ การตอบสนองความถี่ของลำโพงจะต้องได้รับการจำกัดตามหลักวิชาเสียงโดยตู้   ตู้แบบแบนด์พาสส์ ลำโพงวูเฟอร์จะอยู่ระหว่างห้องแยก 2 ห้อง แทนที่จะเล่นตรงไปยังบริเวณผู้ฟังเอาท์พุททั้งหมดของระบบ ลำโพงจะถูกทำให้เป็นรูปร่างก่อนผ่านช่องพอร์ท ช่องพอร์ทเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นฟิลเตอร์กรองความถี่ และจำกัดการตอบสนองความถี่ของลำโพง ให้มีแบนด์วิดธ์ที่ต้องการ การปรับขนาดของตู้ และมิติของช่องพอร์ท การตอบสนองความถี่แบนด์วิดธ์ โดยสามารถเลือกได้ตามต้องการ   เหตุที่บางคนต้องการใช้ตู้แบบนี้ ก็เพราะว่า ตู้แบบแบนด์พาสส์นี้นอกจากจะมีฟิลเตอร์ธรรมชาติทำหน้าที่เหมือนครอสส์โอเวอร์แล้ว ตู้แบบนี้ยังให้ประสิทธิภาพสูง และขยายช่วงความถี่ต่ำ ซึ่งไม่ค่อยจะเป็นไปได้ในการออกแบบทั่วไปของขนาดเดียวกัน ทั้งนี้ต้องขี้นอยู่กับพารามิเตอร์ของตู้ด้วย เมื่อพารามิเตอร์ของตู้ถูกทำให้เกิดเสียงในช่วงแบนด์วิดธ์ที่แคบเกินไป จะได้รับความถี่เพิ่มไป8-10 เดซิเบล ซึ่งถือว่าไม่ปกติภายในแบนด์วิดธ์ของระบบวูเฟอร์ การปรับพารามิเตอร์ของตัวตู้ให้มีแบนด์วิดธ์เพิ่มขี้น การขยายความถี่ต่ำ สามารถปรับปรุงได้มาก การใช้แบนด์วิดธ์ระหว่างกลาง ทำให้เกิดการผสมผสานของสองคุณลักษณะดังกล่าว   ตู้แบบแบนด์พาสส์มีให้เลือกใน 2 ลักษณะ คือ แบบ SINGLE REFLEX และ DUAL REFLEXโดยส่วนใหญ่จะนิยมแบบ SINGLE REFLEX BANDPASS มากกว่า หรือเรียกอีกอย่างว่าแบบ SEALED REAR CHAMBER BANDPASS เพราะด้านหลังของลำโพงจะอยู่ใน SEALED CHAMBER หรือเป็นห้องปิด ในขณะที่ด้านหน้าลำโพงจะอยู่ในห้องที่จูนหรือปรับโดยช่องพอร์ทห้องด้านหน้าจะทำหน้าที่เป็นฟิลเตอร์โลว์พาสส์ ซี่งจะจำกัดการตอบสนองความถี่สูงของลำโพงบทบาทของแบนด์พาสส์แบบนี้ก็คือ ระดับความลาดชัน 12 เดซิเบล/ออคเทฟ ซี่งมากเท่ากับ ตู้ซีลธรรมดา ด้วยการตอบสนองความถี่ชั่วขณะทั้งหมดที่ดีกว่า   ข้อดี ประสิทธิภาพดีมากภายในแบนด์วิดธ์ สามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของโคนที่ความถี่ต่ำ เพิ่มการจัดการกำลังภายในช่วงแบนด์   ข้อเสีย DISTORTION ยากที่จะได้ยิน ดังนั้นจึงง่ายมากที่จะทำให้วูเฟอร์เสียหาย ตู้มีขนาดใหญ่ออกแบบและสร้างตู้ยาก มีโอกาสผิดพลาดจากการออกแบบและสร้างตู้มาก เกิดแรงเครียดอย่างมากกับข้อต่อลำโพง และซัสเปนชันรองรับ   ส่วนแบบ DUAL จะมีการออกแบบคล้ายกับแบบ SINGLE REFLEX มาก ความแตกต่างจะอยู่ที่ การจัดวางช่องพอร์ทเพิ่มในห้องด้านหลังของตู้ การเพิ่มช่องพอร์ทนี้จะทำให้ได้คลื่นทั้งทางด้านหน้าและด้านหลังของลำโพง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพนอกเหนือจากแบบ SINGLE REFLEX ช่องที่ เพิ่มเข้าไป ยังเป็นการขยายการตอบสนองความถี่ต่ำในแบบ DUAL REFLEX การเคลื่อนที่ของโคนลำโพง จะได้รับการควบคุมอย่างดีมากภายในแบนด์วิดธ์ ที่เห็นได้ชัดในช่วงความถี่ต่ำซึ่งชัดเจนมาก โดยส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 18-24 เดซิเบล/ออคเทฟ ความชันของสโลพช่วงความถี่ต่ำชี้ให้เห็นว่า DUAL REFLEX ต้องมีขนาดใหญ่ขี้น เพื่อขับช่วงขยายความถี่ต่ำเดียวกันกับตู้แบบ SINGLE REFLEX ความถี่ต่ำจะมีผลกระทบโดยตรงกับเสียงที่ขับออกมาจากตู้ และเมื่อตู้ถูกทำให้ใหญ่ขี้น เพื่อชดเชย การตอบสนองชั่วขณะสามารถลดลงได้บ้าง   ข้อดี มีประสิทธิภาพดีกว่าแบบ SINGLE และ DAMPING ดีที่ระดับความถี่กำธร แบนด์วิดธ์กว้างขยายออกไปถึงความถี่ต่ำ   ข้อเสีย ออกแบบ และสร้างตู้ยากมาก ห้ามมีความผิดพลาดในการสร้าง เหมือนกับตู้แบบพอร์ทที่การควบคุม วูเฟอร์ทำได้ยากที่ระดับระดับเสียงความถี่ต่ำกว่า 3 เดซิเบล ความถี่ต่ำที่ขับออกมามีความชัน18-24 เดซิเบล ตัวตู้ใหญ่มาก เกิดแรงเครียดอย่างมากกับข้อต่อลำโพง และซัสเปนชันรองรับ   ในการเปรียบเทียบด้านการออกแบบ ตู้แบบแบนด์พาสส์จะมีความหลากหลายในการออกแบบ และการสร้าง ในการออกแบบจะพยายามให้มีค่าความผิดพลาดน้อยที่สุดหรือไม่มีเลย การคำนวณผิดพลาดแม้ แต่เพียงเล็กน้อยในขนาดปริมาตรหรือความยาวช่องพอร์ท สามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในด้านการตอบสนองของระบบ ได้รับการแนะนำอย่างมากว่า การออกแบบและสร้างตู้ ควรจะปล่อยให้เป็นหน้าที่ของร้าน หรือช่างผู้ที่มีประสบการณ์ทางด้านทำตู้มาโดยเฉพาะจะดีกว่า   เมื่อถึงเวลาที่จะทำตู้ สิ่งสำคัญที่จะต้องตระหนักไว้ก็คือ ไม่มีสิ่งใดที่จะเป็น "กล่องมายากล" ได้ ทุกตู้ มีข้อดีในตัวตู้มันเอง ซึ่งจะทำออกมาได้ดีขี้นเรื่อยๆ สำหรับการออกแบบในครั้งต่อไป ไม่มีตู้ไหนที่จะยอมแพ้ SPL สูงสุดได้ การตอบสนองชั่วขณะที่ดีที่สุด การตอบสนองความถี่ที่ราบเรียบที่สุด พอๆกันกับการจัดการกำลัง ดังนั้นเมื่อถึงเวลาที่จะสร้างตู้ ต้องแน่ใจว่าคุณใช้คำแนะนำทั้งหมดที่กำหนดขี้น โดยบริษัทผู้ผลิต เพื่อให้แน่ใจว่า ได้สมรรถนะของลำโพงดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้   ภาพ 1 โครงสร้างตู้ซับแบบ PORTED 2 โครงสร้างตู้ซับแบบ SINGLE REFLEX BANDPASS 3 โครงสร้างตู้ซับแบบ DUAL REFLEX BANDPASS 4 ตัวอย่างกราฟ และค่า QTC ที่ผันแปรกับระดับความลาดชัน