Matching Amp - Spk

[CreÃte_Lek ♫]

   

                                                     เคล็ดลับการแม็ทชิ่ง
                                      "แอมปลิฟาย" ให้กับ "ลำโพง"


       โดยพื้นฐานแล้ว "ลำโพง" เป็นอุปกรณ์ประเภทที่ทำงานด้วยระบบกลศาสตร์ที่ใช้การขยับตัวของแผ่นไดอะแฟรมบางๆ ในการสร้างคลื่นเสียงขึ้นมาและขับดันมันออกไปในอากาศ กลไกที่ใช้ขับเคลื่อนแผ่นไดอะแฟรมเรียกว่า "ว๊อยซ์คอย" (voice coil) มีลักษณะเป็นขดลวดโลหะทรงกระบอกที่ติดอยู่กับแผ่นไดอะแฟรม ในการสร้างคลื่นเสียงนั้น กระบอกว๊อยซ์คอยจะเคลื่อนที่ขยับเดินหน้า-ถอยหลังไปตามปฏิกิริยา "ผลัก" และ "ดูด" ของขั้วแม่เหล็กบนว๊อยซ์คอยอันเนื่องมาจากสัญญาณไฟฟ้า (สัญญาณเสียงในรูปของสัญญาณไฟฟ้า) ที่ส่งตรงจากเพาเวอร์แอมป์ไหลผ่านขดลวดว๊อยซ์คอยทำปฏิกิริยากับขั้วของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรที่ึอยู่ล้อมรอบว๊อยซ์คอยนั้น

จากลักษณะการทำงานที่เกี่ยวเนื่องกันแบบนั้น ทำให้เห็นได้ชัดว่า "คุณภาพเสียง" โดยรวมจากลำโพงคู่ใดคู่หนึ่งจะออกมาดีหรือไม่ดีอย่างไร ย่อมขึ้นอยู่กับตัวแปรสำคัญนั่นคือ "ประสิทธิภาพ" ของ "เพาเวอร์แอมป์" ที่ทำงานร่วมกันนั่นเอง

ทีนี้ปัญหาก็คือ เราจะรู้ได้อย่างไรว่า ลำโพงที่เราใช้งานอยู่ต้องการเพาเวอร์แอมป์แบบไหน.? มันถึงจะให้เสียงออกมาได้ดีเต็มประสิทธิภาพของตัวลำโพงจริงๆ


            เคล็ดลับ..
              ต้องดูที่สเปคฯ

การจับคู่ หรือภาษานักเล่นเครื่องเสียงใช้คำเรียกว่า "แม็ทชิ่ง (matching)" ระหว่าง "แอมปลิฟาย" กับ "ลำโพง" เพื่อให้ได้คุณภาพเสียงออกมาดีที่สุดไม่ใช่เรื่องของโชคช่วย ไม่ใช่ไสยศาสตร์ที่เพ้อฝัน ไม่ใช่อะไรที่ต้องเสี่ยง ใช่แล้วครับ.. ผมกำลังจะบอกคุณว่า มันมีหลักคิดที่สามารถคำนวนออกมาได้ ซึ่งหลักคิดที่ผมกำลังจะบอกนี้ได้มาจากประสบการณ์จริงที่เกิดจากการที่ต้องทำการแม็ทชิ่งชุดเครื่องเสียงมานับครั้งไม่ถ้วนในช่วงของการทำงานทดสอบเครื่องเสียงมานานกว่ายี่สิบปี และผมการันตีได้เลยว่า สูตรนี้ให้ผลเป็นที่น่าพอใจทีเดียว

   
                      สเปคฯ ของลำโพงตัวอย่าง "B"


เริ่มต้นด้วยการหยิบสเปคฯ ของลำโพงขึ้นมาดู อย่าเพิ่งทำหน้าเหมือนเพิ่งซดยาขมอย่างนั้นซิครับ มันไม่ได้ยากอย่างที่คุณกลัว ถึงแม้ว่าจะไม่ได้ร่ำได้เรียนทางด้านอิเล็กทรอนิคมาก่อน แต่ผมรับรองว่า จะไม่แนะนำให้คุณปวดหัวกับสเปคฯ เหล่านี้แน่ๆ

