มาต่อกันตอนที่ 3 กันเลยดีกว่าครับ กับ What Hi-Fi? Vocabulary…
Crossover
ระบบลำโพงแบบ พาสซีฟ (Passive) ตั้งแต่ 2-ทางขึ้นไป ล้วนจำเป็นต้องมีวงจรตัดกรอง/แบ่งช่วงความถี่ เพื่อทำหน้าที่ตัดกรอง/แบ่งช่วงความถี่ให้เหมาะสมต่อภาระการทำงานของไดรเวอร์ หรือ ตัวขับเสียงแต่ละตัว โดยในระบบลำโพงแบบ 2-ทาง “Crossover” ก็จะกรองสัญญาณเสียงช่วงความถี่ต่ำไว้ มิให้ไปสู่ทวีตเตอร์ หรือ ตัวขับเสียงย่านความถี่สูง เพื่อให้ทวีตเตอร์ทำหน้าที่ขับขานสัญญาณเสียงช่วงความถี่สูงได้เต็มที่ แล้วปล่อยให้มิดเรนจ์/วูฟเฟอร์ หรือ ตัวขับเสียงย่านความถี่กลาง/ต่ำ รองรับการทำงานได้เต็มที่ ตั้งแต่ช่วงความถี่จุดตัดกรองลงมา
อย่างเช่น ลำโพงระบุค่าสเปคฯว่า เป็นแบบ 2-ทางสามารถตอบสนองความถี่ 62Hz-24kHz กำหนดจุดตัดกรอง/แบ่งช่วงความถี่ไว้ที่ 1,800Hz นั่นหมายความว่า “Crossover” ของลำโพงจะทำหน้าที่ตัด/กรองสัญญาณเสียงออกเป็น 2 ช่วงย่าน (ต่ำกับสูง) ส่งสัญญาณช่วงย่านเสียงต่ำให้มิดเรนจ์/วูฟเฟอร์รับภาระการทำงานขับขานความถี่ 1,800Hz ลงมาถึง 62Hz ส่วนทวีตเตอร์ก็จะรับสัญญาณช่วงย่านเสียงสูงจาก “Crossover” รับภาระการทำงานขับขานความถี่สูง ตั้งแต่ 1,800Hz ขึ้นไปจนถึง 24,000Hz นั่นเอง
สำหรับลำโพงแบบ 3-ทาง “Crossover” ก็จะตัด/กรองสัญญาณเสียงออกเป็น 3 ช่วงย่าน (ต่ำ-กลาง-สูง) แล้วส่งสัญญาณความถี่สูงไปยังทวีตเตอร์ หรือพูดง่ายๆ ได้ว่า กั้นมิให้สัญญาณความถี่ต่ำไปสู่ทวีตเตอร์ หรือ ตัวขับเสียงย่านความถี่สูง เพื่อให้ทวีตเตอร์ทำหน้าที่ขับขานสัญญาณเสียงช่วงความถี่สูงได้เต็มที่ แล้วกรองสัญญาณช่วงความถี่เสียงกลาง ให้ไปสู่มิดเรนจ์ หรือ ตัวขับเสียงย่านความถี่กลางในลักษณะของ Band-Pass เพื่อให้มิดเรนจ์ทำหน้าที่ขับขานสัญญาณช่วงความถี่เสียงกลางได้เต็มที่ ในขณะที่ก็จะปล่อยสัญญาณความถี่ต่ำไป ให้วูฟเฟอร์ หรือ ตัวขับเสียงย่านความถี่ต่ำ รองรับการทำงานได้เต็มที่ ตั้งแต่ช่วงความถี่จุดตัดกรอง Band-Pass ลงมา
ถ้าหากเป็นลำโพงแบบ พาสซีฟ (Passive) ตั้งแต่ 3-ทางขึ้นไป “Crossover” ก็จะยิ่งซับซ้อน เพราะต้องทำหน้าที่ตัดกรอง/แบ่งช่วงสัญญาณเสียงมากกว่า 3-ทาง เพื่อป้อนช่วงสัญญาณเสียงที่เหมาะสมให้กับตัวขับเสียงช่วงความถี่ต่ำ-ตัวขับเสียงช่วงความถี่กลาง/ต่ำ-ตัวขับเสียงช่วงความถี่กลาง/สูง และตัวขับเสียงช่วงความถี่สูงเป็นอาทิ
ทั้งนี้ “Crossover” ก็จะมีค่าความชัน (Slope) ของการตัดกรอง/แบ่งช่วงสัญญาณเสียง เป็นตัวบ่งบอก “ความเด็ดขาด” ของการตัดกรอง/แบ่งช่วงสัญญาณเสียงในแต่ละช่วง มีหน่วยเป็น dB/Octave ยิ่งค่าความชัน (Slope) ของการตัดกรอง/แบ่งช่วงสัญญาณเสียงยิ่งมาก ก็จะยิ่งบ่งบอกถึง ความเด็ดขาดของการตัดกรอง/แบ่งช่วงสัญญาณเสียงในแต่ละช่วงที่ยิ่งมากขึ้น แต่ก็ต้องแลกกับ “องศา” ของค่าเฟสเสียงที่จะแปรเปลี่ยน หรือ เลื่อน (Shift) ไปตามอัตราความชัน (Slope) ของการตัดกรอง/แบ่งช่วงสัญญาณเสียงด้วยเช่นกัน
Coil
ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นตัวนำไฟฟ้าอย่างหนึ่ง อย่างเช่น ลวดในรูปของขดลวด, รูปเกลียวก้นหอย หรือ เกลียวสปริง ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าถูกใช้ในวิศวกรรมไฟฟ้า, ในการใช้งานที่กระแสไฟฟ้าจะมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็ก, ในอุปกรณ์ไฟฟ้าเช่น ตัวเหนี่ยวนำ, แม่เหล็กไฟฟ้า, หม้อแปลง และขดลวดเซ็นเซอร์ ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ามีหน่วยเป็น Henries (H)
ประเภทของคอยล์
– สามารถจำแนกคอยล์ตามความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่ออกแบบมาให้ทำงานด้วย :-
• ขดลวดไฟฟ้ากระแสตรง หรือ DC หรือ แม่เหล็กไฟฟ้าทำงานด้วยกระแสตรงคงที่ในขดลวด
• ขดลวดความถี่เสียง หรือ Audio Frequency (AF) ตัวเหนี่ยวนำ หรือ หม้อแปลงทำงานด้วยกระแสสลับในช่วงความถี่เสียง ต่ำกว่า 20 kHz
• ขดลวดความถี่วิทยุ หรือ Radio Frequency (RF) ตัวเหนี่ยวนำ หรือ หม้อแปลงทำงานด้วยกระแสสลับในช่วงความถี่วิทยุ สูงกว่า 20 kHz
– สามารถจำแนกขดลวดตามหน้าที่ได้ดังนี้ :-
• Electromagnets : แม่เหล็กไฟฟ้า คือ ขดลวดที่สร้างสนามแม่เหล็กสำหรับใช้ภายนอก เช่น
Solenoid-แม่เหล็กไฟฟ้าที่มีลักษณะเป็นเกลียวกลวงตรง
Motor and Generator Windings-แม่เหล็กไฟฟ้าแกนเหล็กบนโรเตอร์ (Rotor) หรือ สเตเตอร์ (Stator) ของมอเตอร์ไฟฟ้า และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งกระทำต่อกันเพื่อหมุนเพลา (มอเตอร์) หรือ สร้างกระแสไฟฟ้า (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า)
Field winding-ขดลวดแกนเหล็ก ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กคงที่ เพื่อกระทำกับขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature Winding)
Armature winding-ขดลวดแกนเหล็ก ซึ่งถูกกระทำโดยสนามแม่เหล็กของขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field Winding) เพื่อสร้างแรงบิด (มอเตอร์) หรือเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าเพื่อผลิตพลังงาน (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า)
Helmholtz Coil, Maxwell Coil-คอยล์แกนอากาศ (Air-Core Coils) ซึ่งทำหน้าที่หักล้างสนามแม่เหล็กภายนอก (อนึ่ง “คอยล์แกนอากาศ” เป็นตัวเหนี่ยวนำที่ไม่ได้ใช้แกนแม่เหล็กที่ทำจากวัสดุ Ferromagnetic ดังนั้นจึงหมายถึง คอยล์ที่พันบนพลาสติก, เซรามิก หรือ รูปแบบอื่นๆ ของวัสดุ Nonmagnetic เช่นเดียวกับพวกวัสดุที่มีเพียงอากาศภายในขดลวด แกนอากาศมีค่าการเหนี่ยวนำต่ำกว่าคอยล์แกน Ferromagnetic แต่มักจะถูกนำมาใช้กับความถี่สูง เพราะมีอิสระจากการสูญเสียพลังงาน ที่เรียกว่า Core Losses ที่เกิดขึ้นในแกน Ferromagnetic ซึ่งเพิ่มขึ้นตามความถี่ ผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นในคอยล์แกนอากาศในที่ซึ่งขดลวดไม่ได้รับการยึดติดอย่างเหนียวแน่นในแบบที่เป็น ‘Microphony’ หมายถึง การสั่นสะเทือนทางกลของขดลวดสามารถทำให้เกิดการ เปลี่ยนแปลงในการเหนี่ยวนำ)
