จับประเด็นเขา นำมาเล่าสู่ – 2
โดย ฟ้าใส
…พบกันครั้งแรก ประเดิมกันไปแล้วด้วยเรื่องราวของ โดมทวีตเตอร์ ที่ทำให้ท่านได้พอรู้ว่า บริเวณยอดโดมนั้นจริงๆ แล้วกลับปลดปล่อยความผิดเพี้ยนทางเสียงออกมา มิใช่ “เสียงหลัก” ที่ต้องการใช้งาน ซึ่งหากทวีตเตอร์ที่ใช้เป็นโดมแบบโลหะ (metal dome) ด้วยแล้ว ความผิดเพี้ยนทางเสียงที่ปล่อยออกมาก็ยิ่งจัดจ้า และยิ่งจำเป็นต้องกำจัด หรือ สลายทิ้ง เราจึงได้เห็นวัสดุทรงแหลมบ้าง ทรงโค้งบ้าง อย่างที่เขาเรียกวัสดุจำพวกนี้ว่า “เลนส์เสียง” (acoustic lens) มาติดตั้ง “บัง” ส่วนยอดโดมของทวีตเตอร์แบบโดมโลหะเอาไว้ ด้วยจุดประสงค์มิใช่เพื่อปกป้องยอดโดมโลหะเอาไว้อย่างที่เข้าใจกัน หากแต่เพื่อให้ –เลนส์เสียง- ทำหน้าที่ในการกระจาย หรือ สลายเสียงที่เป็นความผิดเพี้ยนที่ปล่อยออกมาจากบริเวณยอดโดมนั้น มิให้พุ่งเข้าสู่หูคนเราเวลาฟังครับ
เพราะว่าช่วงความถี่สูงๆ นี่จะมีค่าความยาวคลื่นที่สั้นเพียงแค่หลักเซนติเมตรเท่านั้น หากมีวัสดุอะไรเพียงแค่ชิ้นเล็กๆ มาวางขวางกั้นทิศทางของเสียงบริเวณยอดโดมไว้ ความถี่สูงๆ ที่เป็นความผิดเพี้ยนทางเสียงที่ปลดปล่อยออกมาจากบริเวณยอดโดมก็จะสามารถฟุ้งกระจาย-แยกสลาย หรือหักล้างกัน ไม่มีพลังงานที่เหลือพอจะพุ่งฝ่ามาเข้าหูของเราได้ ซึ่งนี่คือเคล็ดลับที่จำเป็นสำหรับทวีตเตอร์แบบโดมโลหะ
มาในครั้งนี้ขออนุญาต “ขยายความ” เล่าต่ออีกนิดที่ถือว่าติดพัน-ต่อเนื่องมาจากเรื่องของ ทวีตเตอร์นี่แหละ นั่นคือ “ซูเปอร์ทวีตเตอร์” ครับ บางทีบางท่านอาจคิดว่า การเสริมซูเปอร์ทวีตเตอร์เข้าไปในระบบเสียงจะส่งผลดีแต่จำเพาะช่วงเสียงสูงๆ แต่เพียงลำพัง ไม่มีอะไรที่โยงใยไปถึงอีก จึงไม่มีความคิดที่จะซื้อหามาใส่เพิ่ม ผมจึงขอนำความจริงมาตีแผ่ให้ทราบก็แล้วกัน
“ซูเปอร์ทวีตเตอร์” (super tweeter) จริงๆ แล้วนั้นมิใช่เรื่องแปลกใหม่ หรือว่าเพิ่งจะมาหวือหวา-ฮือฮากันในช่วงที่ SACD และ HD format เข้ามามีบทบาทในวงการเครื่องเสียง ในฐานะของแหล่งสัญญาณที่สามารถให้ช่วงย่านความถี่ตอบสนองได้สูงเกิน 20 kHz ซึ่งทวีตเตอร์โดยทั่วไปตอบสนองขึ้นไปไม่ถึง จึงจำเป็นต้องมีทวีตเตอร์พิเศษที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อ “ขยาย” ขอบเขตการรองรับได้กับช่วงย่านความถี่ตอบสนองที่สูงเกิน 20 kHz นี้ ซึ่งในทางทฤษฎีนั้นว่ากันว่าสูงขึ้นไปถึงประมาณ 50 kHz เป็นอย่างน้อย
