หลักการสร้างตู้ซับ

ผู้ชื่นชอบและหลงใหลในเครื่องเสียงติดรถยนต์หลายๆ คน เริ่มต้นจากการนำเอาลำโพงเครื่องเสียงบ้านของพ่อแม่ มาวางทางตอนท้ายของรถเพื่อความกระหึ่ม ถ้าพ่อแม่คุณรวยก็พอที่จะช่วยให้คุณได้ลองผิดลองถูกจนช่ำชองได้ ในการทำตู้อัลเทอร์เนทีฟ หรือตู้ในแบบที่เลือกได้นั้นต้องทำความเข้าใจในเรื่องพาสสีฟ เรดิเอเตอร์ และทรานสมิชชันไลน์ก่อน ซึ่งมีอีกหลายๆ คนที่ไม่รู้ในเรื่องเหล่านี้ ก่อนที่จะทำตู้ ทำให้ผลที่ได้รับไม่ถูกใจเท่าที่ควร   PASSIVE RADIATOR แฮร์รี ออลสัน (HARRY OLSON) ได้อธิบายความหมายของพาสสีฟ เรดิเอเตอร์ (PR)ในสิทธิบัตรลำโพง และวิธีการเพิ่มจำนวนเสียงเมื่อปี 1935 ว่าระบบพาสสีฟ เรดิเอเตอร์ มีความสัมพันธ์ในแง่ของการกระทบอย่างเบาบาง ในตลาดเครื่องเสียงบ้าน ขณะที่ตลาดเครื่องเสียงรถยนต์ล้มเหลวที่จะเอาไว้ใช้ อย่างไรก็ตาม มีผู้ผลิตเครื่องเสียงรถยนต์ 2 ราย คือ BOSTON ACOUSTICS และ EARTHQUAKE เมื่อเร็วๆ นี้ได้ริเริ่มที่จะนำ PRจากเครื่องบ้านมาใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องเสียงรถยนต์   บางครั้ง พาสสีฟ เรดิเอเตอร์ ดูเหมือนกับซับวูเฟอร์ธรรมดาทั่วๆ ไป อย่างไรก็ตามแน่นอนว่ามันไม่ใช่ซับวูเฟอร์ สิ่งที่อยู่เบื้องหลังนั้นบอกให้เรารู้ได้ถึงความแตกต่าง พาสสีฟ เรดิเอเตอร์ขาดส่วนประกอบหลัก ที่ทำให้แน่ใจว่ามันไม่ใช่วูเฟอร์นั่นคือ โครงสร้างของมอเตอร์ ในอีกแง่หนึ่งคือ ไม่มีวอยศ์คอยล์ แม่เหล็ก ทอพ เพลท ที-โยค ขั้วทินเซล หรือเทอร์มินัล PR จำเป็นต้องใช้ลำโพง UNPOWERED ดังนั้นมันต้องใช้งานร่วมกับซับวูเฟอร์ POWERED ในตู้SEALED พาสสีฟ เรดิเอเตอร์ ถูกใช้อ้างอิงว่าเป็นตู้ PORTED แบบต่างๆ ในขณะที่ทางคณิตศาสตร์บ่งชี้ว่า PR ใช้ไดอแฟรมเป็นส่วนหนึ่งของช่องพอร์ท   PR ทำขึ้นจาก 2 ส่วน คือ ไดอแฟรมที่มีน้ำหนัก กับสปริง น้ำหนักของไดอแฟรมเป็นส่วนสำคัญในการออกแบบ และจะต้องให้ได้น้ำหนักที่ถูกต้อง เพื่อให้ทำงานได้เหมาะสม การเปลี่ยนน้ำหนักของไดอแฟรม จะส่งผลให้เปลี่ยนความถี่กำธร ซึ่งส่งผลต่อการปรับความถี่ตู้ สปริง เป็นการรวมเอาความแข็งของวัสดุกันสะเทือน กับที่ดักอากาศภายในคาบิเนท นี่ก็อีกเช่นกันที่ส่งผลต่อการปรับความถี่ตู้ มากพอๆ กับปริมาตรตู้ VENTED ที่เปลี่ยนแปลงก็มีผลตามมาเช่นกัน   PR ปรับโดยการโหลดมวล