ไปดูกันว่านักออกแบบลำโพงของ Dynaudio เขาใช้วิธีตรวจวัดประสิทธิภาพของ “ลำโพง” กันอย่างไร.?

นักออกแบบอุปกรณ์เครื่องเสียงประเภทอิเล็กทรอนิคส์แทบทุกชนิด จะใช้อุปกรณ์เครื่องมือวัดประเภทหนึ่งที่เรียกว่า Audio Analyzers & Testing ทำการตรวจสอบพฤติกรรมของอุปกรณ์เครื่องเสียงที่ออกแบบไว้หลังจากถอดแบบจากพิมพ์เขียวออกมาเป็นตัวเครื่องจริงๆ ซึ่งค่าที่วัดได้จากเครื่องเสียงจริงๆ มักจะออกมาไม่ตรงกับที่ค่าที่คำนวนไว้ในพิมพ์เขียว เนื่องจากคอมโพเน้นต์จำนวนมากที่ประกอบกันขึ้นมาเป็นวงจรต่างๆ ในตัวเครื่องจำนวนนับสิบนับร้อยชิ้น ไม่ว่าจะเป็น resistor, capacitor ฯลฯ หรือแม้กระทั่งสายสัญญาณกับแผงวงจรที่ใช้เชื่อมโยงอยู่ระหว่างวงจรแต่ละส่วน ต่างก็มีเสียงของมันเอง และมีความเพี้ยนของมันเองทุกชิ้น

นั่นคือเหตุผลที่ทำให้การตรวจเช็คการทำงานของอุปกรณ์เครื่องเสียงแต่ละชิ้นมีความจำเป็นและเป็นกระบวนการสำคัญที่จะทำให้อุปกรณ์เครื่องเสียงแต่ละชิ้นให้คุณภาพเสียงออกมาได้ดีแค่ไหน.. พูดง่ายๆ คือสรุปได้เลยว่า ถ้าผู้ผลิตอุปกรณ์เครื่องเสียงไม่มีเครื่องมือในการตรวจวัดค่าที่ ดีเพียงพอหนทางที่จะทำให้อุปกรณ์เครื่องเสียงตัวนั้นให้เสียงที่ดีได้มาตรฐานสากลนั้นแทบจะเป็นศูนย์!

ตรวจวัดประสิทธิภาพของ ลำโพงยากกว่ามาก!!

เนื่องจาก ลำโพงเป็นอุปกรณ์เครื่องเสียงที่ทำงานด้วยระบบกลไก เกี่ยวข้องกับพลังงานกลและพลังงานจล, สนามแม่เหล็กไฟฟ้า, แรงต้านอากาศ, เรโซแนนซ์, มวล และ ฯลฯ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาทางฟิสิกส์และอะคูสติก ส่วนที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กทรอนิคมีอยู่แค่ส่วนน้อย ดังนั้น กระบวนวิธีและเครื่องไม้เครื่องมือที่ใช้ในการตรวจวัดค่าในการออกแบบลำโพง จึงแตกต่างไปจากการออกแบบอุปกรณ์เครื่องเสียงประเภทอิเล็กทรอนิคทั่วไปอย่างสิ้นเชิง

จากประสบการณ์ที่ผมได้มีโอกาสเข้าเยี่ยมชมโรงงานออกแบบและผลิตลำโพงระดับไฮเอ็นด์และซุปเปอร์ไฮเอ็นด์มาแล้วหลายแบรนด์ อาทิเช่น โรงงานออกแบบและผลิตลำโพง Focal ที่ประเทศฝรั่งเศส, โรงงานผลิตลำโพง Wilson Audio ที่ประเทศสหรัฐอเมริกา, โรงงานออกแบบและผลิตลำโพง Rogers ที่ประเทศอังกฤษ, โรงงานออกแบบและผลิตลำโพง Tannoy ที่ประเทศสก็อตแลนด์, โรงงานออกแบบและผลิตลำโพง Yamaha ที่ประเทศญี่ปุ่น, โรงงานออกแบบและผลิตลำโพง Naim ที่ประเทศอังกฤษ, โรงงานออกแบบและผลิตลำโพง Meridian ที่ประเทศอังกฤษ, โรงงานออกแบบและผลิตลำโพง Rega และโรงงานผลิตลำโพง Wharfedale ที่เมืองเสินเจิ้น ประเทศจีน

ซึ่งทุกโรงงานที่ผมมีโอกาสเข้าไปเยี่ยมชม ล้วนมีเครื่องมือสำคัญอยู่อย่างหนึ่งที่ใช้สำหรับวัดค่าการทำงานของลำโพงเพื่อใช้วิเคราะห์และปรับจูนเสียง เครื่องมือชิ้นสำคัญที่ว่านั้นก็คือ ห้องไร้เสียงสะท้อนหรือ anechoic chamber

