กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

การปรับเวลาของลำโพงให้ตรงกัน

การจัดเรียงเวลาของลำโพงหรือที่เรียกกันง่ายๆ ว่า "การจัดเรียงเวลา" หรือ "Time-Align" เป็นคำที่ใช้ใน ระบบ ลำโพงที่มีไดรเวอร์ หลายตัว (เช่นวูฟเฟอร์มิดเรนจ์และทวีตเตอร์ )...

การปรับเวลาของลำโพงให้ตรงกัน

การจัดเรียงเวลาของลำโพงหรือที่เรียกกันง่ายๆ ว่า "การจัดเรียงเวลา" หรือ "Time-Align" เป็นคำที่ใช้ใน ระบบ ลำโพงที่มีไดรเวอร์ หลายตัว (เช่นวูฟเฟอร์มิดเรนจ์และทวีตเตอร์ ) เพื่อครอบคลุมช่วงเสียงที่กว้าง โดยเกี่ยวข้องกับการหน่วงเวลาเสียงที่ออกมาจากไดรเวอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่า (มากกว่า 2 ทาง) เพื่อแก้ไขการตอบสนองชั่วขณะปรับปรุงความแม่นยำ และในไดรเวอร์ที่ไม่ใช่แบบโคแอกเซียล จะช่วยปรับปรุงทิศทางหรือการเอียงของกลีบเสียงที่ความถี่ครอสโอเวอร์ โดยใช้วิธีการปรับระยะห่างด้านหน้าและด้านหลังของไดรเวอร์แต่ละตัวเพื่อให้เสียงที่ออกมาพร้อมกันอย่างแท้จริง

พื้นหลัง

ในปี พ.ศ. 2518 Ed Long [ 1 ]ร่วมกับ Ronald J. Wickersham ได้คิดค้นเทคนิคแรกในการปรับเวลาของระบบลำโพง ในปี พ.ศ. 2519 Long ได้นำเสนอ "เทคนิคการปรับเวลาสำหรับการออกแบบระบบลำโพง" [ 2 ]ในการประชุม AES ครั้งที่ 54 โดยสาธิตการใช้เครื่องกำเนิดสัญญาณปรับเวลาเพื่อออกแบบวงจรครอสโอเวอร์ที่ดีขึ้นสำหรับระบบลำโพงแบบหลายทาง เทคนิคนี้อาศัยการประเมินเชิงอัตวิสัยของพัลส์สี่เหลี่ยมต่างๆ ที่กวาดผ่านความถี่ครอสโอเวอร์ เครื่องกำเนิดสัญญาณปรับเวลาจะล็อกพัลส์บนออสซิลโลสโคปเพื่อให้สามารถมองเห็นได้ Long ได้นำเทคนิคการปรับเวลามาใช้กับ มอนิเตอร์สตูดิโอ UREI 813 [ 3 ]ที่เปิดตัวในปี พ.ศ. 2520 Long ยังผลิตมอนิเตอร์สตูดิโอแบบใกล้สนามตั้งแต่ปลายทศวรรษ พ.ศ. 2513 ถึง พ.ศ. 2533 โดยใช้เทคนิคการปรับเวลา ในปี 1977 Long ได้จดทะเบียนเครื่องหมายการค้า Time-Align และต่อมาได้จดทะเบียนเครื่องหมายการค้าสำหรับคำที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ Time-Aligned และ Time-Alignment (ต้องมีเครื่องหมายขีดคั่น) Long ได้อนุญาตให้ UREI, Bag End Loudspeakers และบริษัทอื่นๆ ใช้เครื่องหมายการค้า Time-Align

เนื่องจากระบบเสียงไฮไฟต้องการให้ลำโพงสามารถถ่ายทอดเสียงที่บันทึกไว้ได้อย่างเที่ยงตรง ดังนั้นลำโพงที่ครอบคลุมช่วงความถี่เสียงได้ดีกว่าจึงมีประสิทธิภาพด้านเสียงไฮไฟที่ดีกว่า ด้วยเหตุนี้ ลำโพงไฮไฟส่วนใหญ่จึงใช้ไดรเวอร์หลายตัวเพื่อครอบคลุมช่วงความถี่เสียงได้อย่างน่าพอใจ