เพื่อให้กังวานที่ความถี่ต่ำกว่าช่วงความถี่ตอบสนองลิเนียร์ของลำโพง แอคทีฟ พาสสีฟ เรดิเอเตอร์ มีช่วงที่ใช้งานได้ประมาณ 1/4 ออคเทฟ เหนือและใต้ความถี่กำธร อย่างไรก็ตาม ชนิดของโรลล์ออฟมีค่าความชัน 18 ดีบี/ออคเทฟ การตอบสนองรวมของวูเฟอร์ และพาสสีฟ เรดิเอเตอร์ ควรจะผลิตประมาณครึ่งหนึ่ง ของออคเทฟ เบสส์ เอกซ์ เทนชัน ที่ความถี่ต่ำซี่งเพิ่มเข้าไปถึงระดับที่ผลิต โดยความถี่ที่สูงของตัววูเฟอร์เอง ถ้า PRได้รับการปรับอย่างเหมาะสม ในอีกแง่หนึ่งจำนวนน้อยๆ ของเบสส์ความถี่ต่ำซึ่งโดยธรรมดามันยากที่จะทำให้ความถี่นั้นคงอยู่   พาสสีฟ เรดิเอเตอร์ ทั้งโคนของแอคทีฟ วูเฟอร์ และ PR สามารถเคลื่อนที่ในเฟสทั้งสองด้านหรือรวมเอาการเคลื่อนที่ในด้านตรงกันข้ามสูงถึง 180 องศา ในแต่ละด้านของเฟส การรักษาโคนทั้งสองด้านให้ถูกต้องในเฟสจะเกี่ยวข้องกัน เพื่อที่จะเสริมแรงเอาท์พุทของวูเฟอร์ แต่ในทางฟิสิกส์จะมีชนิดของระบบกำธรที่สมบูรณ์   หนึ่งในข้อดีของระบบชนิดนี้ก็คือ เมื่อความถี่ถูกผลิตใกล้ความถี่กำธรของ PR การส่งออกไปของวูเฟอร์จะลดลง ดังนั้นการนำเอาภาระออกมาจากวูเฟอร์ เมื่อผลิตออคเทฟที่ต่ำกว่า นี่คือว่าทำไมมันถึงได้ดูว่าธรรมดา ที่ได้เห็นพาสสีฟ เรดิเอเตอร์ มีเส้นรอบวงที่ใหญ่กว่าวูเฟอร์แอคทีฟในระบบ เมื่อวูเฟอร์ไม่ต้องมีการส่งต่อออกไปของความถี่ต่ำ มันต้องการตู้แบบอื่น ทำให้วูเฟอร์มีเส้นรอบวงเล็กลง การตอบสนองดีกว่าที่ช่วงเบสส์ระดับกลาง หรือระดับที่สูงกว่า   พาสสีฟ เรดิเอเตอร์ ถือว่ายังไม่สมบูรณ์ ถึงจะผลิตโทนเสียงได้สูงถึง 180 องศา เอาท์ออฟเฟสของวูเฟอร์ ขึ้นอยู่กับความถี่ที่เกิดขี้น และตำแหน่งของพาสสีฟของวูเฟอร์แอคทีฟ การตอบสนองความถี่ ควรจะมีปริมาณที่จะยกเลิกน้อย* ตราบเท่าที่การตอบสนองของเฟสทั้งหมด ไม่ได้รวมเอาการเปลี่ยนแปลงทันทีทันใด หรือการหยุดต่อเนื่อง หู/สมองของมนุษย์ไม่สามารถตรวจสอบได้ อย่างไรก็ตามเมื่อการตอบสนองของเฟส มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเหนือช่วงที่เล็กยังพอสังเกตได้ในคนที่มีโสตสัมผัสที่พิเศษ   ปัญหาอื่นที่มีอยู่ในนั้น ก็คือ โรลล์ออฟของ PR ที่คมพอดี ความถี่ใต้การปรับพาสสีฟ เรดิเอเตอร์จะโรลล์ออฟอย่างรวดเร็วมาก นอกจากนี้อากาศในตู้ลำโพงยังไม่ทำหน้าที่เหมือนกับสปริง เพื่อควบคุมหรือเรียกการเคลื่อนที่ของ PR กลับคืน และวูเฟอร์ใต้ความถี่กำธรของ PR เหมือนกับวูเฟอร์ในตู้เวนท์ การจัดการกำลังของวูเฟอร์ จำกัดให้อยู่ใต้การปรับความถี่ ผลกระทบนี้ทำความเสียหายได้ทั้งวูเฟอร์แอคทีฟ และพาสสีฟ เรดิเอเตอร์   พาสสีฟ เรดิเอเตอร์เป็นเรื่องที่น่าท้าทายสำหรับการออกแบบ เรดิเอเตอร์ส่วนมากทุกวันนี้ มีน้ำหนักที่ปรับได้โดยทำไว้ที่บนโคน ทำไว้ให้ง่ายต่อการปรับที่ตู้ อย่างไรก็ตามการเลือกวูเฟอร์ที่ถูกต้องที่มีค่า QTS ต่ำ (0.2-0.4) และการออกแบบตู้ได้เหมาะสมมีความสำคัญเท่าๆ กัน   ข้อดี ของตู้แบบพาสสีฟ เรดิเอเตอร์ การตอบสนองเบสส์มีต่อเนื่อง ประสิทธิภาพสูง ข้อเสียขนาดของตู้ที่ใหญ่ มีความเป็นไปได้ที่จะเกี่ยวกับเฟส โรลล์ออฟชัดมาก การจัดการกำลังมีจำกัดภายใต้การปรับความถี่   TRANSMISSION LINE จุดเริ่มต้นของ ทรานสมิชชันไลน์ (TL) มีรากฐานย้อนกลับไป สตรอมเบิร์ก คาร์ลสัน อคูสติคลาบีย์รินธ์ เมื่อปี 1930 เขาวงกต หรือลาบีย์รินธ์ ประกอบด้วยท่อยาวๆ มากมายกับลำโพงที่ติดตั้งไว้ที่ปลายท่ออันหนึ่ง ในขณะที่ปลายท่ออันอื่นยังคงเปิดไว้ ด้วยพื้นที่ตัดขวาง เฉกเช่นเดียวกับของลำโพง ในช่วงต้นของปี 1960 ดอกเตอร์ เออาร์ ไบลีย์ทำการทดลองกับวัสดุแดมพิงประเภทต่างๆ รวมถึงเทคนิคต่างๆ โดยการใช้แนวคิดพื้นฐานในแบบแนวเส้นเขาวงกตพับงานของเขาถูกนำมาเป็นมาตรฐาน สำหรับการออกแบบ TL ในปี 1976 เอที แบรดบูรีได้ใช้ความหนาแน่นของดอกเตอร์เออาร์ 0.5 ปอนด์/ฟุต และอธิบายลงบนกระดาษ ถึงการเปลี่ยนแปลงในด้านความเร็วของเสียง เมื่อผ่านวัสดุแดมพิงประเภทต่างๆ เช่น ไฟเบอร์กลาสส์ และไฟเบอร์วูลชนิดยาว   แล้วอะไรคือ ทรานสมิชชันไลน์ ? ในเมื่อชื่อมันก็บอกอยู่แล้วว่า เส้นแนวการส่งสัญญาณความถี่หรือช่องยาวที่ใช้งานจากทางด้านหลังของลำโพง ที่ด้านตรงข้ามของเส้นนี้ก็คือ VENTEDหรือช่องเปิดของไดอแฟรมลำโพงไปยังด้านนอกของคาบิเนท การสร้าง TL อย่างเหมาะสมจะกำจัดการยกเลิกเฟสของลำโพงในแบบใดแบบหนึ่ง และทำให้ระบบซับวูเฟอร์เกือบจะสมบูรณ์ อย่างไรก็ตามนานๆ ครั้ง TL จะถูกพบในเครื่องเสียงรถยนต์ ทั้งนี้เพราะขนาดของมันและความสลับซับซ้อน   การออกแบบตู้ TL ประกอบขึ้นด้วยเทเพอร์กั้นแบ่ง ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่จะกำจัดคลื่นต้าน และความถี่กำธรในตู้ การกำจัดคลื่นต้านก็เพื่อป้องกันคลื่นทางด้านหลังที่น่ากลัวซึ่งเป็นสาเหตุของดิสทอร์ชัน และการแตกของโคน ความยาวของเส้นไลน์จะไม่ยอมให้อากาศเดินทางผ่านช่องแชมเบอร์ และยกเลิกความถี่ทางด้านหน้า เพราะความยาวของมัน ช่องทูนหรือปรับความถี่จะเหมือนกับ ท่อแบบปลายเปิดมากจากออร์แกนท่อที่ถูกสร้างขี้น และนี่เองที่เป็นสาเหตุของเฟสชิฟท์ไปยังคลื่นเสียงด้านหลังของวูเฟอร์ ซึ่งไปเสริมแรงคลื่นทางด้านหน้าเริ่มจะลดลง ขึ้นอยู่กับการเพิ่มของแรงต้านอากาศที่ความถี่ต่ำ ซึ่งเหมือนกับตู้แบบ VENTED   แดมพิงของ TL แตกต่างจาก "แอร์" สปริงของตู้แบบ SEALED ที่ซึ่งโคนต้องต่อสู้กับการเคลื่อนที่ ผลที่ได้รับนั้นประสิทธิภาพจะดีกว่าตู้แบบเบสส์รีเฟลกซ์ ความถูกต้องแม่นยำจะดีกว่าอคูสติค ซัสเปนชัน และการตอบสนองความถี่ และลิเนียริทีก็จะดีกว่าระบบอื่นๆ ทั้งหมด   การออกแบบตู้ทรานสมิชชันไลน์นั้น ต้องมีสเปคต่างๆ และการปรับอย่างดี ลำโพงที่เหมาะสมสำหรับ TL ปกติจะมี QTS ต่ำ 0.2-0.4 QES ต่ำ 0.3-0.4 และค่า FS ต่ำ ระยะ ทางของคลื่นเสียงหลังของวูเฟอร์ที่เดินทางในตู้จะมีสเปคมากมาย การพิจารณาความยาวขึ้นอยู่กับเศษส่วนของความยาวคลื่นของความถี่กำธรลำโพง ยกตัวอย่างถ้าความถี่กำธรของวูเฟอร์ที่ใช้ใน TL คือ 40 HZ ความยาวคลื่นของความถี่ควรจะประมาณ 339" ต้องกลับไปดูการทำตู้วูเฟอร์ภาค 2 ในฉบับก่อนหน้านี้ เพื่อหาสูตรคำนวณความยาวคลื่น ช่องข้างในตู้ทรานสมิชชันไลน์ต้องเป็น 1/4, 1/2, 3/4 ของความยาวคลื่น ผลที่ได้คือ 84 3/4", 113" และ169 1/2"ตามลำดับ เพราะความยาวของช่อง บ่อยครั้งที่มันธรรมดาสำหรับ TL ที่ถูกพับเข้าไปในเขาวงกต ทำให้มันกะทัดรัดมาก ถ้าสิ่งที่ยัดใส่เป็นวัสดุแดมพิงที่เหมาะสมแล้วอย่างเช่นสำลี จะทำให้ความยาวจริงสามารถลดลง ขึ้นอยู่กับผลของแรงต้านของวัสดุในอากาศ   ทั้งตู้พาสสีฟ เรดิเอเตอร์ และทราสมิสชันไลน์ อาจจะไม่เหมาะสมเต็มที่สำหรับอุตสาหกรรมเครื่องเสียงติดรถยนต์ แต่มันก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการทำตู้แบบธรรมดา ถ้าคุณได้ลองทำดู แล้วจะรู้ว่ามันน่าปลาบปลื้มดีใจเพียงใด   ข้อดี ของตู้แบบทรานสมิสชันไลน์ ประสิทธิภาพดี มีลิเนียร์มาก แน่น และถูกต้องแม่นยำ ข้อเสีย ขนาดที่ใหญ่เกินไป ออกแบบ และสร้างยาก   ภาพ 1 PASSIVE RADIATOR 2 TRANSMISSION LINE