กำลังเพาเวอร์แอมพ์ และความไว (1)

พบกันอีกครั้งกับคอลัมน์เทคนิค ในฉบับนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับ กำลังเพาเวอร์แอมพ์ และความไว ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญของระบบเครื่องเสียงติดรถยนต์ เพื่อให้ชุดเครื่องเสียงของคุณ สามารถถ่ายทอดประสิทธิภาพ และคุณภาพเสียงออกมาได้อย่างเต็มที่ อาทิเช่น กำลังขับของเพาเวอร์แอมพ์ที่แท้จริง เมื่อต่อกับโหลด (ซับวูเฟอร์) จะมีกำลังขับจริง (RMS) อยู่ที่เท่าไร หรือการต่อสายซับวูเฟอร์ไปยังเพาเวอร์แอมพ์ ทั้งแบบสเตริโอ ที่โหลด 4 โอห์ม และ 2 โอห์ม เป็นอย่างไร เริ่มกันเลยครับ ปกติลำโพงรถยนต์จะบอกตัวเลขทั้งด้านการรับกำลังต่อเนื่องที่ระบุเป็นหน่วย RMS และสูงสุด คือ MAX จากโรงงานผู้ผลิตจะเป็นผู้แจ้งให้ผู้บริโภค และผู้ใช้ได้ทราบเกี่ยวกับรายละเอียดด้านเทคนิคของสินค้านั้นๆ แต่ข้อจำกัดที่แท้จริงของลำโพงนั้นกลับอยู่ที่ วิธีการปรับครอสส์โอเวอร์เป็นอย่างไร หรือรูปทรงตู้ และปรับการขยายให้คาบเกี่ยวกัน (GAIN OVERLAP) ในเพาเวอร์แอมพ์ตามที่เราต้องการ   ความเป็นจริง ของกำลังขับเพาเวอร์แอมพ์ อาจจะชัดเจนหรือไม่ก็ได้เท่าที่คนส่วนใหญ่จะคิด ประการแรก และสิ่งที่สำคัญ กำลังขับเพาเวอร์แอมพ์บางส่วนที่ยังออกมาไม่หมด ทำให้เพาเวอร์แอมพ์ไม่สามารถคำรามพลังเสียงออกมาได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ โดยปกติ แบทเตอรีรถยนต์ มีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 12.6 โวลท์ ซึ่งตรวจวัดได้ด้วยโวลท์มิเตอร์ มันก็น่าอุ่นใจถ้ารู้ว่าแบทเตอรีของคุณมีแรงดันไฟอยู่ เช่นที่เรารู้จักกันดีเกี่ยวกับสเปคของแบทเตอรี ที่เรียกว่า COLD CRANKING AMPERES (CCA) คือ ค่ากระแสไฟฟ้าในแบทเตอรีที่สามารถจ่ายได้ใน 30 วินาที ที่อุณหภูมิ -28.8 องศาเซลเซียส โดยแรงดันขั้วแบทเตอรีอยู่ระหว่าง 7.2 โวลท์ (ไม่ต่ำกว่านี้) ซึ่งอุณหภูมิมีผลต่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วลดลง ทั้งนี้เนื่องจากความต้านทานภายในแบทเตอรี มันมีข้อจำกัด ยกตัวอย่าง ถ้าคุณต่อหลอดไฟขนาดเล็กกับแบทเตอรี คุณจะได้กระแส 1 แอมพ์ ที่ไหลผ่านหลอดไฟ และเพียงพอแล้ว คุณสามารถวัดด้วยแอมพ์มิเตอร์ แต่ถ้าต่อหลอดไฟ 15 ดวง ในแบบขนาน คุณจะได้กระแส 15 แอมพ์ จากแบทเตอรี เนื่องจากพลังงาน คือ แรงดันxกระแส และกำลังจะถูกส่งไปตามที่ต้องการ ในขณะที่เพาเวอร์แอมพ์ที่ยังไม่ได้ต่อกับซับวูเฟอร์ คุณคิดว่ามันควรจะมีกำลังขับเท่าไร หรืออาจจะวัดได้ 40 โวลท์ RMS จากขั้วเหล่านั้น ดังนั้นกำลังขับเพาเวอร์แอมพ์จึงขึ้นอยู่กับโหลด ซึ่งขึ้นอยู่กับจำนวนซับวูเฟอร์ และวิธีที่จะต่อกับมัน