การจัดระดับเวลาและความสอดคล้องของเฟสเป็นสิ่งสำคัญต่อการปฏิสัมพันธ์ของซับวูฟเฟอร์และลำโพงแบบไลน์อาร์เรย์ให้สม่ำเสมอ เราจึงควรปรับระดับเวลาให้ตรงกันดีกว่า ±1 มิลลิวินาที (เพื่อป้องกันการแทรกสอดกันแบบทำลายที่จุด crossover (80-120 Hz)) เฟสสามารถคงไว้ในระดับ ±90 องศา เพื่อกำจัดผลของการกรองแบบ comb filter การประมวลผลสัญญาณแบบดิจิทัลทำสิ่งนี้โดยใช้ตัวขับความถี่สูงที่ถูกปรับความล่าช้าในระดับไมโครวินาที การเกินขีดจำกัดเหล่านี้อาจส่งผลให้เกิดการเสื่อมสภาพของ transient response ถึง 15% และการจัดวางตำแหน่งที่ถูกต้องจะช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ที่ไม่มีการเบลอทางเวลาในสนามเสียง
การกระจายระดับแรงดันเสียง (SPL) ที่สมดุลระหว่างซับวูฟเฟอร์และไลน์อาร์เรย์จะช่วยป้องกันการบังความถี่และการเปลี่ยนแปลงของพลังงานเสียงที่ไม่สม่ำเสมอ หลักการสำคัญที่ควบคุมการจับคู่ SPL ที่มีประสิทธิภาพมี 3 ข้อ ได้แก่
วิธีที่พบบ่อยที่สุดในการติดตั้งซับวูฟเฟอร์หลายตัว ได้แก่ เทคนิคการควบคุมรูปแบบคาร์ดิโออิด (รูปแบบคาร์ดิโออิดของซับวูฟเฟอร์) และวิธีการกระจายโหมด การใช้รูปแบบคาร์ดิโออิดจะสร้างทิศทางความถี่ต่ำที่สามารถสังเกตเห็นได้ โดยใช้การกลับเฟสและลำโพงด้านหลังที่มีการหน่วงเวลา พร้อมลดเสียงด้านหลังได้มากถึง 20 เดซิเบล ตามที่แสดงในงานวิจัยความสอดคล้องกันของเฟสเมื่อเร็วๆ นี้ สิ่งนี้มีประโยชน์ในงานระบบเสียงระดับมืออาชีพ ที่ต้องการเพียงแค่เสริมเสียงด้านหน้าเท่านั้น และควรให้ลดความถี่ต่ำด้านหลังสถานที่จัดงาน Arrays ขนาดเล็กจะกระจายองค์ประกอบซับวูฟเฟอร์จำนวนหนึ่งไปยังตำแหน่งต่างๆ อย่างไม่สม่ำเสมอภายในพื้นที่ เพื่อกำจัดคลื่นนิ่งผ่านการหาค่าเฉลี่ยของพื้นที่ แม้ว่าการติดตั้งแบบคาร์ดิโออิดจะมีทิศทางที่เหนือกว่า แต่โดยปกติแล้วมักจะให้ค่าตอบสนองที่แบนราบขึ้น 3-6 เดซิเบล ในห้อง (ทรงสี่เหลี่ยม)
ตามกฎการจัดวางแบบ 3:1 ที่พบได้ในมาตรฐาน IEC 60268.1 ระบุว่าลำโพงความถี่ต่ำแบบอาร์เรย์ควรถูกจัดวางให้มีระยะห่างกันเป็นหนึ่งในสามของมิติสูงสุดของห้อง เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งจะช่วยลดการเสริมแรงของโหมดแกน (Axial Mode) เนื่องจากลวดลายการยกเลิกเสียงจะถูกบังคับให้อยู่เหนือความถี่ตัดของ Schroeder การวัดค่าภาคสนามแสดงให้เห็นว่าการจัดวางแบบ 3:1 ที่ถูกต้องสามารถลดแอมพลิจูดของคลื่นความถี่คงที่ในช่วง 40-80Hz ได้ 8-12 เดซิเบล เมื่อเทียบกับการจัดวางที่มีระยะห่างเท่ากัน โดยทั่วไปแล้วการติดตั้งจริงมักใช้กลุ่มลำโพงความถี่ต่ำแบบสามเหลี่ยมในห้องที่มีขนาดใกล้เคียงกับห้องนี้ หรือจัดวางให้มีระยะห่างเท่ากันตลอดความกว้างของห้องในกรณีของห้องขนาดใหญ่