อย่างน้อยที่สุด ลำโพงดังกล่าวอาจเป็นแบบ 2 ทาง โดยใช้ตัวขับเสียงเบส (หรือตัวขับเสียงกลาง/ตัวขับเสียงกลาง ) และตัวขับเสียงแหลม ลำโพงระดับสูงกว่าอาจเป็นแบบ 3 ทาง หรือแม้แต่ 4 ทาง เพื่อความง่ายและความง่ายของบทความนี้ เราจะใช้ระบบลำโพงแบบ 2 ทาง ซึ่งประกอบด้วยตัวขับเสียงเบสและตัวขับเสียงแหลม เนื่องจากตัวขับเสียงเบสครอบคลุมช่วงความถี่ต่ำ และตัวขับเสียงแหลมครอบคลุมช่วงความถี่สูง จุดแบ่งระหว่างทั้งสองคือความถี่ครอสโอเวอร์ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่ ณ ความถี่ครอสโอเวอร์ สัญญาณเอาต์พุตของตัวขับทั้งสองควรจะรวมกันทางเสียงได้อย่างราบรื่น ไม่มีจุดสูงสุดหรือจุดต่ำสุด มิฉะนั้นจะกล่าวได้ว่าลำโพงนั้นทำให้เสียงผิดเพี้ยน

ลักษณะเด่นอย่างหนึ่งของลำโพง 2 ทางคือ ที่ความถี่ครอสโอเวอร์ เนื่องจากระยะห่างทางกายภาพระหว่างศูนย์กลางของวูฟเฟอร์และทวีตเตอร์ เสียงที่ออกมาจากลำโพงทั้งสองจึงไม่ใช่เสียงรอบทิศทาง แต่เป็นเสียงแบบโค้งระดับเสียงภายในบริเวณโค้งนั้น ที่ความถี่ครอสโอเวอร์จะสูงกว่าภายนอกโค้งมาก ดังนั้น นักออกแบบลำโพงจึงพยายามทำให้โค้งหลักมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยใช้ไดรเวอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กที่สุด เพื่อให้สามารถวางไดรเวอร์ได้ใกล้กันมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ความถี่ต่ำสุดที่สนใจ (เบส) จะจำกัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของวูฟเฟอร์ ดังนั้น ลำโพงประเภทนี้จึงจะมีเสียงแบบโค้งเสมอ

การเอียงกลีบ

ลำโพง 2 ทางทั่วไปใช้ตัวขับเสียงเบสและตัวขับเสียงแหลมดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ โดยปกติแล้วตัวขับเสียงแหลมจะมีขนาดเล็กและบางกว่าตัวขับเสียงเบสมาก หมายความว่าพื้นผิวการแผ่เสียง (ที่ขดลวดเสียงหรือโดม/ฝาครอบกันฝุ่น ขึ้นอยู่กับการออกแบบ หรือที่เรียกว่า "ศูนย์กลางเสียง") ของตัวขับเสียงไม่ได้อยู่ในระนาบเดียวกัน พื้นผิวการแผ่เสียงของตัวขับเสียงแหลมมักจะอยู่ด้านหน้าของตัวขับเสียงเบสมากเมื่อติดตั้งทั้งสองบนแผงเรียบเดียวกัน แม้ว่าการเยื้องศูนย์ทางกายภาพนี้อาจมีขนาดประมาณ 20-40 มม. แต่ที่ความถี่ครอสโอเวอร์ทั่วไป (≥ 1  kHz) การเยื้องศูนย์นี้ก็เพียงพอที่จะทำให้กลีบเสียงหลักเอียงได้ ภาพด้านล่างแสดงให้เห็นถึงสิ่งนี้:

วูฟเฟอร์มีขนาดใหญ่กว่าในสองตัว โดยอยู่ด้านล่างของทวีตเตอร์ นี่คือการกำหนดค่า 2 ทางที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด ดังที่เห็นได้ว่าทวีตเตอร์นั้นบางกว่ามาก และจุดศูนย์กลางเสียงของมันอยู่ข้างหน้าจุดศูนย์กลางเสียงของวูฟเฟอร์ ด้วยเหตุนี้ ที่ความถี่ครอสโอเวอร์ เนื่องจากไดรเวอร์ทั้งสองสร้างความถี่เดียวกัน คลื่นเสียงจากทวีตเตอร์จึงมาถึงตำแหน่งการฟัง P เร็วกว่าคลื่นเสียงจากวูฟเฟอร์ ด้วยเหตุนี้ ที่ P จึงมีการรวมคลื่นที่ไม่สมบูรณ์แบบ (อาจเสริมกันหรือหักล้างกัน) ดังนั้นกลีบหลักจึงชี้ออกจาก P ไปยังตำแหน่ง P' (ซึ่งสำหรับลำโพงตัวนี้จะต่ำกว่า P) [ 4 ]