   
                                                       สเปคฯ ของลำโพงตัวอย่าง "A"


แม้ว่าการแสดงสเปคฯ ของลำโพงต่างๆ ในท้องตลาดจะไม่ได้โชว์ให้เราเห็นคุณสมบัติทุกอย่างเหมือนกัน บางคู่ก็แจ้งคุณสมบัติให้รู้แค่บางอย่าง ในขณะที่บางคู่มีตัวเลขให้ดูแทบจะทุกคุณสมบัติ แต่ทั้งนี้ทั้งนั้น มีคุณสมบัติของลำโพงอยู่จำนวนหนึ่งที่ลำโพงเกือบทุกคู่มักจะมีโชว์อยู่ในสเปคฯ อาทิเช่น :

1: frequency response = สเปคฯ ตัวนี้แสดงความสามารถในการ "ตอบสนองความถี่" ของลำโพงคู่นั้น หน่วยเป็น "เฮิร์ต" (Hertz) ตัวเลขด้านหน้าแสดงความถี่ "ต่ำสุด" ที่ลำโพงคู่นั้นสามารถถ่ายทอดออกมาได้ ส่วนตัวเลขด้านขวาแสดงความถี่ "สูงสุด" ที่ลำโพงคู่นั้นสามารถถ่ายทอดออกมาได้

2: Sensitivity = สเปคฯ ตัวนี้บอกให้เรารู้ว่า ลำโพงคู่นั้นมี "ความไว" ต่อการขับดันด้วยกำลังของแอมป์มาก-น้อยแค่ไหน แสดงค่าด้วยตัวเลขความดัง หน่วยเป็นดีบี (dB = decibel) ความหมายหยาบๆ ก็คือ ถ้าตัวเลข "น้อย" แสดงว่าลำโพงคู่นั้นมีความไวต่ำ เลข "เยอะ" แสดงว่ามีความไวสูง ส่วนเกณฑ์ที่ใช้วัดก็มีการกะเอาคร่าวๆ ว่า

ตั้งแต่ 88dB ลงไป = ความไวต่ำ

ระหว่าง 88 - 90dB = ความไวปานกลาง

สูงกว่า 90dB ขึ้นไป = ความไวสูง

3: Impedance = สเปคฯ ตัวนี้เป็นเหมือนผลรวมของความต้านทานของลำโพงคู่นั้น มีไว้เพื่อใช้เป็นจุดอ้างอิงค่าต่างๆ ซึ่งโดยปกติแล้ว ในวงการลำโพงโฮมยูสจะใช้ตัวเลขอิมพีแดนซ์เท่ากับ 8 โอห์มเป็นมาตรฐานกลาง ซึ่งลำโพงส่วนใหญ่ใช้คำเรียกว่า Norminal Impedance ในขณะที่บางคู่ก็อาจจะแจ้งค่าอิมพีแดนซ์ "ต่ำสุด" (Minimum Impedance) ที่ลำโพงคู่นั้นทำได้ไว้ด้วย

4: Recommended amplifier power = สเปคฯ ตัวนี้แสดงตัวเลข "กำลังขับ" ของแอมปลิฟายที่ผู้ผลิตแนะนำให้ใช้ขับลำโพงคู่นี้

ส่วนสเปคฯ อื่นๆ ที่เหลือก็มักจะเป็นส่วนที่แสดงคุณสมบัติของตัวขับเสียงแต่ละตัวที่ลำโพงคู่นั้นใช้ กับส่วนที่แสดงคุณสมบัติทางด้านกายภาพของลำโพงคู่นั้น อาทิ สัดส่วนความกว้าง x ความลึก x ความสูง และน้ำหนัก เป็นต้น

ต้องใช้สเปคฯ ตัวไหน.?