Anechoic Chamberเป็นห้องปิดทึบที่ติดตั้งอุปกรณ์ดูดซับคลื่นเสียงสะท้อนจากผนังด้านต่างๆ อย่างเด็ดขาด รวมถึงป้องกันไม่ให้คลื่นเสียงจากภายนอกห้องสามารถแทรกซึมเข้าไปภายในห้องได้ สร้างขึ้นเพื่อใช้เป็นห้องแล็ปในการตรวจวัดการทำงานของลำโพงโดยตรง โดยไม่ให้มีเสียงสะท้อนของผนังห้องเข้ามาผสม ซึ่งมีชื่อเรียกวิธีตรวจวัดค่าแบบนี้ว่า “free field conditionsทำให้ผู้ออกแบบสามารถวิเคราะห์การทำงานของไดเวอร์บนตัวลำโพงได้อย่างแม่นยำ

วิธีการตรวจวัดเอ๊าต์พุตของลำโพงก็กระทำได้โดยการนำลำโพงที่ต้องการตรวจวัดไปวางบนพื้นที่ทำด้วยตระแกรง ให้อยู่ในตำแหน่งกลางห้อง เพื่อให้คลื่นเสียงของสัญญาณที่ใช้ตรวจวัดซึ่งดังออกจากลำโพง วิ่งออกจากไดเวอร์ของลำโพงตรงเข้าสู่ไมโครโฟนที่วางอยู่ข้างหน้าตัวลำโพงห่างออกมาเท่ากับ 1 เมตร โดยไม่มีคลื่นเสียงที่สะท้อนจากผนังห้องเข้ามาผสม ซึ่งขนาดห้องหรือขนาดของ chamber มีผลต่อความแม่นยำของผลการวัดด้วย ห้องที่มีขนาดใหญ่ย่อมมีโอกาสที่จะทำให้ได้ค่าการวัดที่แม่นยำกว่าห้องหรือแชมเบอร์ขนาดเล็ก โดยเฉพาะในย่านความถี่ต่ำ เพราะห้องที่มีขนาดใหญ่ จะสามารถจัดการให้ดูดซับย่านความถี่ได้ครอบคลุมมากกว้างกว่าห้องขนาดเล็กนั่นเอง

“Jupiter” เครื่องมือสำคัญของ Dynaudio

เมื่อเดือนธันวาคม ปี 2016 แบรนด์ผู้ผลิตลำโพงสัญชาติเดนมาร์กนามว่า Dynaudio ได้ทำพิธีเปิดตัว R&D Center แห่งใหม่ของบริษัทขึ้นมา ซึ่งแล็ปแห่งนี้ตั้งอยู่ที่เมือง Skanderborg ประเทศเดนมาร์ก มีพื้นที่กว้างขวางถึง 1,600 ตารางเมตร เป้าหมายในการจัดตั้งแล็ปแห่งนี้ขึ้นมาก็เพื่อใช้เป็นฐานในการวิจัยและพัฒนาลำโพงโดยเฉพาะ ซึ่งทาง Dynaudio ได้ทุ่มทุนก้อนใหญ่ลงไปด้วยการติดตั้งเครื่องไม้เครื่องมือที่ทันสมัยเพื่อใช้ในการออกแบบลำโพงให้มีคุณภาพล้ำหน้าไปจากปัจจุบัน

เครื่องมือสำคัญชิ้นหนึ่งที่ถูกติดตั้งอยู่ใน R&D Center แห่งนี้ก็คือ anechoic chamber ซึ่งทาง Dynaudio ตั้งชื่อห้องไร้เสียงสะท้อนแห่งนี้ว่า “Jupiterที่เกริ่นว่าเป็น เครื่องมือสำคัญก็เพราะว่าเป็นห้องไร้เสียงสะท้อนที่มีขนาดใหญ่คือ 13 x 13 x 13 ลูกบาศน์เมตร ซึ่งก็คาดหวังได้ว่า น่าจะเป็นห้องแล็ปที่มีความแม่นยำในการตรวจวัดค่าต่างๆ ได้ดี เพราะมีขนาดใหญ่มาก โดยเฉพาะลำโพงตั้งพื้นที่มีขนาดใหญ่ซึ่งสามารถแผ่กระจายพลังงานคลื่นเสียงออกไปจากตัวตู้ได้อย่างกว้างขวางกว่าลำโพงขนาดเล็ก ดังนั้น การตรวจวัดลำโพงตั้งพื้นขนาดใหญ่ให้ได้ผลการวัดที่แม่นยำ จึงต้องใช้ห้องไร้เสียงสะท้อนที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดของลำโพงขึ้นไปมากๆ

