ขออนุญาติท่านเจ้าของกระทู้ สำหรับท่านที่อยากเซฟเอาไว้เป็นครูครับ.... รวบรวมบทความจาก AJ-AUDIO (เฮียสมโภชน์) วันนี้ผมจะมาคุยกับเพื่อนสมาชิกในหัวข้อเรื่อง " วิธีการตัดความถี่จากครอสให้กับตู้ลำโพงแต่ละย่าน (เบื้องต้น) "
ทำไมถึงมีวงเล็บว่า เบื้องต้น ทั้งนี้เป็นเพราะว่าตู้ลำโพงที่เราใช้งานกันอยู่นั้น มีหลากหลายสูตร หลากหลาย
ยี่ห้อ ทำให้การเลือกตัดความถี่จากครอส ไปยังตู้ลำโพงแต่ละตัวนั้นผิดแผก แตกต่างกันไปในรายละเอียด แต่ใน
เบื้องต้นนั้น ใกล้เคียงกันมาก จึงจะขอพูดคุยกันถึงวิธีการเบื้องต้นเพื่อใช้เป็นแนวทางในการทำงานก่อน ส่วนใน
รายละเอียดนั้น ท่านต้องไปทำการปรับให้เข้ากับตู้ลำโพงที่ท่านใช้งานอีกครั้งหนึ่ง
อย่างที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า ความถี่เสียงที่หูมนุษย์ สามารถตอบสนองได้นั้นเริ่มตั้งแต่ 20Hz ไปจนกระทั่ง 20kHz
และยังตอบสนองต่อความถี่ต่างๆ ได้ดีไม่เท่ากันอีกด้วย
เรามาดูภาพประกอบกันเพื่อให้เกิดความเข้าใจได้ง่ายยิ่งขึ้น
ย่านความถี่ของเสียงเครื่องดนตรีต่าง ๆ
ขออนุญาตยกบทความจากเวปไซด์เครื่องเสียงรถยนต์ (emotioncar.com) มาตอนหนึ่งเพื่ออธิบายรูปด้านบน (กินแรงชาวบ้าน) แต่ขออนุญาตแก้ไขบางประโยค
เพื่อให้เข้ากับเครื่องเสียงกลางแจ้งที่เรากำลังคุยถึงกันอยู่
ช่วงการตอบสนองความถี่หากแบ่งคร่าวๆ จะแบ่งออกได้เป็น 4 ช่วง แต่กราฟนี้จะแยกให้ละเอียดขึ้นไปอีก โดยแบ่งออกเป็น 8 ช่วงความถี่ดังนี้
ช่วงที่ 1 เรียกว่าย่านเบสลึก ประมาณ 20-40 ช่วงนี้จะไม่ได้ยิน แต่จะได้ความรู้สึก แบบว่าสิ่งของรอบข้างสั่นสะท้าน
ช่วงที่ 2 เรียกว่าย่านพลังเบสแล้วกัน ประมาณ 40-100 ช่วงนี้จะเป็นช่วงเสียงเบสที่มีความรู้สึกกระแทกๆ เช่น เสียงกลองจากใบที่ใหญ่ที่สุด
ที่ใช้เท้าเหยียบ เสียงกระแทกจุกอกก็ช่วงนี้แหละครับ
ช่วงที่ 3 เรียกว่าย่านเบสปกติ ประมาณ 100-200 เช่นพวกกีต้าร์เบสเส้นกลางๆ (ถ้าเป็นสายเส้นใหญ่ อาจจะลงไปถึงช่วงพลังเบส หรือปลายๆเบสลึกได้เลย)