ริบบอน ทวีตเตอร์ (ribbon tweeter) –ธรรมดาๆ นี่แหละ ในทางทฤษฎีสามารถให้การตอบสนองช่วงความถี่เสียงขึ้นไปได้สูงถึง 80 หรือ 100 kHz ได้เลยเชียวแหละ ลองดูซิครับ – ลองหาลำโพงที่ใช้ริบบอนทวีตเตอร์มาฟังดู เอาเพลงธรรมดาสามัญนั่นแหละ ไม่ต้องเลิศวิไลไปใช้ SACD อะไรหรอก รับรองว่า ถ้าไม่ตั้งอคติไว้ในใจ คุณเป็นต้องได้ยินเสียงอะไรบางอย่างที่ “มากกว่า” โดมทวีตเตอร์นั้นให้ออกมา มันเป็นเสมือน “ละออง-อณู” ของปลายเสียงสูงๆ ที่แผ่ออกมาให้สัมผัส-รับรู้ได้
ผมว่าเรามาลองนึกอะไรกันเล่นๆ ก่อนนะครับ เดี๋ยวค่อยวกกลับมาเข้าเรื่องของเราอย่างเป็นชิ้นเป็นอันกัน ทั้งนี้ก็เพื่อให้เราๆ ท่านๆ ได้เข้าอะไรๆ ในความเป็นตัวขับเสียง (drivers) กัน – เอาอย่างงี้ครับ เรามาเริ่มที่ตัวขับเสียงแบบ “full-range” กันก่อนละกัน ชื่อก็บอกอยู่แล้วนะครับว่า “ตอบสนองเต็มช่วงย่าน” ตัวขับเสียงแบบนี้มักจะมีขนาดที่ไม่ใหญ่นักประมาณสัก 4-6 นิ้ว เพื่อให้ไดอะแฟรม (diaphragm) หรือตัวกรวยลำโพงสามารถสั่นไหวเกิดเป็นคลื่นเสียงในช่วงย่านความถี่ที่ครอบคลุมเสียงดนตรีโดยส่วนใหญ่ หรือว่าเสียงมนุษย์โดยทั่วไปได้ชัดเจน
ขนาดของตัวกรวยลำโพงมีความสัมพันธ์กับเรื่องของช่วงย่านความถี่ตอบสนองโดยตรง เพราะการสั่นไหวของตัวกรวยลำโพงเร็ว หรือ ช้าส่งผลต่อความถี่เสียงที่มันปลดปล่อยออกมา ตัวขับเสียงแบบ full-range ทำงานได้ดีในช่วงย่านเสียงที่กว้าง สืบเนื่องมาจากขนาดที่ไม่ใหญ่นักของมัน การสั่นไหวจึงทำได้รวดเร็ว แต่ก็ -ไม่- เร็วพอจะตอบสนองต่อช่วงความถี่เสียงสูง ขนาดที่ไม่ใหญ่นักของมันจึงมีพื้นที่ในการผลักดันมวลอากาศที่ -ไม่-มากพอต่อการตอบสนองความถี่ต่ำ ทำให้ตัวขับเสียงแบบ full-range มี “ขีดจำกัด” ของการทำงานโดยธรรมชาติ จากหลักการทางด้านฟิสิกส์ที่อยู่ในตัวของมันเอง ซึ่งบางทีนั้นมิดเรนจ์ก็จัดเป็นตัวขับเสียงแบบ full-range ด้วยเช่นกัน เพราะจะทำงานตอบสนองความถี่ลงไปลึกอย่างวูฟเฟอร์ก็ไม่ได้ จะสั่นไหวให้เร็วๆ จนตอบสนองช่วงความถี่เสียงสูงแบบทวีตเตอร์ก็ไม่ไหว ตัวขับเสียงแบบ full-range จึงทำหน้าที่ครอบคลุมแต่เฉพาะช่วงย่านนึงเท่านั้น
ตัวขับเสียงแบบ full-range จึงไม่ต้องการ “วงจรตัดกรองความถี่” หรือ crossover เข้ามากำหนดพิกัดการทำงานของมัน ทั้งในช่วงความถี่ต่ำและความถี่สูง ซึ่งมักพบเห็นตัวขับเสียงแบบ full-range ถูกนำไปใช้งานได้ในลำโพงแบบ ฮอร์น (horn) เป็นส่วนใหญ่ เพื่อให้ “ฮอร์น” นั้นช่วยเสริมประสิทธิภาพการทำงานของมัน ซึ่งความจริงนั้น ตัวตู้แบบฮอร์นนับเป็นความชาญฉลาดของผู้คิดค้นอย่างยิ่งยวด เพราะทำหน้าที่ 2 อย่างไปพร้อมกัน ทั้งในแง่ที่ว่า –ปากฮอร์น- จะทำการรวบรวมเสียงความถี่สูงๆให้พุ่งเป็นลำออกไปด้านหน้า ทำนองว่าคล้ายๆกับการเอามือป้องปากคนเราแล้วตะโกนออกไป เสียงก็จะดังกว่าการไม่เอามือมาป้องปากนั่นแหละ เพราะมือไปช่วยลดความสะเปะสะปะของเสียง ปากฮอร์นก็ทำงานในลักษณะนี้เช่นเดียวกัน
