สำหรับคนรักเครื่องเสียงไฮไฟ เป็นที่ทราบกันดีว่าเทคโนโลยี ‘หลอดสุญญากาศ’ ซึ่งถือกำเนิดขึ้นมาแล้วนานกว่าศตวรรษ (หากนับย้อนไปจนถึงจุดกำเนิด) ยังคงยืนหยัดอยู่คู่กับวงการเครื่องเสียงไฮไฟท่ามกลางเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่รุดหน้าไปไกลนับร้อยปี ในขณะที่บางเทคโนโลยีซึ่งเกิดขึ้นในภายหลังนั้นได้อันตรธานหายไปนานแล้ว
‘หลอดสุญญากาศ’ ที่มีชื่อเรียกในภาษาอังกฤษว่า vacuum tube, electron tube หรือแม้แต่ valve เฉย ๆนั้น มันมีดีอะไร ? ทำไมจึงยังคงอยู่เป็นอมตะตำนานคู่วงการเครื่องเสียงไฮไฟ โดยไม่มีทีท่าว่าจะถึงเวลาตกยุคเสียที
หนึ่งในผู้ที่ให้คำตอบได้ดี คงหนีไม่พ้นผู้ที่คลุกคลีอย่างใกล้ชิดกับหลอดสุญญากาศ อย่างเช่น ผู้ผลิตเครื่องเสียงหลอดสุญญากาศที่มีประสบการณ์ในวงการไฮไฟมาอย่างยาวนานอย่างแบรนด์ VTL ซึ่งได้ให้เหตุผลที่น่าสนใจเอาไว้ดังนี้
หลอดสุญญากาศทำให้วงจรมีความเรียบง่าย
หากว่าเราต้องการเครื่องเสียงที่มีความเรียบง่าย ไม่ซับซ้อน ใช้อุปกรณ์น้อยชิ้น รวมทั้งมีทางเดินสัญญาณที่สั้นและลัดตรงที่สุด จนบางครั้งสามารถใช้วิธีเชื่อมโยงสัญญาณด้วยการต่อสายแบบ hard wire ระหว่างอุปกรณ์ได้ การออกแบบด้วยหลอดสุญญากาศนั้นเป็นอะไรที่น่าสนใจ
ทำไมเราถึงต้องการวงจรเรียบง่าย นักออกแบบเครื่องเสียงส่วนใหญ่ทราบดีว่า วงจรที่เรียบง่ายนั้นมีผลดีในแง่ของการรักษาความบริสุทธิ์ของเสียง ลดโอกาสการเกิดความผิดเพี้ยน ซึ่งโจทย์ความต้องการเช่นนั้น หลอดสุญญากาศคือตัวเลือกที่เหมาะสมทุกประการ
นอกจากนั้นวงจรที่เรียบง่ายยังมีผลดีในแง่ของเสถียรภาพในการใช้งาน เนื่องจากการใช้อุปกรณ์ที่น้อยชิ้น โอกาสที่อุปกรณ์เหล่านั้นเกิดเสียหาย หรือเกิดการเสื่อมสภาพไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็มีโอกาสเกิดขึ้นน้อยกว่าวงจรเครื่องเสียงที่ใช้อุปกรณ์เป็นจำนวนมาก
หลอดสุญญากาศยังมีความทนทานต่อความเบี่ยงเบนต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นภายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ตลอดจนความเบี่ยงเบนของชิ้นส่วนได้ดีกว่า ทำให้มันสามารถใช้งานในวงจรที่เรียบง่ายได้โดยไม่ต้องการวงจรส่วนเสริมหรือวงจรแก้ไขใด ๆ มาช่วยปรับแก้ความเบี่ยงเบนเหล่านั้น
หลอดสุญญากาศรองรับภาระเกินกำลังได้อย่างราบรื่น
เนื่องจากสัญญาณเสียงดนตรีนั้นเป็นอะไรที่มีการแปรเปลี่ยนของไดนามิกในช่วงกว้างมาก ๆ ขณะที่วงจรภาคขยายเสียงนั้นมักจะมีพฤติกรรมอย่างหนึ่งคือ ในขณะที่มันทำงานจนเต็มกำลังหรือเกือบเต็มกำลัง มันจะเกิดอาการขลิบของยอดคลื่น (signal clipping) ซึ่งสะท้อนว่าในเวลานั้นวงจรขยายเสียงอยู่ในภาวะเกินกำลัง และมีความเพี้ยนเกิดขึ้นอย่างมาก (total harmonic distortion)