ตัวเลขสเปคฯ ของลำโพงที่เราต้องนำมาใช้พิจารณาในการแม็ทชิ่งหาแอมป์ที่เหมาะสมกับลำโพงคือหัวข้อที่ 4 "Recommended amplifier power" แต่ถ้าดูจากสเปคฯ ของลำโพง A และ B ที่เอามาให้ดูเป็นตัวอย่าง (แถบคาดสีแดง) จะเห็นว่า ตัวเลขของกำลังขับที่ลำโพงทั้งสองคู่นี้แนะนำไว้มันไม่ได้เป็นตัวเลขเดี่ยวๆ แต่เป็นช่วงของกำลังขับที่มีขอบเขตค่อนข้างกว้าง อย่างคู่ A นั้นแนะนำไว้ตั้งแต่ 40 วัตต์ขึ้นไปจนถึง 300 วัตต์ ปัญหาคือ สมมุติว่าคุณต้องหาแอมป์มาขับลำโพงคู่ A คู่นี้ คุณต้องเลือกแอมป์ที่มีกำลังขับเท่าไหร่กันแน่.? ถ้าใช้แอมป์ที่มีกำลังขับข้างละ 40 วัตต์จะน้อยไปมั้ย.? หรือถ้าใช้แอมป์ที่มีกำลังขับข้างละ 300 วัตต์ล่ะ.. มันจะมากเกินไปมั้ย.? สรุปแล้ว สเปคฯ ตัวนี้มันบอกอะไรกับเราแน่.? หรือผู้ผลิตลำโพงแค่ตั้งใจจะบอกกับเราว่า ไม่ควรใช้แอมป์ที่มีกำลังขับน้อยกว่า 40 วัตต์ต่อข้าง ใช้มากกว่า 40 วัตต์ต่อข้างได้ แต่ไม่ควรสูงกว่า 300 วัตต์ต่อข้าง แค่นี้รึเปล่า.? ซึ่งหากเป็นไปตามนี้จริงๆ ก็เท่ากับว่าสเปคฯ ตัวนี้แทบจะไม่ได้ช่วยอะไรเรามากเลย

ในขณะที่คู่ B แนะนำไว้ตั้งแต่ 25 วัตต์ขึ้นไปจนถึง 150 วัตต์ ซึ่งก็มาลักษณะเดียวกัน คือไม่ได้ระบุให้ชัดเจนว่าควรจะใช้แอมป์ที่มีกำลังขับเท่าไหร่ถึงจะได้เสียงออกมาดีที่สุด

คำแนะนำ

แม้ว่าดูๆ ไปแล้ว สเปคฯ ตัว "Recommended amplifier power" เหมือนจะไร้ประโยชน์ แต่จริงๆ แล้วมันมีประโยชน์ เพียงแต่ว่า ในแง่ของผู้ผลิตลำโพงเขาก็ไม่สามารถบอกกำลังขับที่เหมาะสมของแอมป์ออกมาเป็นตัวเลขโดดๆ ได้ เนื่องจาก "ตัวเลขกำลังขับ" เป็นแค่สเปคฯ พื้นฐานตัวหนึ่งของแอมป์เท่านั้น คุณไม่สามารถระบุคุณภาพของแอมป์ได้จากการดูแค่ตัวเลขกำลังขับของมัน ต้องดูที่สเปคฯ ตัวอื่นเข้ามาประกอบกันไปด้วย อีกอย่าง แม้ว่าแอมป์ที่คุณใช้จะมีกำลังขับสูงก็จริง แต่กำลังขับ "จริงๆ" ในขณะที่คุณฟังอาจจะถูกใช้ไปไม่ถึงยี่สิบเปอร์เซ็นต์ของกำลังขับทั้งหมดที่แอมป์ตัวนั้นมีอยู่ก็ได้ (ซึ่งส่วนใหญ่แล้วมักจะเป็นอย่างนั้นซะด้วย..) ขึ้นอยู่กับระดับวอลลุ่มที่คุณใช้

สูตรในการแม็ทชิ่งของผมมีคำแนะนำให้ 2 แบบ ดังนี้ :

1: ถ้าคุณต้องการให้ได้คุณภาพเสียงออกมา "ดีที่สุด" สำหรับลำโพงคู่นั้นๆ ให้เลือกใช้แอมป์ที่มีกำลังขับ "เท่ากับ" ตัวเลขกำลังขับ "สูงสุด" ที่ลำโพงคู่นั้นแนะนำไว้ ซึ่งหากพิจารณาจากสเปคฯ ของลำโพง A ในตัวอย่างก็คือข้างละ 300 วัตต์ และถ้าเป็นลำโพง B ก็คือข้างละ 150 วัตต์

