เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับลำโพง(Speaker)

ลำโพง(Speaker)

ลำโพงมีหน้าที่ในการเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานเสียงที่หูเราสามารถรับรู้ได้ยินในย่านความถี่ 20Hz - 20Kz โครงสร้างของลำโพงทั่วๆไปประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร(Magnet) ขดลวดเสียง(Voice Coil) และแผ่นไดอะเฟรม(Diaphragm) มีลักษณะภายนอกที่แตกต่างกันมากมายหลายแบบ ลำโพงที่ใช้กันทั่วๆไป แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1. ลำโพงฮอร์น(Horn Speaker)
2. ลำโพงไดนามิค(Dynamic Speaker)

ลำโพงฮอร์น(Horn Speaker)

ลำโพงฮอร์น เป็นลำโพงที่มีขนาดใหญ่ใช้ในการกระจายเสียงทั่วไป มีโครงสร้างเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนหน้าเรียกว่า ฮอร์น(Horn) มีลักษณะเป็นกรวยโลหะปากกว้าง หรือเรียกกันทั่วๆไปว่า ดอกลำโพง ส่วนหลังเรียกว่า ไดรเวอร์ยูนิต(Driver Unit) เป็นส่วนที่ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร และขดลวดเสียง ซึ่งพันอยู่บนแผ่นไดอะเฟรม มีขนาดอิมพิแดนซ์ 8 โอห์ม และ 16 โอห์ม ลำโพงฮอร์นให้เสียงในระดับปานกลางแต่สามารถไปได้ไกล จึงเหมาะสำหรับการติดตั้งนอกสถานที่

ลำโพงไดนามิค(Dynamic Speaker)

ลำโพงไดนามิค ส่วนมากจะเป็นลำโพงชนิดกรวยกระดาษ ให้เสียงได้หลายระดับ เป็นลำโพงที่ใช้กับวิทยุ เทป โทรทัศน์ และ เครื่องเสียงทั่วๆไป มีขนาดตั้งแต่ 1 นิ้ว ถึง 32 นิ้ว ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร กรวยกระดาษ และขดลวดเสียง

การทำงานของลำโพง

เมื่อป้อนสัญญาณไฟฟ้าให้กับขดลวดเสียงของลำโพง จะเกิดเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นโดยรอบ อำนาจของเส้นแรงแม่เหล็กจะดูดและผลักกับเส้นแรงของแม่เหล็กถาวร ตามสัญญาณไฟฟ้าที่ได้จากความถี่เสียง ซึ่งมีช่วงความถี่ตั้งแต่ 20Hz - 20KHz ที่มีการเปลี่ยนแปลงเฟสตลอดเวลา ทำให้กรวยกระดาษที่ยึดติดกับขดลวดเสียงเกิดการเคลื่อนที่ดูดและผลักอากาศ เกิดเป็นคลื่นเสียงขึ้นเช่นเดียวกับสัญญาณเสียงที่ป้อนเข้ามา

ขดลวดเสียง ที่ต่อออกมาใช้งานมีขั้วบวกและขั้วลบ จะมีเครื่องหมายไว้ที่ขั้วต่อของลำโพงเสมอ แต่ถ้าไม่รู้ขั้วก็สามารถหาได้โดยใช้เซลล์ไฟฟ้าขนาด 1.5 โวลต์ 1 ก้อน ต่อเข้ากับขั้วลำโพงแล้วสังเกตการเคลื่อนที่ของกรวยกระดาษ ถ้าขั้วต่อของลำโพงกับขั้วของเซลล์ไฟฟ้าตรงกัน กรวยกระดาษจะดันออก แต่ถ้าต่อขั้วกลับกันกรวยกระดาษจะยุบเข้า

ประเภทของลำโพงไดนามิค

ลำโพงไดนามิคถูกสร้างขึ้นมาให้มีหลายชนิดเพื่อให้เหมาะสมกับงานที่ใช้ มีทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ รูปร่างแตกต่างกันออกไป ลำโพงแต่ละชนิดสามารถตอบสนองต่อความถี่ของสัญญาณเสียงได้ดี ในย่านความถี่แตกต่างกัน แบ่งออกได้เป็น 4 ชนิด คือ