สำหรับภาคขยายเสียงที่ใช้หลอดสุญญากาศเมื่อมันถูกใช้งานจนเต็มพิกัดกำลัง การขลิบของยอดคลื่นนั้นจะเป็นไปอย่างนุ่มนวลค่อยเป็นค่อยไป โดยที่มีฮาร์มอนิกตามลำดับเลขคู่เกิดขึ้นในปริมาณที่ไม่มากจนเกินไป
พฤติกรรมเหล่านั้นทำให้เสียงที่ได้จากแอมป์หลอดหรือเครื่องเสียงหลอดยังคงความน่าฟัง แม้ว่าจะอยู่ในภาวะที่วงจรขยายเสียงกำลังเกิดวิกฤติจากโอเวอร์โหลด
แตกต่างจากภาคขยายเสียงแบบโซลิดสเตทที่ใช้อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำซิลิคอน ซึ่งเมื่อถูกใช้งานจนเต็มกำลังแล้ว การขลิบยอดคลื่นของวงจรนั้นจะสร้างความเพี้ยนเป็นฮาร์มอนิกลำดับเลขคี่ออกมาแทนที่จะเป็นฮาร์มอนิกลำดับเลขคู่เหมือนหลอดสุญญากาศ
ซึ่งพฤติกรรมเหล่านั้นมักส่งผลลบโดยตรงต่อคุณภาพเสียง ทำให้เกิดเสียงที่หยาบกระด้าง ระคายหูนอกจากนั้นที่ระดับกำลังขับสูงสุดความเพี้ยนที่เกิดขึ้นในแอมป์โซลิดสเตทนั้นจะเกิดขึ้นอย่างฉับพลันจนเกือบจะมีลักษณะคล้ายกับสัญญาณรูปคลื่นสี่เหลี่ยม ซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้ามีองค์ประกอบของไฟฟ้ากระแสตรงอยู่ในปริมาณมาก และไฟฟ้ากระแสตรงเหล่านี้สามารถทำอันตรายกับลำโพงคู่โปรดของเราได้ด้วย
ดังนั้นแม้ว่าบ่อยครั้งที่เรามองเห็นตัวเลขความเพี้ยนของแอมป์หลอดมักปรากฏเป็นค่าตัวเลขที่สูงกว่าแอมป์โซลิดสเตท ทว่าในการใช้งานจริงนั้นความเพี้ยนจากแอมป์หลอดนั้นไม่ทำลายคุณภาพเสียงมากเท่ากับความเพี้ยนฮาร์มอนิกจากแอมป์โซลิดสเตท ทำให้แอมป์หลอดที่บางครั้งบอกกำลังขับมาไม่กี่สิบวัตต์ฟังดูแล้วเหมือนมีกำลังขับมากกว่าตัวเลขที่แจ้งไว้
หลอดมีความเป็นเชิงเส้นมากกว่า และพึ่งพาการป้อนกลับลบในระดับต่ำกว่า
หลอดสุญญากาศเป็นอุปกรณ์ขยายสัญญาณประเภทขยายแรงดันไฟฟ้า (voltage amplifer) แตกต่างจากโซลิดสเตทที่ทำหน้าที่ขยายกระแส (current amplifer)
ส่งผลให้หลอดสุญญากาศเป็นเทคโนโลยีที่มีความเป็นเชิงเส้น (linearity) ในการขยายสัญญาณมากกว่าหรืออธิบายได้ว่าคุณภาพเสียงนั้นจะไม่แปรเปลี่ยนไม่ว่าจะฟังดังหรือเบา ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้ววงจรขยายเสียงที่ใช้หลอดสุญญากาศ จึงมีความจำเป็นต้องพึ่งพาการป้อนกลับลบ (negative feedback) ในระดับต่ำกว่าวงจรขยายเสียงที่ใช้อุปกรณ์โซลิดสเตท
สำหรับ การป้อนกลับลบแบบรวม (global negative feedback) คือเทคนิคการนำสัญญาณขาออกส่วนหนึ่งป้อนกลับมาที่สัญญาณขาเข้าด้วยเฟสสัญญาณที่ต่างกัน 180 องศา (กลับเฟสกัน) เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบความแตกต่างของสัญญาณ และแก้ไขความไม่เป็นเชิงเส้น เพื่อลดความเพี้ยน
ทว่าการป้อนกลับลบในปริมาณมากเกินไปจะทำให้การตอบสนองของภาคขยายเสียงนั้นมีความหน่วงช้าขณะเดียวกันก็ยังลดทอนความมีชีวิตชีวาและอารมณ์ร่วมในเสียงดนตรีลงไปด้วย