คือถ้าใช้แอมป์ที่มีกำลังขับอยู่ในระดับ "สูงสุด" เท่าที่ลำโพงแนะนำแบบนี้ คุณแทบจะปิดโอกาสที่จะเจอกับปัญหา mismatch ไปได้เลย และไม่ต้องกลัวว่าจะสูงเกินความสามารถของลำโพงที่จะรับมือได้ด้วย เพราะในขณะฟังจริง ไม่มีทางเลยที่คุณจะเร่งวอลลุ่มของแอมป์ไปจนสุดเพื่อให้แอมป์ปล่อยกำลังขับออกมาทั้ง 300 วัตต์

2: ถ้าคุณไม่มีงบมากพอสำหรับแอมป์ที่มีกำลังขับสูงเท่ากับตัวเลขกำลังขับสูงสุดที่ลำโพงคู่นั้นแนะนำไว้ (แน่นอนครับว่า กำลังขับยิ่งเยอะ ราคาจะสูงตามไปด้วย) ในกรณีนี้ควรจะเลือกแอมป์ที่มีกำลังขับข้างละเท่าไรที่จะไม่ทำให้เสียงออกมาไม่ดีแบบที่เรียกว่า “แอมป์ขับไม่ออก” หรือ “ขับออกไม่หมด”

สูตรแนะนำของผมในกรณีนี้ก็คือ ให้ใช้แอมป์ที่มีตัวเลขกำลังขับ "ไม่ต่ำกว่า 75% ของกำลังขับสูงสุดที่สเปคฯ ของลำโพงคู่นั้นแนะนำไว้"

วิธีคำนวน

ให้ดูจากสเปคฯ ของลำโพง A ในตัวอย่างซึ่งระบุกำลังขับสูงสุดที่แนะนำไว้ในสเปคฯ ที่ระดับ 300 วัตต์ ให้เอาตัวเลขกำลังขับสูงสุดมาเข้าบัญญัติไตรยางค์ตามนี้

                                       (300 x 75) / 100

                          ได้ผลลัพธ์ออกมา =  225 วัตต์ ต่อแชนเนล   

   

                             สเปคฯ ของแอมป์ฯ ตัวอย่าง
                   ตัวเลขสเปคฯ ที่เราต้องการอยู่ในแถบสีแดงในภาพ
           ซึ่งแอมป์ตัวนี้บอกกำลังขับเทียบกับ "ความต้านทาน" ไว้ 2 ระดับ คือที่ 8 โอห์ม กับที่ 4 โอห์ม
เวลาจะเอาตัวเลขกำลังขับของแอมป์ไปใช้เทียบก็ให้เลือกตัวที่มีอิมพีแดนซ์ "เท่ากับ" อิมพีแดนซ์ปกติของลำโพง


นั่นก็เท่ากับว่า ถ้าคุณใช้แอมป์ที่มีกำลังขับเท่ากับ 225 วัตต์ต่อแชนเนลขับลำโพงคู่นี้ คุณจะได้คุณภาพเสียงออกมาประมาณ 75% ที่ลำโพงคู่นี้ให้ออกมาได้ ซึ่งแน่นอนว่า ในความเป็นจริงนั้น เราไม่มีทางรู้เลยว่า คุณภาพเสียงที่ระดับสุงสุด (ที่ระดับ 100%) ของลำโพงแต่ละคู่อยู่ตรงจุดไหน.? ซึ่งโดยส่วนตัวของผม ผมใช้วิธีเทียบเอาจากการแม็ทชิ่งด้วยกำลังขับของแอมป์นี่แหละเป็นเกณฑ์ และจากประสบการณ์ที่ผมใช้สูตรนี้ทดลองแม็ทชิ่งมาแล้วหลายต่อหลายคู่ ผมพบว่า คุณภาพเสียงของลำโพงแต่ละคู่ที่ระดับ "75% ขึ้นไป" เป็นระดับคุณภาพที่อยู่ในเกณฑ์ดีสำหรับลำโพงคู่นั้นๆ และเมื่อคุณอัดเพิ่มกำลังขับของแอมป์เข้าไปอีก จาก 75% ไปจนถึง 100% (สูงสุดที่ลำโพงแนะนำไว้) คุณจะได้คุณภาพเสียงเพิ่มขึ้นมาอีกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ถ้าคุณใช้แอมป์ที่มีกำลังขับ "ต่ำกว่า" 75% ของตัวเลขกำลังขับสูงสุดที่ลำโพงแนะนำไว้ลงมา คุณภาพเสียงที่ได้จะออกมาแย่ลงเยอะมาก