ในขณะที่ –ด้านหลังปากฮอร์น- ซึ่งทำเป็นท่อคดโค้งนั้น ก็เพื่อให้อากาศที่อยู่ในท่อเกิดการสั่นไหวกลายเป็นเสียงออกมาช่วยเสริมกับเสียงที่ตัวขับเสียงแบบ full-range ปล่อยออกมา ขนาดท่อยิ่งใหญ่-ยิ่งยาว มวลอากาศที่อยู่ในท่อก็จะยิ่งมาก การคดโค้งไป-มาของท่อยิ่งมากเท่าไหร่ก็ยิ่งเท่ากับเป็นการเพิ่มความยาวของท่อนั้นให้มากขึ้นเท่านั้น ตัวขับเสียงแบบ full-range ที่ติดตั้งในตู้แบบฮอร์นจึงสามารถให้เสียงความถี่ต่ำออกมาได้อย่างไงล่ะครับ
มาถึงวูฟเฟอร์กันละ -วูฟเฟอร์มีขนาดตัวกรวยที่ใหญ่มากกว่าตัวขับเสียงแบบ full-range จึงสามารถตอบสนองความถี่เสียงลงไปได้ต่ำกว่า โดยยังคงสามารถตอบสนองช่วงความถี่เสียงกลางได้ แต่ว่าไม่ดีเท่า ทว่าในขณะเดียวกันขนาดที่ใหญ่ทำให้วูฟเฟอร์มีมวลที่มากขึ้น จนมิอาจทำหน้าที่สั่นไหวได้อย่างรวดเร็วพอที่จะตอบสนองต่อช่วงย่านความถี่สูงได้ เราจึงจำเป็นต้องใช้ทวีตเตอร์เข้ามารับภาระหน้าที่ในการขับขานช่วงความถี่สูงโดยตรง
ทีนี้ขอให้ลองนึกถึงวูฟเฟอร์นะครับ วูฟเฟอร์จะทำงานได้ดีในช่วงความถี่ต่ำใช่ไหมครับ แต่บางครั้งหากเป็นช่วงความถี่ทุ้มลึก ลงไปสัก 25 -20 เฮิรตซ์ หรือกว่านั้น วูฟเฟอร์นั้นจะทำงานได้ยาก-ลำบากกว่าธรรมดา แต่มิใช่ว่ามันจะทำไม่ได้ – มันทำหน้าที่ของมันอยู่แล้ว แต่ทำได้ไม่ดีนักต่างหากล่ะ จึงจำเป็นต้องมีตัวช่วยเข้าเสริมภาระการทำงานของมัน นั่นก็คือ ซับวูฟเฟอร์ – เจ้าซับวูฟเฟอร์จะเข้ามารองรับช่วงความถี่เสียงทุ้มลึกๆ ที่วูฟเฟอร์ทำงานได้ไม่ดีนัก
แล้วในส่วนของทวีตเตอร์ล่ะ ก็น่าจะในทำนองเดียวกันใช่ไหมครับ เพราะทวีตเตอร์ไม่สามารถรองรับช่วงความถี่ที่สูงเกินกว่า 20 kHz ได้ จึงจำเป็นต้องใช้ซูเปอร์ทวีตเตอร์เข้ามาช่วย …ใช่น่ะใช่ แต่ไม่เต็มร้อยครับ ทั้งนี้เพราะชิ้นดนตรีน้อยชิ้นจริงๆ ครับที่จะสามารถผลิตเสียงความถี่สูงๆ ที่สูงเกินกว่า 15 kHz ได้ ฉะนั้นทวีตเตอร์ธรรมดาๆ ก็ทำงานสบายแฮกันอยู่แล้ว อ้าว ! ถ้าอย่างนั้นซูเปอร์ทวีตเตอร์เข้ามาช่วยในด้านไหนกันล่ะ
ในธรรมชาติหูมนุษย์เราสามารถรับรู้เสียงได้ครอบคลุมตั้งแต่ 20 เฮิรตซ์ ขึ้นไปจนถึง 20,000 เฮิรตซ์ โดยประมาณ …แต่ใช่ว่าในธรรมชาติจะไม่มีเสียงอะไรที่ไปได้สูงกว่านี้ หรือ ลงมาได้ต่ำกว่านี้ ประสาทหูของคนเราอาจจะรับฟังไม่ได้ แต่ประสาทส่วนอื่นของคนเรายังสามารถรับรู้ได้ นั่นคือ “ผิวหนัง” – ผิวหนังเป็นอวัยวะอันละเอียดอ่อนมาก มีเส้นประสาทอยู่มากมายที่ไหวต่อความรู้สึก โดยเฉพาะขนอ่อนๆบนผิวหนังนี่แหละสำคัญนัก เป็นตัวตรวจจับการสั่นไหวของคลื่นอากาศอันแผ่วเบาได้อย่างยอดเยี่ยม
