ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับไมโครโฟน (1)

 

ไมโครโฟน(Microphones)

                เสียงที่ดีย่อมมาจากต้นแบบที่ดี  แม้ว่าเครื่องไม้เครื่องมือที่วางระบบไว้ในงานเสียง  จะดีจะแพงเพียงไรแต่หากต้นแบบไม่ดีก็ไม่อาจจะทำให้เสียงที่ออกไปดีขึ้นมา ได้  เช่นเดียวกับพ่อพันธุ์แม่พันธุ์ที่ดีย่อมให้ลูกที่มีคุณภาพดี  ในส่วนของระบบสัญญาณเสียงก็เช่นกัน  เพียงแต่เครื่องเสียงประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ  หลายส่วนเข้ามาประกอบกัน  แต่จุดหนึ่งที่น่าพิจารณาคือต้นแบบ

                มิใช่ว่าเอานักดนตรีฝึกหัดมาเล่นกับเครื่องเสียงดี ๆ  แล้วจะทำให้เพลง ๆ นั้นดี แน่นด้วยคุณภาพ  มิใช่ว่าเอานักร้องเสียงไม่เอาเรื่องเอาราวมาร้องเพลงแล้วใช้เครื่องเสียงดี ๆ  จะทำให้เสียงออกมาดีได้

                และเอานักร้อง-นักพูดที่มีน้ำเสียงอุดมด้วยมนต์เสน่ห์  มาร้องมาพูดกับไมโครโฟนราคาถูก  ๆ  แล้วจะทำให้คุณภาพเสียงของไมโครโฟนนั้นดีขึ้นได้  ไม่งั้นแล้วเราอาจจะจัดรายการโปรโมทไมโครโฟนสักรุ่นหนนึ่ง-ยี่ห้อหนึ่ง  โดยการเอานักพูด นักร้อง นักพากย์ที่มีเสียงดี ๆ  มาร้องมาพูดมาพากย์  แล้วจะทำให้เสียงออกมาดี  และขายไมโครโฟนนั้น ๆ ได้  เปล่าทั้งนั้น  เพราะคุณภาพของเสียงย่อมขึ้นอยู่กับตัวรับเสียง  ซึ่งในเครื่องเสียงเรียกว่า  ต้นแบบของเสียง(Source)

                เพราะไมโครโฟน  คืออุปกรณ์ที่จะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานเสียงธรรมชาติหรือที่เรียกว่าพลังงานที่เป็นอะคูสติค(Acoustic) เป็นพลังงานไฟฟ้า  รายละเอียดที่สำคัญของไมโครโฟนอยู่ที่ว่าจะมีกี่คนที่เลือกใช้ไมโครโฟนได้ ถูกต้อง  เพราะไมโครโฟนไม่ได้มีการสร้างมาแบบเดียวโดด  ๆ   ได้มีการออกแบบไมโครโฟนมาเฉพาะงาน  มีทิศทางของการรับเสียงที่แตกต่างกัน  มีความถี่ตอบสนองที่แตกต่างกันออกไป  มีลักษณะของการเน้นระดับเสียงที่ไม่เหมือนกัน  และอื่น ๆ  อีกบางประการ

 

ดังนั้นการศึกษาถึงระบบไมโครโฟนควรจะตั้งคำถามอย่างน้อย  4  คำถามคือ

1. ไมโครโฟนมีกี่ชนิด  แต่ละชนิดมีคุณสมบัติอย่างไร

2. ไมโครโฟนแต่ละตัวที่ผลิตขึ้น  มีคุณสมบัติทางทิศทางเสียงอย่างไรหรือรับเสียงได้ดีในทิศทางใดดีที่สุด

3. ไมโครโฟนที่เลือกใช้นั้นให้คุณภาพเสียงและความถี่เสียงย่านไหน  หรือตอบสนองความถี่เสียงใดดีที่สุด

4. ไมโครโฟน ตัวนั้น ๆ  มีรูปร่างหน้าตาแบบใด   เพราะงานบางงานเป็นงานที่ต้องใช้รูปแบบของไมโครโฟนให้เหมาะสม  เช่นในการถ่ายทำโทรทัศน์จำเป็นที่จะต้องใช้ไมโครโฟนหลบมุม  ไมโครโฟนตัวเล็ก  หรือไมโครโฟนหนีบเน็คไท