ถ้าช่วงนี้ขาดไปแบบว่าน้อยไป เราก็จะรู้สึกว่าขาดเสียงเบส แต่ถ้ามากเกินไป ก็จะทำให้เสียงโดยรวมฟังดูทึบๆได้ ที่เราฟังเพลงแล้วบอกว่าเสียงกลางน้อยไป
จริงๆอาจจะไม่ใช่นะครับ อาจจะเป็นที่ช่วงนี้มากเกินไป แล้วไปกลบเสียงกลาง
ช่วงที่ 4 เรียกว่าย่านเนื้อเสียงแล้วกัน ประมาณ 200-800 ย่านนี้จะครอบคลุมถึงเสียงร้องย่านต่ำๆ เช่นเสียงผู้ชายต่ำๆ ถ้าช่วงนี้มีมากกำลังดี จะช่วยเรื่อง
ความอุ่นของเสียง Warmth sound ถ้ามากไปเสียงรวมๆก็จะไม่เคลียร์เท่าที่ควร ถ้าน้อยไปก็จะขาดเนื้อเสียง
ช่วงที่ 5 เรียกว่าย่านเสียงกลางหลักแล้วกัน ประมาณ 800-2,000 ย่านนี้มีเครื่องดนตรีหลายชนิด รวมไปถึงเสียงร้องหลักๆ ถ้าขาดย่านนี้ไป เสียงจะเบาบาง
บี้แบน แต่ถ้ามากเกินไป มันจะดังหนวกหู
ช่วงที่ 6 เรียกว่าย่านเสียงกลางสูงแล้วกัน ประมาณ 2,000-5,000 ย่านนี้จะมีเสียงเครื่องเป่า พวกกีต้าร์สายเส้นเล็ก ถ้าย่านนี้มากเกินไป ฟังนานๆหูจะล้า
แต่ถ้ามากเกินไปเยอะจะแสบหูเลย
ช่วงที่ 7 เรียกว่าย่านเสียงแหลม ประมาณ 5,000-10,000 ย่านนี้ผมเรียกว่าย่านเนื้อเสียงแหลมแล้วกัน เครื่องดนตรีประเภทเครื่องเคาะทองเหลือง (เหล็ก)
ทั้งหลาย ถ้าช่วงนี้หายไป เสียงจะดูทึบๆ แต่ถ้ามากเกินไปเสียงเครื่องเคาะประเภทนี้จะฟังดูพุ่งเกินจริง
ช่วงที่ 8 เรียกกว่าย่านปลายแหลม ประมาณ 10,000-20,000 ย่านนี้จะมีเสียงฉาบอยู่ด้วย แล้วจริงๆย่านนี้จะไม่ค่อยมีเสียงหลักของเครื่องดนตรีอะไร
แต่ว่ามันจะเป็นลักษณะของบรรยากาศมากกว่า ถ้าขาดย่านนี้ไป อาจจะฟังดูเสียงเครื่องดนตรีครบอยู่ ฟังดูเผินๆอาจจะเหมือนย่านนี้ไม่สำคัญ
แต่จริงๆ แล้วมีสำคัญไม่น้อยเลย ถ้าขาดย่านนี้ เสียงจะไม่มีความไพเราะ ขาดบรรยากาศที่น่าฟัง
เมื่อเรามาพิจารณาถึงย่านเสียงที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว หากเราสามารถจัดระบบเสียงของเราให้ย่อยออกได้ถึง 8 ย่าน ก็จะได้สามารถปรับแต่ง