ห้องไร้เสียงสะท้อน Jupiter ของศูนย์วิจัยและพัฒนาของ Dynaudio เป็นห้องที่ออกแบบมาเพื่อใช้ตรวจวัด impulse ของสัญญาณเสียงจากลำโพงในสภาพ free field (ไร้เสียงสะท้อน) โดยที่ลำโพงที่ต้องการตรวจวัดจะถูกยกสูงจากพื้นขึ้นไปลอยอยู่ในตำแหน่งกลางห้องด้วยเครนที่ออกแบบมาพิเศษ จากนั้น สัญญาณเสียงทดสอบที่ส่งเข้าไปที่ลำโพงแล้วดังออกมาจากไดเวอร์ของลำโพงคู่นั้นจะถูกตรวจวัดด้วยไมโครโฟนจำนวน 31 ตัว ที่ติดตั้งอยู่บนโครงโลหะทรงครึ่งวงกลมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ สามารถหมุนปรับมุมรับเสียงของไมโครโฟนทั้ง 31 ตัวได้ทั้งแนวระนาบ (horizontal), แนวตั้ง (vertical) และทั้งด้านหน้าและด้านหลัง ทำให้วัดค่าได้ครบทั้ง 360 องศา ทำให้รู้ถึงพฤติกรรมการกระจายเสียงของลำโพงครบทุกด้าน ทุกมุม ไม่เฉพาะแค่ด้านหน้าอย่างเดียว

ห้องไร้เสียงสะท้อน กับไมโครโฟนทั้ง 31 ตัวบนเครื่องมือวัดขนาดยักษ์ที่ชื่อ “Jupiterภายในแลป R&D Center สามารถใช้ในการออกแบบลำโพงได้ ทุกตัว ทุกขนาดที่พวกเขานำเข้าไปวัด ไล่ตั้งแต่ลำโพงตั้งพื้นขนาดใหญ่อย่างรุ่น Confidence 60, ทุกรุ่นในซีรี่ย์ Evoke ไปจนถึงลำโพงไร้สายอย่าง Music 1 และด้วยขนาดของห้องที่ใหญ่มาก ทำให้สามารถตรวจวัดลำโพงได้หลายตัวพร้อมกัน ซึ่งห้องไร้เสียงสะท้อนขนาดเล็กทั่วไปจะใช้วัดค่าลำโพงได้แค่ครั้งละตัวเท่านั้น

Developing a good speaker is very time consumingคุณแดเนี่ยล เอมองต์ Senior Acoustics Designer ของ Dynaudio ให้สัมภาษณ์ในงานเปิดตัว R&D Center แห่งใหม่นี้ ความว่า การพัฒนาลำโพงที่ดีเป็นเรื่องที่ต้องใช้เวลาเยอะมาก.. ก่อนจะสรุปทิ้งท้ายไว้ว่า “In fact, testing is only part of the package. Fine tuning, designing and actually listening to the speakers (the most important thing of all) all add time to the process.ที่จริงแล้ว การทดสอบเป็นแค่ส่วนหนึ่งของกระบวนการทั้งหมดเท่านั้น ยังมีการปรับจูนอย่างละเอียด, การทดลองฟังอย่างจริงๆ จังๆ ซึ่งขั้นตอนเหล่านี้ก็มีความสำคัญมาก และเป็นขั้นตอนที่ทำให้สิ้นเปลืองเวลา และทำให้ขั้นตอนพัฒนาต้องกินเวลายาวนานมากขึ้น (รู้สึกดีที่ได้ทราบว่าพวกเขายังใช้วิธีสรุปผลด้วยการฟังด้วยหูด้วย!)

ที่ผ่านมา ผู้ใช้ไม่ค่อยมีโอกาสมากนักที่จะได้เห็นว่าผู้ผลิตทำการตรวจสอบการทำงานของลำโพงที่พวกเขาออกแบบขึ้นมาด้วยวิธีไหน เมื่อได้รับรู้ถึงเบื้องหลังในการออกแบบและรับรู้ว่าเหล่าวิศวกรต้องใช้เวลาในการตรวจสอบและปรับจูนเสียงกันนานแค่ไหนกว่าจะได้ออกมาเป็นผลิตภัณฑ์ที่พร้อมบรรจุลงกล่องแล้วส่งออกมาจำหน่าย นั่นทำให้เรารู้สึกถึงคุณค่าของลำโพงคู่นั้นมากขึ้น /

**************************

mm

About ธานี โหมดสง่า

View all posts by ธานี โหมดสง่า