Voice Coil-คอยล์ที่ใช้ในลำโพงแบบ ขดลวดเคลื่อนที่ (Moving-Coil Loudspeaker) ซึ่งแขวนอยู่ระหว่างขั้วของแม่เหล็ก เมื่อสัญญาณเสียงถูกส่งผ่านคอยล์ คอยล์จะสั่นสะเทือน ทำให้กรวยลำโพงที่ติดอยู่ขยับไป-มา เพื่อสร้างคลื่นเสียง ส่วนแบบตรงกันข้ามใช้ในไมโครโฟนแบบ ไดนามิก ซึ่งการสั่นของเสียงที่ถูกดักจับโดยไดอะแฟรม (Diaphragm) จะถ่ายโอนทางกายภาพไปยังคอยล์เสียงที่จมตัวอยู่ในสนามแม่เหล็ก จากนั้นปลายขั้วของคอยล์จะสร้างสัญญาณแอนาล็อกทางไฟฟ้าของการสั่นเหล่านั้น
• Inductors : ตัวเหนี่ยวนำ หรือ ตัวปฏิกิริยา (Reactors) คือ ขดลวดที่สร้างสนามแม่เหล็ก ซึ่งโต้ตอบกับขดลวดนั้นเอง เพื่อเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ ซึ่งต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด ตัวเหนี่ยวนำใช้เป็นองค์ประกอบของวงจรในวงจรไฟฟ้า เพื่อเก็บพลังงานชั่วคราว หรือ ต้านทานการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้า อย่างเช่น
Choke (โช้ก)-ตัวเหนี่ยวนำที่ใช้เพื่อบล็อกกระแสสลับความถี่สูง ในขณะที่ยอมให้กระแสสลับ (AC) หรือ กระแสตรง (DC) ความถี่ต่ำผ่านได้
• Transformers : หม้อแปลง เป็นอุปกรณ์ที่มีขดลวดที่เชื่อมต่อด้วยแม่เหล็กสองขดลวดขึ้นไป (หรือส่วนหนึ่งของขดลวดเดียว) กระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในขดลวดต้นทาง (เรียกว่า ขดลวดปฐมภูมิ หรือ Primary Winding) จะสร้างสนามแม่เหล็กที่เหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในขดลวดอีกขดลวดปลายทาง (เรียกว่า ขดลวดทุติยภูมิ หรือ Secondary Winding) มีหลายประเภท :
Distribution Transformer (หม้อแปลงแจกจ่าย)-หม้อแปลงในโครงข่ายไฟฟ้า (Electric Power Grid) ที่แปลงแรงดันไฟฟ้าสูงจากสายไฟฟ้าเป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าที่ลูกค้าการสาธารณูปโภคใช้
Autotransfomer (หม้อแปลงอัตโนมัติ)-หม้อแปลงที่มีขดลวดเพียงอันเดียว ส่วนต่างๆ ของขดลวดซึ่งเข้าถึงได้ด้วยจุดต่อ (Taps) ทำหน้าที่เป็นขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ (Primary And Secondary) ของหม้อแปลง
Toroidal Transformer (หม้อแปลงแกนวงแหวน)-แกนกลางมีรูปร่างเหมือนวงแหวน (Toroid) ซึ่งเป็นรูปร่างที่ใช้กันทั่วไป เนื่องจากช่วยลดการรั่วไหลของฟลักซ์ (Flux) ส่งผลให้มีการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าน้อยลง
Audio Transfomer (หม้อแปลงเสียง)-หม้อแปลงที่ใช้กับสัญญาณเสียง (Audio Signal) ใช้สำหรับจับคู่ค่าอิมพีแดนซ์ให้เหมาะสมกัน (Impedance Matching)
Capacitor
