หัวข้อ: เฟส / การแทรกสอดของคลื่นเสียง

[หมอแม็ค]

ความรู้เรื่องของของphase&polarity

phase คือตำแหน่งบนคลื่นนั้นๆ เช่น 0 องศา 90องศา



รูปนี้แสดงตำแหน่งต่างๆ(Phase)ของคลื่น สัมพันธ์กับเวลา



จากรูปแสดง ความหนาแน่นของ อนุภาคอากาศ ตามตำแหน่งของคลื่น
สังเกตว่า ตั้งแต่ เฟส 0-180 อนุภาคอากาศจะหนาแน่นกว่าตำแหน่ง 180-360 องศา
ดังนั้นถ้า เฟสเริ่มต้นของแหล่งกำเนิดเสียง(ลำโพง) เป็น 180 องศา เราจะได้ยินเบากว่า เฟสเริ่มต้นที่ 0 องศา

เรื่องของเฟสที่เกี่ยวกับ งาน PA

1 คำว่าเฟส ที่ sound EN ชอบเรียกๆกัน ที่จริงควรใช้คำว่า Polarity จึงจะถูก  (เอาเป็นว่าใช้คำว่าเฟสหรือ polarityก็ได้)
2 อะไรก็ตามที่มีการกลับทิศทางของสัญญาณในทางเดินของสัญญาณถือว่า กลับเฟส (Inverse phase or inverse polarity) ไม่ว่าจะเป็นการต่อสายสัญญาณ สายลำโพง ตำแหน่งไมค์ หรือ การวางตำแหน่งลำโพงกลับทิศ
3 มี สองคำที่ต้องทำความเข้าใจคือ out of phase กับ inverted phase
   Out of phase หรือ เฟสไม่ตรงกัน กล่าวคือ  แหล่งกำเนิดเสียง(ลำโพง)อันใดอันหนึ่ง กลับเฟส (เฟสเริ่มต้นต่างกัน 180 ํ) ทำให้เกิด เสียงเบสหาย  จากคุณสมบัติการแทรกสอดของคลื่น (ไม่ได้หายทั้งหมดแต่เบาลง) เช่น การต่อขั้วสายลำโพงข้างใดข้างหนึ่งสลับขั้ว วิธีแก้คือ กดบุ่ม reverse phase ของ x-over ข้างนั้น หรืือ สลับขั้วที่ลำโพงหรือที่ขั้วพาวเวอร์แอมป์คืน
   Inverted phase คือ แหล่งกำเนิดเสียงทั้งสองกลับเฟส(เฟสเริ่มต้นของทั้งสองไม่ได้เริ่มที่ 0 องศา อาจเป็น 90 ํ 180 ํ 270 ํ ก็ได้) สิ่งที่เกิดขึ้นคือ  loss of low nd frequency (loss of Punch)คือ เสียงความถี่เบสช่วงต่ำๆหายย่าน 30-40Hz สังเกตได้จากปกติถ้าเฟสตรงกันโดยเฟสเริ่มเป็น 0 องศา เสียงกลอง kick เวลาเหยียบเสียงที่ได้จะจุกอก อันนี้เรียกว่า Punch ถ้าinverted phase เสียงกระเดื่องจะไม่จุกอก ตัวอย่างของการกระทำที่ทำให้เกิด inverted phase  เช่น

4 Inverted phase ที่เกิดจากไมค์ เกิดจากการที่ลมจากการกระแทก เดินทางในทิศทางออกจากDiaphragm ของไมค์ยกตัวอย่างเช่น snare tom เราตีกระทบหน้ากลอง ลมมันจะออกที่ก้นกลอง เวลาเราเอาไมค์ไปจ่อเราเอาไปจ่อบนหน้ากลอง ดังนั้น เฟสที่ได้จะเป็น เฟสกลับ(180องศา) ถ้าดูจาก oscilloscope จะเห็นphase เริ่มต้นเป็นเฟสกลับ(เฟส180องศา)  แต่ถ้าเป็นไมค์กระเดื่อง เราเหยียบกระเดื่องลมมันจะพุ่งเข้า ไมค์ตรงๆ อันนี้ได้ เฟสตรงกัน เฟสเริ่มเป็น 0 องศา

 4.1ถ้าเราวางไมค์จ่อตู้แอมป์กีต้าร์ โดยห้อยหัวไมค์ลงมารับเสียง เฟสที่ไ้ด้จะ เป็น 90 องศา (เสียงจากแหล่งกำเนิด ตั้งฉากกับ diaphragm ไมค์) อันนี้ไม่ถึงกับ inverted phase แต่เสียง punch มันจะหายไปเล็กน้อย ดังนั้นความเชื่อของการวางไมค์แบบนี้เป็นความเชื่อที่ผิด

ทั้ง 2 ตัวอย่างที่กล่าวมา เรียกว่า Acoustic phase inversion

       การแก้ไข Acoustic phase inversion เราแก้ไขโดย การ วางตำแหน่ง ไมค์ ให้หัวdiaphragm ตรงกับ ทิศทางที่มีลมออกมา เช่น snare หรือ tom เราก็เอาไมค์ไปจ่อ ก้นกลองซะ แต่ว่าคงไม่มีใครทำอย่างนั้น ง่ายๆ อีกวิธีคือ กด reverse phase ที่ channel mixer ของ snare หรือ tom นั้นๆ