              จึงเห็นได้ว่าจากปัจจัยเบื้องต้น  ไมโครโฟนและการเลือกชนิดของไมโครโฟน  นับเป็นรายละเอียดที่ไม่ธรรมดาเลย  ซึ่งเมื่อท่านได้ศึกษาถึงระบบการผสมเสียงหรือมิกซ์เสียง  บทบาทของไมโครโฟนจะเด่นชัดมากขึ้น   ๆ   เรียกว่าเป็นเรื่องธรรมดาที่ไม่ธรรมดา

ชนิดของไมโครโฟน  (Types of Microphones)

                ต้องย้ำกันอีกครั้งว่าไมโครโฟนคือเครื่องมือที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงาน เสียงธรรมชาติให้เป็นพลังงานไฟฟ้า  โดยอุปกรณ์นี้จะทำหน้าที่เป็นตัวส่งผ่ายเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงผ่านองค์ ประกอบของไมโครโฟนชิ้นส่วนต่าง  ๆ  ดังนั้นไมโครโฟนจึงมีการแบ่งแยกชนิดต่าง ๆ  ตามองค์ประกอบหรือชิ้นส่วนที่ประกอบขึ้นมาเป็นตัวไมโครโฟน  โดยไมโครโฟนที่นิยมใช้กันมีอยู่  5  ประเภท  โดย  3  ประเภทแรกที่จะกล่าวถึงต่อไปนี้เป็นไมโครโฟนระดับมืออาชีพระดับโปรเฟสชัน น่อล  (Professional)   อีก  2  ประเภทไม่ใช่ไมโครโฟนระดับโปรเฟสชันน่อล  คือ

1.แบบมูฟวิ่งคอยล์(Moving coil)

2.แบบริบบอน  (Ribon)

3.แบบคอนเดนเซอร์หรือคาปาซิเตอร์(Condenser/Capacitor)

4.แบบคาร์บอน (Carbon)

5.แบบคริสตอลหรือแบบเซรามิค(Crystal  Ceramic)

                นี่คือการแยกประเภทจากโครงสร้างหรือจากองค์ประกอบของไมโครโฟน  โดยการแยกดังกล่าวอาจจะแยกอยู่ในรูปของไมโครโฟนแบบไดนามิค  กับแบบ  อิเล็กโตรสแตติค

                ไดนามิคไมโครโฟนอาจจะอรรถาธิบายด้วยหลักของไมโครโฟนแบบมูฟวิ่งคอยล์  แม้ว่าโดยหลักการแล้วหากจะมองแบบนามธรรมแล้วไดนามิคไมโครโฟนที่ใช้หลักการ ถ่ายทอดพลังงานในรูปของอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้า  (Electro-Magnetic)   การแยกประเด็นอย่างนี้จึงหมายรวมไปถึงไมโครโฟนแบบริบบอนซึ่งไมโครโฟนแบบนี้เราอาจเรียกได้ว่าไมโครโฟนแบบเวซิตี้(Velocity)

                คอนเดนเซอร์ ไมโครโฟนอาจจะแยกออกเป็นไมโครโฟนแบบอิเล็กโตรสแตติคซึ่งเป็นไมโครโฟนที่ อาศัยสนามไฟฟ้าเป็นสื่อในการถ่ายทอดพลังงานเสียงโดยไมโครโฟนดังกล่าวใช้หลัก การของประจุไฟฟ้าหรือการเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้าเป็นหลัก  ลักษณะดังกล่าวมีภาพลักษณ์เหมือนกับการทำงานของคอนเดนเซอร์หรือคาปาซิเตอร์ จึงนิยมเรียกว่าไมโครโฟนแบบคอนเดนเซอร์

                หากจะแยกชนิดที่มีอิมพีแดนซ์  (Impedance)  ของ ไมโครโฟน  อาจจะแยกออกเป็นไมโครโฟนชนิดที่มีอิมพีแดนซ์สูงกับอิมพีแดนซ์ต่ำ  โดยคำนึงถึงว่าไมโครโฟนจะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานเสียงเป็นพลังงานไฟฟ้า แล้ว  พลังงานไฟฟ้านี้จะไหลผ่านวงจรด้วยค่าแรงดันไฟฟ้า   ความต้านทานต่อค่าแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเราเรียกว่า ค่าอิมพีแดนซ์  หากความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้านั้นมีค่าน้อยหรือต้านน้อย  เราเรียกว่า โลว์อิมพีแดนซ์  และที่สำคัญอุปกรณ์ที่มีค่าอิมพีแดนซ์ต่ำจะทำให้คุณภาพเสียงที่ดีกว่า