บางทีก็เรียกว่า Condenser เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานกันแพร่หลาย ซึ่งจะปล่อยให้ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ไหลผ่านตัวเองได้ แต่ในขณะเดียวกันก็จะ “กั้น” หรือ “ขัดขวาง” (Block) ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ไว้ มิให้ไหลผ่านตัวเองไป ดังนั้น Capacitor หรือ Condenser สามารถพูดแบบไทยๆ หมายถึง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่เป็นตัวกักเก็บประจุพลังงานในสนามไฟฟ้า (กักเก็บและปล่อยประจุไฟฟ้า)
ลักษณะโครงสร้างของ Capacitor หรือ Condenser จะประกอบไปด้วยขั้วไฟฟ้า 2 ขั้ว ต่อไปยังแผ่นเพลท (Plate) โดยมีวัสดุฉนวน (Dielectric) กั้นกลาง การเก็บประจุ และ คายประจุ (หรือปล่อยประจุ) มีลักษณะคล้ายกับการประจุไฟให้แบต เมื่อต่อตัวเก็บประจุเข้ากับไฟฟ้า อิเล็คตรอนจะวิ่งไปที่แผ่นเพลททั้งสองข้าง เมื่อเราต้องการปล่อยประจุก็ทำได้ โดยต่อขาทั้ง 2 ตัวเก็บประจุให้ชนกัน หรือ ต่อผ่านวงจรก็ได้ ถึงแม้ว่าลักษณะจะคล้ายกับแบตเตอรี่ แต่ระยะเวลาตัวเก็บประจุจะสั้นมาก ขนาดของตัวเก็บประจุมีหน่วยเป็น Farad (ฟารัด)
Capacitor หรือ Condenser สามารถแบ่งแยกได้หลายแบบ อย่างเช่น
– ชนิดอิเล็กโตรไลต์ (Electrolyte Capacitor) เป็นที่นิยมใช้กันมาก เพราะให้ค่าความจุสูง มีขั้วบวก-ลบ เวลาใช้งานต้องติดตั้งให้ถูกขั้ว โครงสร้างภายในคล้ายกับแบตเตอรี่ นิยมใช้กับงานความถี่ต่ำ หรือ ใช้สำหรับไฟฟ้ากระแสตรง มีข้อเสียคือ กระแสรั่วไหล และความผิดพลาดสูงมาก
– ชนิดแทนทาลั่มอิเล็กโตรไลด์ (Tantalum Electrolyte Capacitor) ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการความผิดพลาดน้อยใช้กับไฟฟ้ากระแสตรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ มักจะใช้ตัวเก็บประจุชนิดแทนทาลั่มอิเล็กโตรไลต์แทนชนิดอิเล็กโตรไลต์ธรรมดา เพราะให้ค่าความจุสูงเช่นกัน โครงสร้างภายในประกอบด้วยแผ่นตัวนำทำมาจากแทนทาลั่มและแทนทาลั่มเปอร์ออกไซค์อีกแผ่น นอกจากนี้ยังมีแมงกานิสไดออกไซค์ เงิน และเคลือบด้วยเรซิน
– ชนิดเซรามิก (Ceramic Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่มีค่าไม่เกิน 1 ไมโครฟารัด นิยมใช้กันทั่วไป เพราะมีราคาถูก เหมาะสำหรับวงจรประเภทคัปปลิ้งความถี่วิทยุ ข้อเสียของตัวเก็บประจุชนิดเซรามิกคือ มีการสูญเสียมาก
– ชนิดไมล่าร์ (Mylar Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่มีค่ามากกว่า 1 ไมโครฟารัด เพราะฉะนั้นในงานบางอย่างจะใช้ไมล่าร์แทนเซรามิก เนื่องจากมีเปอร์เซ็นต์ความผิดพลาดและการรั่วไหลของกระแสน้อยกว่าชนิดเซรามิค เหมาะสำหรับวงจรกรองความถี่สูง, วงจรภาคไอเอฟของวิทยุ-โทรทัศน์ ตัวเก็บประจุชนิดไมล่าร์จะมีตัวถังที่ใหญ่กว่าเซรามิคในอัตราทนแรงดันที่เท่ากัน
– ชนิดฟีดทรู (Feed-Through Capacitor) ลักษณะโครงสร้างเป็นตัวถังทรงกลมมีขาใช้งานหนึ่งหรือสองขา ใช้ในการกรองความถี่รบกวนที่เกิดจากเครื่องยนต์มักใช้ในวิทยุรถยนต์
– ชนิดโพลีสไตรีน (Polystyrene Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่มีค่าน้อยระดับนาโนฟารัด (nF) มีข้อดีคือ ให้ค่าการสูญเสียและกระแสรั่วไหลน้อยมาก นิยมใช้ในงานคัปปลิ้งความถี่วิทยุ และวงจรจูนที่ต้องการความละเอียดสูง จัดเป็นตัวเก็บประจุระดับเกรด A