ลองทดลองดูนะครับ เสียง snare เวลากดปุ่ม reverse เสียงที่ได้จะหนาและแน่น ได้ใจมาก

 4.2 การกลับขั้วสายสัญญาณ (line) เช่น สลับ + เป็น - กรณีสาย balance หรือ การกลับขั้ว สายลำโพง + เป็น - - เป็น + เรียกว่า Electric phase inversion จะทำให้เกิดการกลับเฟส เป็น เฟส 180 องศา
เช่น การต่อสาย line balance XLR ต่อ 3 เป็น +   2 เป็น -  ไม่ว่าจะเป็น สายไมค์ สาย พ่วง mixer ไป EQ  หรือ EQ ไป X-over หรือ x-over ไป power amp  

      การแก้ไข Electric phase inversion ทำได้โดย การ ต่อ สาย +- ให้ถูกต้อง หรือ กด ปุ่ม reverse phase ที่ channel นั้นๆ ถ้ามี

***การแก้ acoustic phase invert สามารถใช้ electric phase invert แก้ไขได้

การแทรกสอดของคลื่น




รูปนี้แสดงการแทรกสอดของคลื่น

ถ้าคลื่นจาก 2 แหล่งกำเนิด เฟสตรงกัน มาพบกัน ก็จะเสริมกัน ความสูงของคลื่น(Amplitude) หรือความดังก็จะเพิ่มขึ้น เรียก in phase

ถ้าคลื่น 2 แหล่งกำเนิด เฟสเริ่มไม่ตรงกัน และเป็นเฟสตรงข้าม เช่น 180 กับ 0 องศา มารวมกัน คลื่นจะหักล้างกัน เสียงจะเบาลง เรียกว่า out of phase

ข้อควรคิด จากรูปจะเห็นว่า ถ้า out of phase คลื่นจะหักล้างกันสมบูรณ์ ไม่น่าจะได้ยินเสียงเลยในจุดที่มีการหักล้างของคลื่นตามทฤษฎี  แต่ในความเป็นจริงนั้น คลื่นเสียงเป็น Complex wave ไม่ได้มีเพียงความถี่เดียว เช่น เสียง กระเดื่อง snare กีตาร์ เบส  หรือแม้แต่ คน 2 คน เปล่งเสียง ตัวโน๊ตเดียวกัน ความถี่เท่ากัน แต่ทำไมเสียงที่ได้ยินจึงไม่เหมือนกัน อันนี้เขาเรียกว่า คุณภาพของเสียง ซึ่งเครื่องดนตรีแต่ละชิ้น คนแต่ละคน มี Harmonics ไม่เท่ากัน เสียงจึงแตกต่างกัน
ดังนั้น ถึงแม้บางความถี่ถูกหักล้างด้วยปรากฏการณ์ การแทรกสอด ก็ยังเหลืออีกหลายความถี่(harmonics) ที่ยังไม่ถูกหักล้าง ระดับความดังเสียงบริเวณที่มีการแทรกสอดแบบหักล้าง จึงได้ยินเสียงบางความถี่ที่เบาลง


 
รูปแสดง Harmonics ของคลื่น




รูปแสดง ความถี่มูลฐาน(fundamental frequency) และ harmonics ของเครื่องดนตรี



จากรูปแสดงการแทรกสอดของคลื่่น จาก แหล่งกำเนิดคลื่นอาพันธ์ 2 แหล่ง (เฟสตรงกัน)

เส้นทึบ เป็น สันคลื่น เส้นประเป็น ท้องคลื่น

เส้นทึบรวมกับเส้นทึบ หรือ เส้นประรวมกับเส้นประ เฟสจะเสริมกัน เสียงจะดังเพิ่มขึ้น จุดที่คลื่นเสริมกัน จะแทนที่ด้วยวงกลมสีดำ

เส้นประกับเส้นทึบรวมกัน เฟสจะหักล้างกัน เสียงจะเบาลง จุดที่คลื่นหักล้างกันนี้ จะใช้รูปวงกลมสีขาว

ดังนั้นจะเห็นว่าถ้าเรา mix เสียงที่จุด A เสียงที่ได้ยินจะดัง
แต่ถ้าเดินถัดมาที่จุด B ซึ่งตรงกับตำแหน่งลำโพง แต่เป็นตำแหน่งที่คลื่นเสียงหักล้างกันพอดี เสียงที่ได้ยินจึงเบาลง



รูปแสดง การกระจายของ SPL ของ ความถี่ 125 Hz bandwidth=1/1 oct



รูปแสดง การกระจายของ SPL ของ ความถี่ 63 Hz bandwidth=1/1 oct




รูปแสดงการแทรกสอดของ ความถี่ 2,000 Hz

จากตัวอย่างข้างต้นจะเห็นได้ว่า ที่่ย่านความถี่ที่แตกต่างกัน การแทรกสอด ก็ไม่เหมือนกัน เนื่องจากความยาวคลื่นแปรผกผันกับความถี่
ถ้าความถี่น้อย ความยาวคลื่นจะมาก การแทรกสอดของย่านความถี่ต่ำ เช่น เสียงเบส/กระเดื่องจึง มีโอกาสเกิดการแทรกสอด ได้มากและเป็นบริเวณกว้าง

จึงอธิบายได้ว่า ตำแหน่งที่เราได้ยินแตกต่างกัน ทำไมเบสไม่ตึ๊บ ทั้งที่อยู่ตรงกับลำโพงพอดี
ถ้าอยากให้ตึ๊บๆ ก็ให้ฟังตรงกลางหรือ จองที่ใกล้หน้าลำโพง 5555

[เด็กชายเคยโสด]

เยี่ยมครับ

[พิมพ์ชนก]

 

[มิตรแท้ทีม]