ให้เสียงออกมาได้น่าฟัง และใกล้เคียงกับเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงมากที่สุด แต่ในความเป็นจริงแล้ว เราคงไม่สามารถจัดระบบเสียงของเรา
ให้แบ่งย่อยออกได้ถึง 8 ย่านความถี่แน่ ๆ ซึ่งระบบเสียงที่นิยมใช้งานกันมากที่สุดในวงการเครื่องเสียงกลางแจ้ง ก็คงหนีไม่พ้นระบบ 2 ทาง
และ ระบบ 3 ทาง แบบที่เพื่อน ๆ สมาชิกใช้กันอยู่ตอนนี้
เราจะทำการจัดแบ่งความถี่ทั้ง 8 ย่าน เสียใหม่ ให้เหลือเพียง 2 ย่าน หรือ 3 ย่าน ตามระบบเสียงของเรากันอย่างไรดี ? โดยคร่าว ๆ ที่รับรู้กัน
ก็คือ
- ย่านเสียงต่ำ Low Range
- ย่านเสียงกลาง Mid Range
- ย่านเสียงสูง High Range
แต่คำถามคือ แล้วเราจะตัดแบ่งความถี่ในแต่ละย่านให้เหมาะสมกับตู้ลำโพงในระบบของเราได้อย่างไร ? ถ้าตอบกันแบบกำปั้นทุบดินก็คือ ดูจาก
สเปคของดอกลำโพงที่เราใช้ในแต่ละย่านเป็นหลัก
เรามาเริ่มพิจารณาจากย่าน Low ก่อนในอันดับแรก
โดยทั่วไปดอกลำโพงที่ผลิตมาสำหรับใช้งานในตู้ลำโพงในย่านนี้ (หลาย ๆ ท่านเรียกกันว่าตู้ Sub Bass แต่ไม่ว่าจะเรียกว่าอะไรก็เหมือนกัน)
ที่ได้รับความนิยมสูงสุดสำหรับงานกลางแจ้งคือ ดอกลำโพงขนาด 18" ซึ่งมักจะตอบสนองความถี่ได้ดีจาก 40Hz ~ 250Hz (ตัวดอกลำโพง)
แต่สิ่งที่จะต้องพิจารณาต่อคือ ตู้ลำโพงที่ทำมาสำหรับย่านนี้ ซึ่งมีหลากหลายสูตร และแต่ละสูตร ก็จะตอบสนองต่อการทำงานของดอก
ลำโพงแตกต่างกัน บางสูตรตอบสนองได้ดีในช่วงความถี่แคบ ๆ (40Hz~80Hz) แต่บางสูตรก็ตอบสนองได้ดีในช่วงความถี่ที่สูงกว่า (70Hz~120Hz)
ดังนั้นค่าเบื้องต้นสำหรับ การตัดความถี่จากครอสของตู้ลำโพงในย่านนี้ จึงอยู่ระหว่าง 35Hz ~ 120Hz โดยประมาณ ซึ่งหากเราดูจากตาราง
ย่านความถี่ ก็คือตู้ย่านนี้จะตอบสนองต่อเสียง Drum Bass และ เสียง Bass สายในช่วงต่ำ นั่นเอง แต่จะไม่มีเสียงร้อง หรือ เสียงพูดออกมาด้วย
หลายท่านเคยถามผมว่า แล้วในเมื่อดอกลำโพงสามารถตอบสนองไปได้ถึง 250Hz ทำไมเราไม่ตัดความถี่ไปจนถึง 250Hz เลยหล่ะ?