– ชนิดซิลเวอร์ไมก้า (Silver Mica Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่มีค่า 10 พิโกฟารัด (pF) ถึง 10 นาโนฟารัด (nF) เปอร์เซ็นต์ความผิดพลาดน้อย นิยมใช้กับวงจรความถี่สูง จัดเป็นตัวเก็บประจุระดับเกรด A อีกชนิดหนึ่ง
แต่โดยทั่วไป Capacitor หรือ Condenser มักจะแบ่งตามขั้วคือ แบบมีขั้ว (Polarized Capacitor) กับ แบบไม่มีขั้ว (Non-Polar Capacitor)
– แบบมีขั้ว แบบนี้เวลาใช้งานจะต้องต่อให้ถูกขั้วเท่านั้น จะพบได้ในวงจรที่เป็นไฟฟ้ากระแสตรง
– แบบไม่มีขั้ว แบบนี้จะพบได้ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ และ วงจรตัดกรองความถี่ เพื่อทำหน้าที่ขวางกั้นความถี่สูง การต่อไม่ต้องดูขั้ว สามารถสลับกันได้
– Bi-Polar Capacitor แบบไม่มีขั้ว นิยมใช้กันมากในวงจรภาคจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงของเครื่องขยายเสียง เป็นตัวเก็บประจุจำพวกเดียวกับชนิดอิเล็กโตรไลต์ แต่ไม่มีขั้วบวกลบ
Resistor
ตัวต้านทาน เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติในการต้านการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้า ทำด้วยลวดต้านทาน หรือ ถ่านคาร์บอน เป็นต้น นั่นคือ ถ้าอุปกรณ์นั้นมีความต้านทานมาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจะน้อยลง เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดพาสซีฟสองขั้วที่สร้างความต่างทางศักย์ไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้า) ที่ตกคร่อมขั้วทั้งสอง (V) โดยมีสัดส่วนมากน้อยตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (I) อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ และปริมาณกระแสไฟฟ้า ก็คือ ค่าความต้านทานทางไฟฟ้า หรือ ค่าความต้านทานของตัวนำ (R) ตามกฎของโอห์ม มีหน่วยเป็นโอห์ม (สัญลักษณ์ : Ω)
ตัวต้านทานทำหน้าที่ลดการไหลของกระแสไฟฟ้า (Current) และในเวลาเดียวกันก็ทำหน้าที่ลดระดับแรงดันไฟฟ้า (Voltage) ภายในวงจรทั่วไป อาจเป็นแบบค่าความต้านทานคงที่ หรือ ค่าความต้านทานแปรได้ เช่น ตัวต้านทานแปรตามอุณหภูมิ (Thermistor), ตัวต้านทานแปรตามแรงดัน (Varistor), ตัวหรี่ไฟ (Trimmer), ตัวต้านทานแปรตามแสง (Photoresistor) และตัวต้านทานปรับด้วยมือ (Potentiometer) ตัวต้านทานเป็นชิ้นส่วนธรรมดาของเครือข่ายไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และเป็นที่แพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวต้านทานในทางปฏิบัติจะประกอบด้วยสารประกอบและฟิล์มต่างๆ เช่นเดียวกับ สายไฟต้านทาน (สายไฟที่ทำจากโลหะผสมความต้านทานสูง เช่น นิกเกิล-โครเมียม) ยังถูกนำไปใช้ในวงจรรวม (Integrated Circuit หรือ IC) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์อะนาลอก และยังสามารถรวมเข้ากับวงจรไฮบริด และวงจรพิมพ์
_____________________