ที่มาของข้อมูล : GM2000
ขอขอบคุณ พี่ธานี โหมดสง่า เจ้าของบทความ

[นายนานะ]

 

[chiko]

มีข้อสงสัยครับ..เกี่ยวกับเรื่องความไวของลำโพง จากสเปคของลำโพง สมมุติที่แจ้งไว้คือ 90 db หากเราเอามาประกอบลงตู้ใส่ครอสแล้ว ความไวจะเปลี่ยนมั้ยครับ อีกข้อนึงคือ ค่า อิมพิแด้น 4 โอมร์ 8โอมร์ วัดจากลำโพงเดี่ยวๆ หากประกอบเป็นตู้ใส่ครอสแล้ว ค่าอิมพิแด้นเปลื่ยนมั้ยครับ คือผมไม่เคยทำลำโพงเล่น มีแต่ซื้อสำเร็จรูป..ขอบคุณครับ

[CreÃte_Lek ♫]

 ดอกลำโพงผ่านครอส ความไวลดลงครับ ยิ่งความชันมากๆ order สูงๆ filter ไปมากเท่าไหร่ ความไวก็จะยิ่งต่ำลงครับต้องใช้แอมป์ที่กำลังขับมากขึ้นเป็นเงาตา    ส่วน ดอกผ่านครอส ความต้านทานเท่าเดิมครับ หมายถึงดอกเดียวนะครับ แต่ถ้ามีการขนาน หรือ อนุกรม ก็จะได้ความต้านก่อนผ่านครอส  // หลังจากผ่านครอส ครับ

[RuNgPuEnGⓇ]

รูปภาพสเปค "A","B" สลับกันหรือเปล่าครับโดนเนื้อหาอ่านแล้วไม่ตรงกับภาพ 

[Cijtele52]

การทำงานของ crossover คือ ตัวมันจะมี impedance สูงๆ เวลาไม่ได้อยู่ในช่วงการตอบสนองความถี่ของมันครับ ตรงไหนที่เป็นช่วงของมัน มันจะมี impedance ต่ำมากๆ

ตัวอย่างเช่น crossover มีจุดตัดที่ 300Hz สำหรับ woofer, 300Hz และ 3KHz สำหรับ mid range และ 3KHz สำหรับ tweeter
ลองนึกภาพดูครับว่ามีวงจร 3 วงจรสำหรับ woofer, mid และ tweeter
            ------------> crossover ---> woofer   
          /
input --------------> crossover ---> mid
         \
           ------------> crossover ----> tweeter

ถ้ามีสัญญาณความถี่ 350Hz เข้ามา ด้วยหลักการที่ว่ามาด้านบน คือ วงจร crossover ของ woofer กับ tweeter จะมี impedance สูงมาก ทำให้ไม่มีสัญญาณหลุดไปที่ woofer และ tweeter มีแต่หลุดไปที่ mid เท่านั้น

คราวนี้มาดู impedance รวม สมมติว่า woofer / mid / tweeter เป็น 8 ohm หมด ดังนั้น
woofer + crossover -> สูงมากๆ
mid + crossover -> 8 ohm
tweeter + crossover -> สูงมากๆ
ดังนั้นเวลาเอา R ขนานกัน ความต้านทานรวมจะน้อยกว่าตัวต่ำสุดเสมอ แต่ในที่นี่ส่วนของ woofer และ tweeter มันสูงมากๆ ดังนั้นความ impedance ของลำโพงที่ความถี่ 350Hz จะประมาณ 8 ohm