การแก้ไขการเอียงของกลีบด้วยการจัดเรียงเวลา

โดยทั่วไปแล้ว รูปทรงของกลีบเสียงที่เอียงนั้นไม่ได้ก่อให้เกิดปัญหาใดๆ และในความเป็นจริงแล้ว ระบบลำโพงหลายระบบก็ไม่ได้ใช้การปรับเวลาให้ตรงกัน (Time Alignment) อย่างไรก็ตาม มี ครอ สโอเวอร์ ประเภทหนึ่ง ที่เรียกว่าLR4 หรือ LR2ซึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะบางอย่างที่ทำให้การปรับเวลาให้ตรงกันนั้นคุ้มค่าสำหรับลำโพงที่ใช้ครอสโอเวอร์ประเภทนี้ ครอสโอเวอร์ชนิดนี้มีคุณสมบัติที่ว่า ณ ความถี่ครอสโอเวอร์ การรวมสัญญาณไฟฟ้าจะราบเรียบ (กล่าวคือ ไม่มีจุดสูงสุดหรือจุดต่ำสุด) และสัญญาณที่ส่งไปยังวูฟเฟอร์และทวีตเตอร์จะอยู่ในเฟสเดียวกันเสมอ (ในกรณีของ LR2 จะอยู่ในเฟสต่างกัน 180° ซึ่งแก้ไขได้โดยการกลับสัญญาณของทวีตเตอร์) เมื่อใช้กับลำโพงที่ปรับเวลาให้ตรงกันแล้ว กลีบเสียงหลักของลำโพงจะชี้ไปข้างหน้าอย่างแม่นยำ (กล่าวคือ ตรง) และไม่มีจุดสูงสุด 3dB ในการตอบสนอง ทำให้ครอสโอเวอร์ LR2 หรือ LR4 เหมาะสำหรับงานเสียงมากกว่าครอสโอเวอร์แบบButterworthแม้จะไม่มีครอสโอเวอร์ LR ก็ยังคุ้มค่าที่จะให้ลำแสงหลักชี้ไปข้างหน้าเพื่อให้ลำโพงส่องสว่างตำแหน่งการฟังอย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบดีขึ้น (เช่น การสร้างภาพหรือการได้ยิน) [ 5 ]

การจัดเรียงเวลาทางไฟฟ้า

ในเทคนิคนี้ (โดยปกติ) สัญญาณของทวีตเตอร์จะถูกเลื่อนเฟส (โดยปกติจะเป็นการหน่วงเวลาเนื่องจากทวีตเตอร์อยู่ข้างหน้าวูฟเฟอร์) การเลื่อนเฟสนี้จะทำให้เกิดการเลื่อนเวลาที่เทียบเท่ากันในคลื่นเสียงของทวีตเตอร์ เพื่อแก้ไขความแตกต่างของเวลาระหว่างวูฟเฟอร์และทวีตเตอร์เนื่องจากการชดเชยทางกายภาพ ด้วยตัวกรองการเลื่อนเฟสแบบแปรผัน ทำให้การปรับเวลาของลำโพงเกือบทุกชนิดทำได้ง่ายมากโดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงอะไรทางกายภาพ วิธีนี้ยังง่ายและสะดวกกว่าการปรับเวลาของไดรเวอร์ทางกายภาพมาก[ 6 ]อย่างไรก็ตาม การวัดทางอะคูสติกมักจำเป็นในกรณีนี้เสมอ เนื่องจากการปรับเฟสไม่สามารถทำได้โดยการฟังเพียงอย่างเดียว