Alan Shaw เจ้าสำนักของ HARBETH บอกว่า ทวีตเตอร์นั้นทำหน้าที่ตามปกติของมันได้ดีอยู่แล้ว เพราะมีชิ้นดนตรีเพียงไม่กี่ชิ้นที่จะสามารถผลิตเสียงความถี่ที่สูงกว่า 15,000 เฮิรตซ์ได้ ทวีตเตอร์จึงรับหน้าที่ของมันได้อย่างสบาย แต่ตัวที่ทำลายก่อความเสียหายต่อทวีตเตอร์ก็คือ ความถี่สูงๆ ส่วนปลายช่วงเหนือกว่า 15 kHz ขึ้นไปนี่แหละ ที่จะกลายเป็นความผิดเพี้ยนทางเสียงที่ย้อนกลับไปทำลายตัวทวีตเตอร์ ซูเปอร์ทวีตเตอร์ที่เข้ามา “เสริม” จะรับภาระส่วนเกินนี้ไป แต่ว่าจะมิใช่ในลักษณะความผิดเพี้ยนทางเสียงหรอกนะ เพราะซูเปอร์ทวีตเตอร์ได้รับการออกแบบมาให้รองรับกับความถี่สูงๆ ขึ้นไปจนถึง 50 kHz ได้อย่างไม่มีปัญหา ทวีตเตอร์ก็จะทำหน้าที่ของมันได้อย่างไร้ปัญหา พูดง่ายๆ ว่า ได้เสียงที่ดีขึ้นนั่นเอง
ผมเองยังจำได้ว่า ช่วงที่ SACD Player ปล่อยออกสู่ตลาดช่วงแรกๆ นั้น เครื่องเล่นบางยี่ห้อจะมี filter switch ติดตั้งมาให้ สำหรับทำการกรองทิ้งช่วงย่านความถี่ตอบสนองที่สูงเกินกว่า 20 kHz ออกไป เพื่อความปลอดภัยต่อทวีตเตอร์ธรรมดาที่ใช้กันอยู่เวลานั้น เพราะว่าความถี่ที่สูงเกินกว่า 20 kHz จะกลายเป็น “พลังงาน” ส่วนเกินที่ทวีตเตอร์ธรรมดาไม่สามารถรองรับได้ แต่กลับกลายเป็นความผิดเพี้ยนทางเสียงที่คอย “เผา” วอยซ์คอยล์ของทวีตเตอร์ธรรมดาอยู่ตลอดเวลาขณะทำงาน ก่อให้เกิดอันตรายต่อทวีตเตอร์ธรรมดาโดยไม่จำเป็น นั่นเป็นเรื่องที่เขาคิดคำนึงถึงจึงได้ติดตั้ง filter switch ที่ว่านั้นมาให้ด้วย
ดังนั้นโดยแท้จริงแล้ว ซูเปอร์ทวีตเตอร์ไม่ได้ถูกใช้งาน เพื่อเปล่งความถี่เสียงสูงมาก ออกมาให้เราๆ ท่านๆ ได้รับฟังกัน หากแต่เพื่อให้ประสาทสัมผัสของคนเรา อย่างผิวหนังได้รู้สึก-รับรู้ต่างหาก ในขณะที่ทวีตเตอร์ก็สามารถทำงานในช่วงย่านของมันได้สบายขึ้น สุ้มเสียงโดยรวมจึงฟังดูแจ่มชัด-สดใส และเปี่ยมในบรรยากาศ หรือ สัมผัสได้ถึงแอมเบี้ยนซ์ได้ถนัดชัดขึ้น …พอจะเห็นได้ถึงภาระหน้าที่ของซูเปอร์ทวีตเตอร์ไหมครับว่า มิได้ให้เพียงแค่ช่วงความถี่เสียงสูงๆ ที่เกินกว่า 15 หรือ 20 kHz อย่างที่เรียกว่า ‘ultrasonic’ เท่านั้น หากแต่มันยังให้ -ความสมจริง- ต่อสนามเสียง (soundfield) ที่รับฟัง รวมทั้งยังส่งผลดีต่อย่านเสียงกลางและเสียงต่ำด้วยเช่นกัน ในลักษณะของ “ความอิ่มเอิบ” หรือ “ความฉ่ำชุ่ม” ของมวลบรรยากาศ อย่างที่ฝรั่งเรียกกันว่า “airy-ness” เป็นประเด็นสำคัญ …เชื่อหรือไม่ !!