ซึ่งเป็นคำตอบว่าทำไม driver 8 ohm สามตัวเวลาต่อกับแอมป์แล้ว มันควรจะประมาณ 2.7 ohm แต่ทำไมยังบอก 8 ohm

แล้วถ้าใช้ woofer 8 ohm, mid 6 ohm, tweeter 4 ohm จะเป็นยังไง? อันนี้ขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบครับ บางคนก็ออกแบบวงจรชดเชย impedance ของ driver ด้วย เพื่อให้ impedance รวมไม่โดดขึ้นหรือลดลงมากเกินไปครับ

[CreÃte_Lek ♫]

 นึกว่าจะไม่ทิ้งท้ายให้ซะแล้วครับ    ใช่ครับนั่นคือความจริง สำหรับคนที่เค้าทำเป็นอาชีพเค้าจะทราบดีว่าจะต้องจัดการอะไร อย่างไงกับลำโพงที่ทำ ไม่ว่าจะเรื่องของ เฟส หรือ อิมพิแดนซ์  จึงต้องมีการทำ  equlization  ในระบบครับ

[CreÃte_Lek ♫]

รูปภาพสเปค "A","B" สลับกันหรือเปล่าครับโดนเนื้อหาอ่านแล้วไม่ตรงกับภาพ 

ครับ ผมแจ้งให้ผู้เขียนทราบแล้ว เค้าขอบคุณมา

[rathin]

การทำงานของ crossover คือ ตัวมันจะมี impedance สูงๆ เวลาไม่ได้อยู่ในช่วงการตอบสนองความถี่ของมันครับ ตรงไหนที่เป็นช่วงของมัน มันจะมี impedance ต่ำมากๆ

ตัวอย่างเช่น crossover มีจุดตัดที่ 300Hz สำหรับ woofer, 300Hz และ 3KHz สำหรับ mid range และ 3KHz สำหรับ tweeter
ลองนึกภาพดูครับว่ามีวงจร 3 วงจรสำหรับ woofer, mid และ tweeter
            ------------> crossover ---> woofer   
          /
input --------------> crossover ---> mid
         \
           ------------> crossover ----> tweeter

ถ้ามีสัญญาณความถี่ 350Hz เข้ามา ด้วยหลักการที่ว่ามาด้านบน คือ วงจร crossover ของ woofer กับ tweeter จะมี impedance สูงมาก ทำให้ไม่มีสัญญาณหลุดไปที่ woofer และ tweeter มีแต่หลุดไปที่ mid เท่านั้น

คราวนี้มาดู impedance รวม สมมติว่า woofer / mid / tweeter เป็น 8 ohm หมด ดังนั้น
woofer + crossover -> สูงมากๆ
mid + crossover -> 8 ohm
tweeter + crossover -> สูงมากๆ
ดังนั้นเวลาเอา R ขนานกัน ความต้านทานรวมจะน้อยกว่าตัวต่ำสุดเสมอ แต่ในที่นี่ส่วนของ woofer และ tweeter มันสูงมากๆ ดังนั้นความ impedance ของลำโพงที่ความถี่ 350Hz จะประมาณ 8 ohm

ซึ่งเป็นคำตอบว่าทำไม driver 8 ohm สามตัวเวลาต่อกับแอมป์แล้ว มันควรจะประมาณ 2.7 ohm แต่ทำไมยังบอก 8 ohm

แล้วถ้าใช้ woofer 8 ohm, mid 6 ohm, tweeter 4 ohm จะเป็นยังไง? อันนี้ขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบครับ บางคนก็ออกแบบวงจรชดเชย impedance ของ driver ด้วย เพื่อให้ impedance รวมไม่โดดขึ้นหรือลดลงมากเกินไปครับ

 

[samud]

สงสัยมานาน ค่อนข้างเข้าใจแล้ว เรื่องของMatching ระหว่างเครื่องขยาย ครอส แล้วก็ลำโพง ถ้าเราDiyแล้วมันMatchกัน  ผมคิดดูก็เหมือนซื้อหวยแล้วถูกรางวัลละครับ

[CreÃte_Lek ♫]

 Hidden text ข้อความถูกซ่อน ! : Members only เฉพาะสมาชิกเท่านั้นที่สามารถมองเห็นได้ค่ะ!