** นั่นสินะ เป็นคำถามที่ดีมาก **
อ้าว...ต่ออีกนิด สมาชิกกำลังติดลม 555
จากคำถามที่ว่ามาว่า ทำไมไม่ตัดความถี่ย่าน Low ไปจนถึง 250Hz หล่ะ ในเมื่อดอกลำโพงก็สามารถตอบสนองได้อยู่แล้ว
เหตุผลก็คือ ตู้ลำโพงถูกออกแบบมาให้ตอบสนองความถี่ได้ดีเฉพาะช่วงเท่านั้น ถึงแม้ดอกลำโพงจะสามารถตอบสนองได้
ก็จริงอยู่ แต่เมื่อจับมาใส่ในตู้แต่ละสูตร จะตอบสนองได้ดีเพียงแค่ช่วงความถี่ที่ตัวตู้ถูกออกแบบมา ดังนั้นหากเราดันทุรัง
ตัดความถี่ที่เกินกว่าช่วงที่ตู้ลำโพงถูกออกแบบ ก็จะไม่เกิดประโยชน์แต่อย่างใด และผลเสียที่ตามมาก็คือ พาวเวอร์แอมป์
จะทำงานหนักเกินความจำเป็น เพราะต้องขยายความถี่ที่เกินมาด้วย โดยไม่ได้เกิดประโยชน์อันใดขึ้นมา
และอีกเหตุผลหนึ่งก็คือ เมื่อดอกลำโพงทำงานในย่านความถี่ต่ำ จะีมีการกระพือของกรวยลำโพงค่อนข้างสูง ดังนั้นหากเรา
ผืนตัดความถี่ไปจนถืง 250Hz (มีบางท่านไม่ใช้ครอส อีกตะหากปล่อยสัญญาณ Full range เข้าตู้ Low เลยก็มี) เสียงพูด เสียงร้อง
ในย่านต่ำ ก็จะไปออกที่ตู้ด้วย แต่เนื่องจากกรวยดอกลำโพงมีการกระพือค่อนข้างมาก จะทำให้เสียงพูด เสียงร้องที่ออกมาเกิด
ความพร่ามัว และไม่เคลียร์ จึงไม่สมควรอย่างยิ่งที่จะตัดความถี่ให้สูงเกินจาก 120Hz ขึ้นไป สำหรับตู้ย่าน Low นั่นเองครับ
มาดูรูป กราฟความถี่ที่เราทำการตัดแบ่งจากครอส เพื่อประกอบความเข้าใจกันครับ
สิ่งที่จะคุยเสริมก่อนไปหัวข้อต่อไปคือเรื่อง รูปแบบของฟิลเตอร์ที่ใช้ (Filter Type) และค่าความลาดชัน (Slope) ในการตัดความถี่
รูปแบบของฟิลเตอร์ (Filter Type) นั้น ที่นิยมใช้กันทั่วไปมีอยู่ด้วยกัน 3 แบบ กล่าวคือ
1. Butterworth
2. Bessel
3. Linkwitz-Riley
ซึ่งการทำงานของฟิลเตอร์ทั้ง 3 รูปแบบมีข้อดีและข้อเสีย แตกต่างกันออกไป (จะไม่ขอลงไปในรายละเอียด) แต่ฟิลเตอร์ที่มีข้อเสียน้อยที่สุด
และเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายโดยเฉพาะในครอสแบบ อนาล็อก (ซึ่งไม่สามารถเลือกแบบของฟิลเตอร์ได้เหมือนครอสดิจิตอล) คือ
แบบที่สาม Linkwitz-Riley
ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น ให้ท่านดูรูปด้านบนประกอบ เพราะครอสอนาล็อกจะใช้จุดตัดเดียวกันระหว่าง 2 ย่านความถี่ ซึ่งจะเกิดอาการ
ดังรูปด้านบน (เครดิตรูปจากน้องโต) ในขณะที่ครอสดิจิตอล เราสามารถถ่างจุดตัดความถี่ระหว่างย่านได้โดยไม่ต้องใช้จุดตัด
เดียวกัน
ถามว่าแล้วถ้าหากใช้ครอสดิจิตอลซึ่งมีฟังก์ชั่นให้เลือกรูปแบบของฟิลเตอร์ที่จะใช้ เราจะเลือกรูปแบบไหนมาใช้งานกันดี?