ครั้งหนึ่งผมเองได้รับฟังซิสเต็มธรรมดาๆ ระดับกลางๆ มิได้มีความวิลิศมาหราอะไรนัก เว้นแต่ว่ามีซูเปอร์ทวีตเตอร์ต่อพ่วงเพิ่มเติมเข้ามา ยังจำได้ว่า โอ้ว…ช่างเป็นเสียงที่อิ่มฉ่ำมีน้ำมีนวล ลื่นไหลฟังสบายหูมาก พร้อมด้วยมวลบรรยากาศ ครั้นพอถอดสายพ่วงซูเปอร์ทวีตเตอร์ออก …ด้วยความสัตย์จริง เวทีเสียงหุบตัวลงในบัดดล บรรยากาศอันอบอวลก็หายไปด้วย ความอิ่มเอิบของเสียงร้องก็ดูจะจางๆไปไม่อิ่มฉ่ำนัก นี่แหละครับ อานิสงส์ของการใช้ซูเปอร์ทวีตเตอร์ที่ “มิใช่” ไปช่วยเพิ่ม หรือ เน้นรายละเอียดต่างๆ ในช่วงปลายเสียงสูงๆ ให้โดดเด่นขึ้น หากแต่ช่วยให้เสียงที่รับฟังนั้น-สมจริงขึ้น
เนื่องจากซูเปอร์ทวีตเตอร์ต้องทำงานในช่วง ultrasonic จังหวะการสั่นไหวของมันจึงต้องฉับไวมาก มวลของตัวขับเสียงจึงต้องทั้งเบาและแข็งแกร่งมากไปพร้อมกัน วัสดุไททาเนียมจึงเป็นที่นิยมเพราะครบถ้วนด้วยคุณสมบัติดังกล่าว แต่เนื่องจากความถี่ที่สูงมากๆ ของการตอบสนอง ค่าความยาวคลื่น (wavelength) จึงสั้นมาก อาจไม่ถึงเซนติเมตรด้วยซ้ำ รวมทั้งมุมการกระจายเสียง (dispersion) ก็แคบมากเช่นกัน ขนาดของตัวโดมซูเปอร์ทวีตเตอร์จึงไม่จำเป็นต้องใหญ่นัก ทั้งเพื่อหลีกเลี่ยงความผิดเพี้ยนทางเสียงส่วนเกิน และลดปริมาตรของมวลไปด้วยในขณะเดียวกัน แต่ที่สำคัญตัวโดมต้องแข็งแกร่งมากๆ อย่างที่บอก
ขอย้อนมาทีริบบอน ทวีตเตอร์อีกครั้ง อย่างที่ได้กล่าวไว้ในตอนต้นว่า สามารถให้การตอบสนองช่วงความถี่เสียงขึ้นไปได้สูงถึง 80 หรือ 100 kHz ในทางทฤษฎี เนื่องจาก “ความเบา” และ “บาง” ของแผ่นไดอะแฟรม ทำให้ช่วงจำหวะของการสั่นไหวนั้นทำได้รวดเร็วมาก จนสามารถพลิ้วไหวขึ้นไปถึงช่วง ultrasonic ได้อย่างสบาย ในขณะรับฟังลำโพงที่ใช้ริบบอน ทวีตเตอร์จึงสามารถรับรู้ได้ถึง “ละออง-อณู” ของปลายเสียงสูงๆที่แผ่ออกมา
ซึ่งในครั้งหน้าขอนำเรื่องราวของริบบอน ทวีตเตอร์ รวมทั้งทวีตเตอร์อีกรูปแบบนึงซึ่งอาจดูละม้ายคล้ายกันในลักษณะการทำงาน นั่นคือ heil-air motion tweeter ซึ่ง Dr. Oskar Heil เป็นผู้คิดค้นพัฒนาขึ้น กระทั่งทราบไหมล่ะว่า “JET tweeter” ของ ELAC นั้นคือผู้สืบทอดพัฒนาการ มาสาธยายเล่าขานกันเป็นตอนต่อไป-ดีไหมครับท่าน …สวัสดี/