การจัดเรียงเวลาทางกายภาพ

ในเทคนิคนี้ ไดรเวอร์จะถูกจัดวางเยื้องไปเพื่อให้จุดศูนย์กลางเสียงของไดรเวอร์อยู่ในระนาบเดียวกัน เทคนิคนี้ใช้เมื่อไม่มีวิธีการจัดตำแหน่งเวลาอื่นใดที่สามารถใช้ได้หรือตั้งใจจะใช้ วิธีนี้ทำให้การตั้งค่าสำหรับผู้ใช้ปลายทางง่ายขึ้น เนื่องจากพวกเขาไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พิเศษใด ๆ ในการจัดตำแหน่งไดรเวอร์ อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ต้องการให้ทราบความลึกที่แน่นอนของจุดศูนย์กลางเสียงในขั้นตอนการออกแบบ เพื่อให้สามารถนำการจัดวางเยื้องไปใส่ไว้ในแผงด้านหน้าของลำโพงที่ติดตั้งไดรเวอร์ได้[ 6 ]

วิธีทั่วไปในการทำเช่นนี้คือการทำให้แผงด้านหน้ามี "ขั้นบันได" (ดังแสดงในภาพด้านบน) โดยที่ทวีตเตอร์จะติดตั้งอยู่ห่างจากวูฟเฟอร์ ขั้นบันไดนี้อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการรวมมากกว่าความล่าช้าของเวลาระหว่างไดรเวอร์เนื่องจากการเลี้ยวเบนของคลื่นเสียงของทวีตเตอร์รอบขั้นบันได[ 7 ]การทำให้ขอบของขั้นบันไดลาดเอียงและโค้งมนช่วยลดการเลี้ยวเบนได้ แต่ไม่สามารถกำจัดได้อย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ ยิ่งความลาดชันค่อยเป็นค่อยไปมากเท่าใด การแยกในแนวตั้งระหว่างไดรเวอร์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งจะทำให้กลีบเสียงบางลง (เช่น การเพิ่มขึ้นของทิศทางในแนวตั้ง) ที่ความถี่ครอสโอเวอร์

อีกวิธีหนึ่งในการปรับแนวเวลาทางกายภาพโดยไม่ต้องเลื่อนทวีตเตอร์ไปด้านหลังคือการเอียงตัวลำโพงขึ้น (หรือให้แผงด้านหน้าเอียงแทนที่จะเป็นแนวตั้ง) วิธีนี้จะทำให้ระนาบแกนทางกายภาพเอียงขึ้น ดังนั้นจึงทำให้ระนาบทางกายภาพอยู่ในแนวเดียวกับระนาบแกนที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งการฟังจะอยู่นอกแกนเมื่อเทียบกับไดรเวอร์ทั้งสองตัวที่ความถี่ทั้งหมด[ 7 ]นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด (โดยเฉพาะการเอียงตัวลำโพงขึ้น) เนื่องจากสามารถทำได้กับลำโพงทุกตัวและง่ายต่อการตั้งค่าลำโพงโดยการลองผิดลองถูก

ดูเพิ่มเติม

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การปรับเวลาของลำโพงให้ตรงกัน

การจัดเรียงเวลาของลำโพงหรือที่เรียกกันง่ายๆ ว่า "การจัดเรียงเวลา" หรือ "Time-Align" เป็นคำที่ใช้ใน ระบบ ลำโพงที่มีไดรเวอร์ หลายตัว (เช่นวูฟเฟอร์มิดเรนจ์และทวีตเตอร์ )...

พื้นหลัง

ในปี พ.ศ. 2518 Ed Long [ 1 ] ร่วมกับ Ronald J. Wickersham ได้คิดค้นเทคนิคแรกในการปรับเวลาของระบบลำโพง ในปี พ.ศ.

การเอียงกลีบ

ลำโพง 2 ทางทั่วไปใช้ตัวขับเสียงเบสและตัวขับเสียงแหลมดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ โดยปกติแล้วตัวขับเสียงแหลมจะมีขนาดเล็กและบางกว่าตัวขับเสียงเบสมาก หมายความว่าพื้นผิวการแผ่เสียง (ที่ขดลวดเสียงหรือโดม/ฝาครอบกันฝุ่น ขึ้นอยู่กับการออกแบบ หรือที่เรียกว่า...

การแก้ไขการเอียงของกลีบด้วยการจัดเรียงเวลา

โดยทั่วไปแล้ว รูปทรงของกลีบเสียงที่เอียงนั้นไม่ได้ก่อให้เกิดปัญหาใดๆ และในความเป็นจริงแล้ว ระบบลำโพงหลายระบบก็ไม่ได้ใช้การปรับเวลาให้ตรงกัน (Time Alignment) อย่างไรก็ตาม มี ครอ สโอเวอร์ ประเภทหนึ่ง ที่เรียกว่า LR4 หรือ LR2...