1. ลำโพงเสียงรวม(Full Range Speaker) เป็นลำโพงที่สามารถตอบสนองต่อความถี่สัญญาณเสียงได้ทุกย่านความถี่อย่างกว้างๆ แต่ไม่สมบูรณ์ เป็นลำโพงที่ใช้กันทั่วๆไป สำหรับเครื่องรับวิทยุเทปขนาดเล็ก เครื่องรับโทรทัศน์ทั่วๆไป
2. ลำโพงเสียงทุ้ม(Woofer Speaker) เป็นลำโพงที่สามารถตอบสนองความถี่เสียงได้ดีในย่านความถี่ต่ำ ได้แก่ เสียงเบส เสียงกลอง
3. ลำโพงเสียงกลาง(Midrange Speaker) เป็นลำโพงที่สามารถตอบสนองต่อความถี่เสียงได้ดีในย่านความถี่ปานกลาง เช่น เสียงพูด
4. ลำโพงเสียงแหลม(Tweeter Speaker) เป็นลำโพงที่สามารถตอบสนองต่อความถี่เสียงได้ดีในย่านความถี่สูง หรือเสียงแหลม ส่วนใหญ่จะเป็นลำโพงขนาดเล็กมีทั้งแบบกรวย กระดาษ โลหะ และ แบบฮอร์น

ลำโพงแต่ละชนิดที่ผลิตออกมาสามารถตอบสนองความถี่ต่างๆ ของสัญญาณเสียงได้ในแต่ละย่านความถี่ จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับโรงงานผู้ผลิต และ ความเหมาะสมสำหรับการใช้งาน เช่น เครื่องเสียงในรถยนต์ต้องการเสียงทุ้มหนักแน่น ความถี่ต่ำกว่า 100 Hz ก็จะใช้ลำโพง ซับวูฟเฟอร์(Sub-Woofer) หรือ ต้องการเสียงแหลมที่คมชัด ต้องใช้ลำโพงเสียงแหลมที่ตอบสนองต่อความถี่ได้เกินกว่า 10 KHz ขึ้นไป ด้วยลำโพง ซุปเปอร์ทวิตเตอร์(Super-Tweeter) นอกจากลำโพงที่ได้กล่าวมาแล้ว ยังมีลำโพงอีกชนิดหนึ่งซึ่งมักจะพบในสัญญาณเสียงที่ใช้ดิจิตอล หรือเสียงที่ใช้เตือนในเครื่องใช้ประเภทอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ลำโพงแบบนี้เรียกว่า ลำโพงเปียซโซ(Piezo) ลำโพงเปียซโซส่วนมากจะป้อนด้วยกระแสไฟฟ้าจึงจะเกิดเป็นเสียงขึ้นมาได้ เปียซโซจึงเป็นเพียงอุปกรณ์ที่กำเนิดเสียงเท่านั้น แบ่งเป็นประเภทต่างๆ ได้ดังนี้

1. เปียซโซอิเล็กตริกไดอะแกรม ประกอบด้วย แผ่นทองเหลืองหรือสแตนเลสติดอยู่ด้านข้างของแผ่นอิเล็กตริก
2. เปียซโซอิเล็กตริกซาวเดอร์ ลักษณะเป็นพลาสติก มีแผ่นเปียซโซไดอะเฟรมอยู่ข้างใน เปียซโซชนิดนี้การที่จะทำให้มีเสียงจะต้องมีวงจรสร้างสัญญาณจากภายนอก
3. เปียซโซอิเล็กตริกบัซเซอร์ หรือ บัซเซอร์ เป็นเปียซโซชนิดอิเล็กตริกซาวเดอร์ชนิดที่มีวงจรต่ออยู่ภายในแล้ว เพียงแต่ป้อนแรงไฟให้ก็เกิดเสียงได้
4. ลำโพงเปียซโซ ลักษณะเหมือนกับเปียซโซอิเล็กตริกซาวเดอร์ แต่ถูกออกแบบให้มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับลำโพง

การต่อลำโพงระยะไกล

ในการที่จะต่อลำโพงเพื่อกระจายเสียงนั้น จำเป็นจะต้องเดินสายลำโพงเป็นระยะไกลๆ ถ้าสายลำโพงมีความยาวเกินกว่า 50 ฟุต จะทำให้เกิดการสูญเสียสัญญาณขึ้นในสาย การสูญเสียที่เกิดขึ้นจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับขนาดของสาย ถ้าสายมีขนาดเล็กเมื่อสายยาวมากความต้านทานจะมากขึ้น การลดความต้านทานในสายลำโพงทำได้โดยการใช้สายที่ใหญ่ขึ้น การต่อลำโพงระยะไกลโดยการใช้สายนั้นไม่นิยมต่อกัน เนื่องจากมีการสูญเสียในสายมาก แต่ นิยมใช้วิธีการต่อโดยการใช้ Matching Transformer ช่วย

การต่อลำโพงระยะไกลด้วย Matching Transformer

Matching Transformer คือ ทรานส์ฟอร์เมอร์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่แก้ไขในการสูญเสียที่เกิดจากการเดินสายไกลๆ มีการต่อได้หลายแบบทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน แต่ที่นิยมใช้มากที่สุดเป็นแบบขนานโดยใช้ลำโพงที่มีขนาดเดียวกันหมด

เสียงของลำโพงออกมาได้อย่างไร?

เสียงเป็นคลื่นตามยาว เสียงแหลมและทุ้มขึ้นกับความถี่ ส่วนเสียงดังหรือค่อยขึ้นอยู่กับขนาดแอมพลิจูดของคลื่นนั้น เราทราบกันดีอยู่แล้วว่า ไมโครโฟนมีหน้าที่แปลงสัญญาณเสียงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า และนำสัญญาณที่ได้ไปบันทึกลงบนเทปคาสเซ็ท แผ่น CD หรือเครื่องเล่น MP3 ซึ่งกำลังฮิตกันอยู่ในปัจจุบัน เมื่อเราต้องการจะนำเสียงที่บันทึกกลับออกมา ภายในเครื่องเล่นเหล่านี้จะมีหัวอ่านคอยอ่านสัญญาณทางไฟฟ้าที่บันทึกอยู่ในเนื้อเทป หรือแผ่น CD ซึ่งในขณะที่อ่านยังเป็นสัญญาณที่อ่อนมาก จึงต้องนำเข้าเครื่องขยายสัญญาณก่อน เมื่อได้สัญญาณที่แรงพอแล้วจึงขับออกทางลำโพง กลายเป็นเสียงออกมา

ส่วนสำคัญที่สุดของเครื่องเล่นเหล่านี้ก็คือลำโพง โดยหน้าที่สำคัญสุดของลำโพงคือ เปลี่ยนสัญญาณทางไฟฟ้าที่ได้มาจากเครื่องขยายเป็นสัญญาณเสียง ลำโพงที่ดีจะต้องสร้างเสียงให้เหมือนกับต้นฉบับเดิมมากที่สุด โดยมีการผิดเพี้ยนน้อยที่สุด

การทำบ้านนกแอ่นเสียงเรียกนอกและเสียงเรียกในเป็นหัวใจสำคัญของความสำเร็จ การเลือกใช้ลำโพงให้เหมาะกับความต้องการคือลำโพงที่มีความถี่เสียงสูง ดังนั้นลำโพงทวีทเตอร์(Tweeter Speaker) จึงเป็นลำโพงหลักที่ใช้คู่กับเครื่องขยายเสียงเพื่อเปิดเสียงเรียกนกแอ่นทั้งเสียงเรียกนอกและเสียงเรียกใน ราคาลำโพงทวีทเตอร์สำหรับเสียงเรียกในที่ใช้กันส่วนใหญ่จะอยู่ที่ประมาณตัวละ 35 - 75 บาท ลำโพงทวีทเตอร์เสียงเรียกนอกจะอยู่ที่ประมาณตัวละ 350 -750 บาท ส่วน Condenser ที่ติดลำโพงราคาประมาณตัวละ 5 - 35 บาท จะเลือกใช้แบบไหน ยี่ห้อใด ราคาเท่าไหร่ ก็อยู่ที่ท่าน เชื่อหูของท่านเอง ลองฟังเสียงดู ตัวไหนเสียงดีท่านชอบเลือกตัวนั้น ความแตกต่างไม่เกิน 5% นกแอ่นรับได้ ขอให้ท่านโชคดี ได้ลำโพงดีๆ ราคาเบาๆไปใช้

นำเสนอโดย เทพชัย อริยะพันธุ์