วงจรขยายเสียงที่ใช้การป้อนกลับลบในปริมาณมากมักให้เสียงที่ขาดความสมจริง และไร้ชีวิตชีวา ซึ่งเป็นตรงกันข้ามกับการใช้การป้อนกลับลบในปริมาณน้อย ๆ
อย่างไรก็ดีการใช้การป้อนกลับลบในปริมาณที่เหมาะสมก็มีข้อดีเช่นกัน เช่น ช่วยลดอิมพิแดนซ์ขาออกของวงจรขยายเสียง เพิ่มแดมปิงแฟคเตอร์ ทำให้วงจรขยายเสียงสามารถควบคุมลำโพงได้ดีขึ้น
โดยทั่วไปแล้วการป้อนกลับลบในระดับไม่เกิน 20dB ถือว่าเป็นเรื่องที่สามารถยอมรับได้ ซึ่งค่านี้เพียงพอสำหรับการปรับปรุงความเป็นเชิงเส้นในภาคขยายเสียงที่ใช้อุปกรณ์หลอดสุญญากาศ
แต่สำหรับภาคขยายเสียงที่เป็นโซลิดสเตท โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องพึ่งพาการป้อนกลับลบในระดับสูงกว่า 50dB เพื่อให้ได้ความเป็นเชิงเส้น
อย่างไรก็ดีสำหรับวงจรขยายเสียงหลอดสุญญากาศที่เป็นแบบซิงเกิลเอนด์และไม่มีการป้อนกลับลบเลยเพื่อทำให้วงจรมีความเรียบง่ายมากที่สุด ก็ต้องแลกมาด้วยมีอิมพิแดนซ์ขาออกที่สูงมาก และเนื่องจากมีไฟฟ้ากระแสงตรงในปริมาณมากปรากฏที่หม้อแปลงเอาต์พุต ทำให้ตัวหม้อแปลงเอาต์พุตอิ่มตัวได้ง่ายมาก ส่งผลให้ได้ภาคขยายเสียงที่มีกำลังขับน้อย และมีช่วงตอบสนองความถี่ที่ค่อนข้างแคบ
หลอดสุญญากาศกับเทคโนโลยีสมัยใหม่
ในปัจจุบัน สำหรับเครื่องเสียงหลอดสุญญากาศสมัยใหม่ นอกจากจะมีการพัฒนาใช้งานหลอดยุคใหม่ที่มีคุณภาพดีขึ้นแล้ว องค์ประกอบอื่น ๆ ก็ยังได้รับการพัฒนาตามกันไปด้วยเมื่อเทียบกับในยุคก่อนหน้านี้
เช่น การใช้ไดโอดเรคติฟายที่เป็นโซลิดสเตท, ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์รุ่นใหม่ ๆ มีส่วนช่วยให้เสียงที่ได้มีความกระชับแน่นมากขึ้น โดยเฉพาะในย่านความถี่ต่ำ
วัสดุสมัยใหม่ที่นำมาทำเป็นฉนวนก็มีคุณภาพดีขึ้น สามารถนำมาใช้ผลิตหม้อแปลงเอาต์พุตที่มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น มีการสูญเสียน้อยลง และตอบสนองความถี่ได้กว้างขึ้น สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับลำโพงได้เต็มที่มากขึ้น
ส่งผลให้เสียงที่ได้ดีขึ้นทั้งในด้านเสียงทุ้มที่มีน้ำหนัก ความกระชับแน่นและมีรายละเอียดดีขึ้น ในย่านความถี่สูงสามารถทอดประกายหางเสียงได้อย่างเป็นอิสระมากขึ้น
ในแอมป์หลอดสมัยใหม่บางรุ่นยังได้มีการนำเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์มาช่วยปรับค่าไบแอสโดยอัตโนมัติ ตลอดจนการทำหน้าที่คอยควบคุมการทำงานของหลอด หรือแม้แต่การคอยรายงานความผิดปกติต่าง ๆ ทำให้แอมป์หลอดสมัยใหม่นอกจากจะเสียงดีขึ้นแล้วยัง user friendly มากขึ้นด้วย
ที่มา: VTL
"มันง่าย" - Google News
August 30, 2020 at 09:30AM
https://ift.tt/2EIjJSV
'หลอดสุญญากาศ' อมตะตำนานคู่วงการเครื่องเสียงไฮไฟ - AV Tech Guide
"มันง่าย" - Google News
https://ift.tt/36QbjCT
Home To Blog
No comments:
Post a Comment