                ทำไมหรือ  ไมโครโฟนที่มีค่าอิมพีแดนซ์ต่ำมีข้อดีอยู่อย่างน้อย  2  ประการ(หากเทียบกับไมโครโฟนที่มีอิมพีแดนซ์สูง)  เนื่องเพราะหากค่าความต้านทานของไมโครโฟนต่ำ-ความต้านต่อสัญญาณมีน้อย  จึงทำให้การเกิดเสียงฮัม  และสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าน้อยกว่า  ไม่ว่าจะเป็นสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าของมอเตอร์หรือจากหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์  และหากไมโครโฟนนั้นมีการต่อสายสัญญาณยิ่งยาวมากเท่าไร  ก็จะทำให้เกิดเสียงรบกวนมากเท่านั้น   นี่เองที่ทำให้งานระดับโปรเฟสชันน่อลจึงต้องเลือกใช้ไมโครโฟนที่มีอิมพีแดน ซ์เซอร์ต่ำ

                เครื่องมือหรืออุปกรณ์ใดก็ตามที่มีการนำเอาอุปกรณ์ที่มีอิมพีแดนซ์สูง  มาต่อร่วมกับเครื่องมืออุปกรณ์ที่มีอิมพีแดนซ์เซอร์ต่ำ  ย่อมก่อให้เกิดสัญญาณผิดเพี้ยนทันที  ความผิดเพี้ยนของสัญญาณดังกล่าวเขาเรียกตามศัพท์วิชาการว่า ดิสทอร์ชั่น  ในกรณีที่จำเป็นต้องต่ออุปกรณ์ที่มีอิมพีแดนซ์เซอร์ต่างกัน   จำเป็นต้องใช้เครื่องแปลงอิมพีแดนซ์เซอร์ที่เรียกว่าหม้อแปลงเพื่อแปลงอิมพี แดนซเซอร์ซึ่งอาจเรียกทับศัพท์ว่าตัวแมทซิ่งทรานส์ฟอร์เมอร์  ดังได้แสดงไลน์-แมทซิ่ง  ทรานส์ฟอร์เมอร์ไว้

ไมโครโฟนอิมพีแดนซ์ต่ำแบบต่าง ๆ(Types of Low-Impedance Microphones)

                ไมโครโฟนที่มีอิมพีแดนซ์เซอร์ต่ำมีอยู่ 3 แบบ  คือมูฟวิ่ง-คอยล์ , ริบบอน และคอนเดนเซอร์  โดยไมโครโฟนแบบมูฟวิ่ง- คอยล์เป็นไมโครโฟนที่ใช้งานอย่างกว้างขว้างมากที่สุด  โครงสร้างของไมโครโฟนแบบนี้ประกอบด้วยคอยล์ขดลวดที่ปะติดไว้กับแผ่นไดอะแฟ รม  ทั้งหมดนั้นวางอยู่ในสนามแม่เหล็กซึ่งเกิดจากแม่เหล็กถาวร เมื่อเรากรอกเสียงลงไปยังไดอะแฟรม 

                ไดอะแฟรมจะเกิดการสั่น   มีผลทำให้มูฟวิ่ง คอยล์ขยับตัวตามการสั่นนั้นด้วย  เราจึงเรียกคอยล์ขดลวดที่สั่นตามไดอะแฟรมนี้ว่า มูฟวิ่ง คอยล์  เพราะเป็นคอยล์ที่สามารถเคลื่อนตัวได้นั้นเอง  เพราะคำว่ามูฟวิ่งหมายถึงการเคลื่อนไหว เคลื่อนที่ได้

                จาก หลักการที่ว่าเมื่อขดลวดเคลื่อนตัวผ่านสนามแม่เหล็ก  จะมีการเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าขึ้นได้  พลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนี้คือพลังงานที่ถูกเปลี่ยนจากพลังงานเสียงหรือพลัง งานอะคูสติคเป็นพลังงานไฟฟ้า  โดยอาศัยการสั่นของไดอะแฟรมปฐมเหตุ

จากการออกแบบไมโครโฟนแบบนี้  ทำให้เกิดข้อเด่นกว่าไมโครโฟนแบบริบบอนและคอนเดนเซอร์อยู่หลายประการคือ

1.             ราคาไม่แพงนัก

2.             สามารถรับภาระและลดภาระของเสียงที่เข้ามาแรง ๆ  ได้ดีโดยไม่ทำให้เสียงที่ออกไปมีลักษณะของเสียงกระแทกที่เรียกว่าเสียง โอเว่อร์โหลดทั้งยังกันเสี