เพื่อความสามารถในด้านกำลังขับที่เพาเวอร์แอมพ์จะทำได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ซึ่งจะแตกต่างกับเพาเวอร์แอมพ์สำหรับใช้ขับทวีเตอร์ และมิดเรนจ์ เนื่องจากเหตุผลหลายๆ ประการ คือ เราไม่ต้องการระดับแรงดันเสียงที่สูง (HIGH PRESSURE LEVELS) สำหรับช่วงความถี่กลาง และสูง แต่ถ้าเป็นช่วงความถี่ทุ้มที่ต่ำลึก สำหรับการแข่งขัน SPL มันดีกว่ากันมาก   การต่อซับวูเฟอร์ กับเพาเวอร์แอมพ์ ถ้าหากคุณทำงานในร้านเครื่องเสียงรถยนต์ และมีลูกค้าเข้ามาภายในร้าน ซึ่งต้องการให้คุณติดตั้งซับวูเฟอร์กับเพาเวอร์แอมพ์ ซึ่งเป็นแบบ 2 แชนแนล กำลังขับ 75 วัตต์x2 ที่โหลด 4 โอห์ม สามารถขับเล่นได้ที่โหลด 2 โอห์ม การโหลดเพาเวอร์แอมพ์ที่ 2 โอห์ม สเตริโอ ก็เหมือนกับการต่อ 4 โอห์ม บริดจ์ ในข้อกำหนดเกี่ยวกับการต่อบริดจ์ คือ การใช้ 2 แชนแนล ให้ทำงานสำหรับโหลดเดียวกัน และในแต่ละแชนแนลจะทำงานเพียงครึ่งหนึ่งของโหลด ดังนั้นเราควรจะทำอย่างไรที่จะต่อซับวูเฟอร์กับเพาเวอร์แอมพ์ จึงจะได้จำนวนเดซิเบลที่ต้องการ 1. อันดับแรก คือ ความไวของซับวูเฟอร์ มีหน่วยเป็นเดซิเบล (DB) และจำนวนเดซิเบลที่ผลิตได้ เมื่อได้รับกำลังขับที่ 1 วัตต์ (โดยปกติจะใช้เป็น 2.83 โวลท์) วัดในระยะทาง 1 เมตร 2. ทุกครั้งที่ดับเบิลกำลังขับเข้าไปจะได้การขยายที่ 3 ดีบี ในจำนวน 3 ดีบี เป็นที่ยอมรับกันว่าเกิดการเปลี่ยนแปลงในระดับความดังเสียงเพียงเล็กน้อย 3. แต่ละครั้งที่ดับเบิลจำนวนซับวูเฟอร์เข้าไปจะได้ความดังเสียงเพิ่มอีก 6 ดีบี โดยที่ซับวูเฟอร์แต่ละตัวได้รับสัญญาณเหมือนกัน และกำลังขับพร้อมกัน (ดับเบิลกำลังขับให้ซับวูเฟอร์ตัวเดียว) และซับวูเฟอร์ที่ทำงานอยู่ใกล้ชิดซึ่งกันและกัน โดยแยกจากกันด้วย 1/4 ของความยาวคลื่นความถี่ ความไวของซับวูเฟอร์จะขึ้นอยู่กับบริษัทผู้ผลิต นอกจากนี้การวัดจะกระทำในห้องทดสอบที่กำหนดไว้ว่าซับวูเฟอร์ตัวนี้วัดที่ 1 วัตต์ 1 เมตร แต่วัดโดยใช้ตู้ประเภทไหน ตู้ปิด หรือแบนด์พาสส์ รวมถึงสภาพของห้องที่วัดเป็นอย่างไร (เป็นห้องเล็กหรือใหญ่ เพราะไม่ได้วัด และติดตั้งกันจริงๆ ภายในรถยนต์) ซึ่งลักษณะที่เพิ่มเติมเหล่านี้ สามารถทดสอบเพิ่มเติมได้ แต่ผลลัพท์ที่ได้จะแตกต่างกันมาก ตราบใดที่การรับรองมาตรฐานของแต่ละบริษัทผู้ผลิตยังมีความแตกต่างกันอยู่ แต่ก็ยังมีสูตรคำนวณความไว ที่เรียกว่า การอ้างอิงประสิทธิภาพ ที่นักเล่นหรือนักแข่งขันเครื่องเสียงรถยนต์นิยมใช้กัน ดังต่อไปนี้ db SPL@1w/1m = 112+10 log [ 2.7x10-8 (Fs3 Vas) ] Qes สูตรนี้ใช้วัดจากค่า THIELE SMALL PARAMETERS ของลำโพง เช่น FS หรือความถี่เรโซแนนศ์ของซับวูเฟอร์ในลักษณะ FREE AIR หรือ VAS ลำโพงที่ติดตั้งในตู้ที่มีหน่วยเป็นลูกบาศก์ฟุต และค่าทางไฟฟ้าอื่นๆ เช่น Q ของลำโพง หรือ QES เป็นต้น (อ่านต่อฉบับหน้า)