ซับวูฟเฟอร์ที่ถูกจัดวางอย่างมีกลยุทธ์ใกล้กับแนวเขตของห้อง จะสามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางเสียงของห้อง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตอบสนองความถี่ต่ำ (เบส) ผ่านการเสริมแรงกันแบบสร้างสรรค์ เมื่อคุณวางลำโพงไว้ในระยะไม่เกิน λ/8 จากกำแพงหรือมุม คุณจะได้รับการสะท้อนเสียงที่เสริมแรงกันแบบสร้างสรรค์ (ทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นถึงเวลาการก้องของห้องประมาณ 0.5–0.7 วินาที) สำหรับแต่ละพื้นที่เชื่อมต่อของเขตแดน (กำแพง-พื้น-มุม) จะมีการเพิ่มระดับเสียงขึ้น 3-6 เดซิเบล เมื่อเทียบกับสภาพแวดล้อมเปิด โดยอาจเพิ่มสูงสุดถึง 12 เดซิเบล หากวางซับวูฟเฟอร์ไว้ที่มุมสามด้าน การเพิ่มระดับเสียงที่ดีที่สุดมาจากความแข็งแรงของพื้นผิว (คอนกรีต > ผนังเบา) ซึ่งควรมีค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับพลังงานเสียงต่ำกว่า 0.2 ที่ความถี่ใต้ 80Hz เพื่อลดการสูญเสียพลังงานให้น้อยที่สุด
เฟสที่เกิดจากการสะท้อนของคลื่นที่ปล่อยออกมาโดยตรงที่มุม 180° จะถูกยกเลิกด้วยการสะท้อนจากขอบเขต วันที่ 2007-12-11 แถบความถี่คุ้มกัน (Guard Bands) มีกฎในการจัดวางตามความถี่ที่เปลี่ยนแปลงไปเพื่อหลีกเลี่ยงโซน DIFZ หรือ CD โดยตัวอย่างเช่น การรักษาระยะห่าง λ/4 จากขอบเขตที่ความถี่ข้ามผ่าน (crossover frequencies) วิศวกรยังใช้วิธีเฉพาะแบบเดซิเบล (decibel-only) และเครือข่ายฟิลเตอร์ All-Pass เพื่อปรับหมุนเฟส แต่พวกเขาก็คาดการณ์รูปแบบโดยพิจารณาจากโหนดคลื่นนิ่ง การวัดจริงแสดงให้เห็นว่าจุดดับเสียง (null) จะลดลง 8 ถึง 15 เดซิเบล เมื่อใช้แถบความถี่คุ้มกันขนาด 1/6 ออกเทฟระหว่างช่วงความถี่สำคัญที่ 40-80Hz
การบรรลุการผสมเสียงทุ้มได้อย่างเหมาะสมในโรงภาพยนตร์ที่บ้าน จำเป็นต้องมีกระบวนการปรับเทียบที่เป็นระบบ ซึ่งครอบคลุมทั้งข้อกำหนดทางเทคนิคและปัญหาเฉพาะของห้องนั้นๆ การปรับเทียบที่เหมาะสมจะช่วยให้เฟสสอดคล้องกัน ลดคลื่นนิ่งให้น้อยที่สุด และรักษาแรงดันระดับเสียง (SPL) ให้คงที่ตลอดตำแหน่งการฟัง
มาตรฐาน SMPTE 2034-2 กำหนดการจัดแนวเวลาสำหรับระบบเสียงหลายช่องทาง และกำหนดไว้ว่าซับวูฟเฟอร์และลำโพงดาวเทียมควรได้รับการจัดแนวให้สอดคล้องกับแวร์เรย์หลักภายในช่วง +/- 2 มิลลิวินาที ส่วนหนึ่งเป็นเพราะการจับคู่เฟสช่วยกำจัดปัญหาการยกเลิกเฟสส่วนใหญ่ที่ความถี่ครอสโอเวอร์ (+/- 80-120Hz) วิศวกรระบุว่า หากคุณควบคุมไดรเวอร์ให้อยู่ภายใน 1/3 เวฟของความถี่ครอสโอเวอร์ ก็จะสามารถรักษาความสมบูรณ์ของเสียงไว้ได้ รุ่นปัจจุบันของโปรเซสเซอร์ใช้การปรับเทียบแบบ GDC เพื่อชดเชยความล่าช้าในการตอบสนองของแอมปลิฟายเออร์และไดรเวอร์ ซึ่งมีความสำคัญอย่างมากในห้องที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ
แต่ระบบปรับแก้คุณภาพเสียงในห้องแบบระดับสูง เช่น Dirac Live และ Audyssey MultEQ XT32 จะวัดการตอบสนองแบบอิมพัลส์ (Impulse Responses) ทั้งหมด 256 ครั้ง จากแหล่งเสียง 256 จุด เพื่อสร้างแผนที่ความถี่และเฟสแบบ 3 มิติ ซึ่งแสดงลักษณะของห้องได้อย่างแม่นยำ ในปี 2022 AES ได้ศึกษาระบบทั้ง 7 ระบบ และพบว่าความแม่นยำในการจัดแนว (Alignment Accuracy) มีค่าแตกต่างกันตั้งแต่ ±3.2ms (ระดับเริ่มต้น) ไปจนถึง ±0.5ms (ระดับสูง) แม้ว่าเครื่องมือเหล่านี้จะช่วยลดความแตกต่างของเสียงระหว่างที่นั่งต่างๆ ลงได้ราว 6-8dB แต่ยังคงจำเป็นต้องตรวจสอบด้วยตนเองอยู่ดี อัลกอริธึมสำหรับทำให้เฟสเชิงเส้น (Phase-linearization) สามารถลดจุดบอด (Nulls) ที่เกิดจากขอบเขตของห้องในย่านความถี่ต่ำกว่า 50Hz ลงได้ถึง 35% ในห้องที่ไม่สมมาตร หรือแทบจะกำจัดจุดบอดเหล่านั้นให้หมดไปในห้องที่มีรูปแบบสมมาตร ส่วนผสมผสานระหว่าง EQ แบบพารามิทริก (Parametric EQ) กับการแก้ไขทางเวลา (TD Correction) สามารถทำให้เกิดความเบี่ยงเบนจากเส้นโค้งเป้าหมาย (Target Curves) น้อยกว่า 1dB ในระบบที่กล่าวถึงนี้ ซึ่งประสิทธิภาพนั้นเหนือกว่าการใช้ EQ เพียงอย่างเดียว โดยเฉพาะในกรณีที่ใช้ซับวูฟเฟอร์หลายตัว
เสียงความถี่ต่ำแบบเอนด์ไฟร์เป็นเสียงแบบแมทริกซ์เวลา เนื่องจากซับวูฟเฟอร์ถูกจัดวางไว้ด้านหน้าและด้านหลังในแนวเส้นตรง โดยตัวไดรเวอร์ด้านหน้ามีความก้าวหน้ากว่า ส่วนตัวที่อยู่ด้านหลังจะตามช้ากว่า ขณะที่คล็อกทำให้หน้าคลื่นสอดประสานกันแบบเสริมเพื่อสร้างแนวแกนเป้าหมาย ซึ่งสามารถให้ค่าการแยกสัญญาณจากด้านหน้าไปยังด้านหลังได้ประมาณ 10 เดซิเบลที่ความถี่ 80 เฮิรตซ์ แม้ว่าความสมบูรณ์ของรูปแบบเสียงจะรับประกันได้ก็ต่อเมื่อความล่าช้ามีค่าเท่ากับหนึ่งในสี่ความยาวคลื่นอย่างแม่นยำเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในสนามกีฬาหรือสถานที่ขนาดใหญ่ที่จำเป็นต้องควบคุมทิศทางของเสียงให้เหมาะสมที่สุด ความยาวของอาร์เรย์จะต้องมากกว่าความยาวคลื่นของความถี่เป้าหมาย
การปรับแต่งแบบเกรเดียนต์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของลำโพงซับวูฟเฟอร์ในพื้นที่ที่ไม่สะท้อนเสียงสม่ำเสมอ โดยเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงระดับความดันเสียง (SPL) เข้ากับการเพิ่มระดับโทนและความล่าช้าเล็กน้อย เพื่อแก้ไขความไม่สมดุลจากโครงสร้างอาคาร เช่น พื้นเอียงหรือผนังที่ไม่สมมาตร ความแตกต่างของระดับเสียงที่น้อยกว่า 3 เดซิเบลจะไม่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์คอมบ์ฟิลเตอร์ การปรับแต่งโดยอาศัยข้อมูลการวัดค่าช่วยลดความแปรปรวนของเสียงระหว่างที่นั่งลงถึงร้อยละ 57 ในห้องที่มีรูปแบบไม่สมมาตร -Pal: เวลาการก้องกังวาน (RT60) และความสอดคล้องของตอบสนองชั่วขณะ (impulse response) ระหว่างโซนต่าง ๆ โดยค่าแรกมีความแตกต่างไม่เกิน ±1.5 เดซิเบล สำหรับจุดรับฟังทุกตำแหน่ง