ขอตอบจากประสบการณ์ที่ผ่านมาในการทดสอบทำค่าพารามิเตอร์ให้กับตู้ลำโพงของผมเอง ฟิลเตอร์ Bessel เป็นฟิลเตอร์ที่ผมไม่ชอบ
โทนเสียงที่ได้มากที่สุด และแทบจะไม่เคยใช้เลย ส่วน Butterworth นั้นผมจะใช้เมื่อต้องการให้ฟิลเตอร์มีความคมเป็นพิเศษ แต่ผลเสีย
ที่ตามมาคือ Phase Shift สูง ดังนั้นหากเป็นการทำฟิลเตอร์ที่ไม่เน้นในเรื่องความคมที่จุดตัดความถี่ผมจะใช้ Linkwitz-Riley เป็นหลัก เพราะ
ถึงจะเป็นฟิลเตอร์ที่ไม่คมเท่าแบบ Butterworth แต่ก็จะไม่เกิด Phase Shift เหมือนฟิลเตอร์แบบ Butterworth
ต่อไปเราจะมาคุยกันต่อถึงเรื่องค่าความลาดชัน (Filter Slope)
ต่าความลาดชัน (Filter Slope) คือความแรงสัญญาณ (หน่วยเป็น dB) ที่ถูกลดทอนลงจากความถี่ที่กำหนด ไปยังความถี่ที่ถัดไป หรือ ก่อนหน้า 1 Octave
อะไรคือ Octave อธิบายง่าย ๆ เพื่อความเข้าใจง่าย ๆ ก็คือค่าความถี่ที่เพิ่มขึ้นจากความถี่ที่กำหนด 100% หรือ ลดลง 50% ยกตัวอย่าง
เช่นที่ความถี่ 1kHz ที่เรากำหนด ความถี่ 1 Octave ด้านสูงกว่าคือที่ 2kHz ส่วนความถี่ 1 Octave ด้านต่ำกว่าคือ ความถี่ 500Hz
ดูรูปเพื่อประกอบความเข้าใจกันครับ
กราฟเส้นสีฟ้า เป็นกราฟที่เรากำหนดจุดตัดที่ 1kHz โดยกำหนดให้มีค่าความลาดชันเป็น -6dB / Octave
กราฟเส้นสีส้ม เป็นกราฟที่เรากำหนดจุดตัดที่ 1kHz โดยกำหนดให้มีค่าความลาดชันเป็น -12dB / Octave
กราฟเส้นสีเขียว เป็นกราฟที่เรากำหนดจุดตัดที่ 1kHz โดยกำหนดให้มีค่าความลาดชันเป็น -18dB / Octave
กราฟเส้นสีม่วง เป็นกราฟที่เรากำหนดจุดตัดที่ 1kHz โดยกำหนดให้มีค่าความลาดชันเป็น -24dB / Octave
มาคุยกันต่อครับ
การตัดแบ่งความถี่ย่านเสียงกลาง (Mid Range)
จากตอนที่ผ่าน ๆ มา คิดว่าเพื่อน ๆ น่าจะเข้าใจกันมากขึ้นถึงรูปแบบฟิลเตอร์ที่จะเลือกใช้ และ การตั้งค่าความลาดชัน
ที่จุดตัดความถี่กันไปแล้วในเบื้องต้น ตลอดจนรู้ถึงการตัดแบ่งความถี่เบื้องต้นในย่านเสียงต่ำ (Low Range) แล้วเช่นกัน
ต่อไปเรามาดูกันว่าจะตัดแบ่งความถี่ในย่านเสียงกลาง (Mid Range) กันอย่างไร? จึงจะเหมาะสม
สำหรับท่านที่ใช้ครอสอนาล็อก จุดเริ่มของย่านความถี่เสียงกลางก็จะเป็นจุดเดียวกันกับ จุดสิ้นสุดของย่านเสียงต่ำโดย
หลีกเลี่ยงไม่ได้ทั้งนี้เพราะครอสอนาล็อกออกแบบมาเช่นนั้น (รวมทั้งเลือกรูปแบบของฟิลเตอร์ และค่าความลาดชันไม่ได้)
ทีนี้สำหรับท่านที่ใช้ครอสดิจิตอล คำถามคือ จะตั้งจุดตัดแบ่งความถี่เริ่มต้นของย่านเสียงกลางเป็นจุดเดียวกับจุดสิ้นสุดของ
ย่านเสียงต่ำดีหรือไม่?
คำตอบคือ ขึ้นอยู่กับการตอบสนองของตู้ซับที่ท่านใช้งานว่า ณ. จุดที่สิ้นสุดย่านความถี่ที่เราทำไว้นั้น ตู้ตอบสนองเป็นเช่นไร?
ถ้าตู้ซับทำงานตอบสนองได้ราบเรียบดี (Flat) จนถึงจุดสิ้นสุดย่านความถี่ เราก็สามารถใช้จุดแบ่งความเดียวกันได้เลยเหมือน
ครอสอนาล็อก
หากแต่ถ้าตู้ซับทำงานตอบสนองความถี่ ณ. จุดสิ้นสุดย่านความถี่ของเสียงต่ำได้ไม่ดี เราก็สามารถกำหนดจุดแบ่งความถี่
เริ่มต้นของย่านเสียงกลางให้ทับซ้อนกับย่านเสียงต่ำได้ เพื่อช่วยเพื่มเสียงให้กับตู้ซับในช่วงความถี่นั้น ๆ ยกตัวอย่างเช่นเรา
ตัดย่านเสียงต่ำมาจนถึงความถี่ 120Hz แต่ตู้ซับที่เราใช้งานตอบสนองในช่วงความถี่จาก 110Hz ~ 120Hz ได้ไม่ดี เรา
ก็สามารถกำหนดจุดแบ่งความถี่เริ่มต้นของย่านเสียงกลางให้เริ่มจาก 110Hz หรือต่ำกว่านั้น เพื่อช่วยยกเสียงในช่วงนั้น ๆ ขึ้นมา
อีกทางหนึ่งนั่นเอง
สำหรับจุดสิ้นสุดย่านความถี่เสียงกลางนั้น เราจะพิจารณาจากสเปคของดอกลำโพงที่ใช้ทำเสียงกลางเป็นหลัก โดยทั่วไป
สำหรับดอก 15" มักจะตอบสนองความถี่ได้ดีตั้งแต่ 70Hz ไปจนกระทั่ง 2.5kHz โดยประมาณ ส่วนดอก 12" ก็จะอยู่ในช่วง
85Hz ถึง 2.5kHz โดยประมาณ ส่วนจะตอบสนองได้ราบเรียบขนาดไหน ก็ขึ้นอยู่กับคุณภาพของดอกลำโพงที่เราเลือกใช้
ดังนั้นสำหรับจุดสิ้นสุดย่านความถี่เสียงกลาง ยังต้องคำนึงถึงดอกยูนิตแหลมที่เราเลือกใช้ร่วมด้วยว่าสามารถตอบสนองความถี่
ได้ดีเริ่มตั้งแต่ความถี่ที่เท่าไหร่ แต่จากประสบการณ์ในการทำจุดตัดความถี่สำหรับดอกลำโพงหลาย ๆ รุ่น หลาย ๆ ยี่ห้อ เพื่อ
ความคงทนของยูนิตเสียงแหลม ผมอยากจะแนะนำว่าให้กำหนดจุดตัดความถี่สำหรับเสียงกลางไปจนถึงความถี่ 2kHz เป็น
อย่างน้อย ถึงแม้ว่าดอกยูนิตแหลมจะสามารถตอบสนองความถี่ได้ดีต่ำกว่าความถี่ 2kHz ก็ตาม แต่ทั้งนี้มักจะไม่ค่อยทน
ถ้าหากเราตัดจุดตัดความถี่ต่ำกว่า 2kHz ลงมา ยกเว้นดอกยูนิตยี่ห้อดี ๆ แพง ๆ (บางยูนิตราคาเหยียบหมื่นก็มี) ซึ่งเรา ๆ ก็คง
ไม่หามาใช้กันแน่ (ดอกยูนิตแหลมดี ๆ บางรุ่นสเปคเคลมไว้ที่ความถี่เริ่มต้นตั้งแต่ 800Hz ~18kHz ก็มี)
รูปประกอบดัานล่างนี้ เป็นรูปกราฟย่านความถี่เสียงต่ำ และเสียงกลางที่ผมทำไว้ให้ดูเป็นตัวอย่างครับ