ไม่ว่าจะเป็นการวางลำโพงซับวูฟเฟอร์บนพื้นเพื่อให้เกิดการทับซ้อนกันของเสียง คุณจำเป็นต้องมีการจัดระดับเวลาให้ตรงกันอย่างแม่นยำ เพื่อให้หูทองคำ (Golden Ears) ได้รับความถี่ต่ำที่สมบูรณ์แบบ เมื่อเร็ว ๆ นี้ ในการติดตั้งระบบเสียงในสนามกีฬาขนาดความจุ 50,000 คน การปรับเฟสให้ตรงกันทำได้โดยใช้โปรโตคอลชดเชยความล่าช้า เพื่อเทียบให้เวลาการมาถึงของคลื่นเสียงตามแนวสายตา (Sightlines) ยาว 120 เมตร เท่ากัน แบบแผนการออกแบบนี้ช่วยลดผลของการกรองคลื่นเสียง (Comb Filter Effects) ที่เกิดจากชั้นที่นั่งลมอัดอากาศ และรักษาความล่าช้ารวม (Group Delay) ให้คงที่ (ยอมรับ ±0.5 มิลลิวินาที) ซึ่งยืนยันแล้วจากการสร้างแบบจำลองทางเสียงด้วยคอมพิวเตอร์ ระบบสามารถให้คุณภาพเสียงพูดชัดเจนถึง 98% (STI ≥0.65) ในบริเวณที่นั่งชั้นบนของอัฒจันทร์ แม้มีการสะท้อนของเสียงจากโครงสร้างคอนกรีต
ซับวูเฟอร์แบบคาร์ดิอยด์ที่จัดเรียงเป็นอาร์เรย์ โดยมีการลดทอนสัญญาณด้านหลัง 8 dB พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสำหรับการติดตั้งในสนามกีฬาแบบแจ้ง อาร์เรย์แบบ down fill ที่ประกอบด้วยซับวูเฟอร์ขนาดคู่ 18 นิ้วนับรวมกัน 16 ตัว ให้การควบคุมทิศทางเสียงที่แม่นยำโดยใช้ไดรเวอร์ที่ปรับเฟสแล้ว และจัดแนวเพื่อให้มีทิศทางเสียงที่ชัดเจนระหว่างความถี่ 60Hz ถึง 120Hz สามารถทำอัตราส่วนการลดทอนด้านหน้า-ด้านหลัง (front-back rejection ratios) สูงกว่า 14:1 ที่ตำแหน่งกลางสนาม เพื่อลดทอนการสะสมของความถี่ต่ำอย่างมีประสิทธิภาพใต้โครงสร้างยื่นออก (cantilevers) การทำงานล่าสุดเกี่ยวกับการจัดวางซับวูเฟอร์แบบอาร์เรย์บ่งชี้ว่า การจัดวางเช่นนี้จะช่วยลดพลังงานคลื่นนิ่งลงได้ถึง 41% เมื่อเทียบกับการวางแบบซ้อนกันตามปกติ ทำให้ค่า SPL เปลี่ยนแปลงไม่เกิน 2dB ทั่วทั้งที่นั่งทุกตำแหน่ง ซึ่งให้ผลลัพธ์เฉลี่ยอยู่ที่ 105dB
การจัดระดับเวลาเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันการแทรกสอดกันเองที่จุด crossover ทำให้การทำงานร่วมกันระหว่างซับวูเฟอร์และไลน์อาร์เรย์มีความสม่ำเสมอ และรักษาคุณภาพเสียงไว้ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
การวางตำแหน่งห้องอย่างเหมาะสมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของซับวูฟเฟอร์ได้ โดยใช้การเสริมแรงจากธรรมชาติของผนังห้อง เพื่อเพิ่มการตอบสนองย่านเสียงเบส และลดคลื่นยืน
กฎ 3:1 คือการวางระยะระหว่างซับวูฟเฟอร์ให้ห่างกันเป็นหนึ่งในสามของมิติห้องที่ยาวที่สุด เพื่อลดการเสริมแรงของโหมดแกน (Axial Mode) และเพิ่มคุณภาพเสียง
การจัดวางซับวูฟเฟอร์แบบคาร์ดิโออิดให้การควบคุมทิศทางเสียงที่แม่นยำ พร้อมลดการแผ่กระจายเสียงไปด้านหลัง ช่วยลดการสะสมความถี่ต่ำและเพิ่มความชัดเจนของเสียงในพื้นที่ขนาดใหญ่แจ้ง
EN
ข่าวเด่น