×
ตัวดูดซับแรงสั่นสะเทือนของลำโพง หรือที่เรียกว่า สไปเดอร์ (spiders) ทำหน้าที่หลักสองประการพร้อมกัน คือ ให้ความแข็งแรงเพียงพอเพื่อคงตำแหน่งคอยล์เสียงให้อยู่ตรงกลางช่องแม่เหล็ก ในขณะเดียวกันก็ยังอนุญาตให้เกิดการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงตามที่ต้องการในระหว่างการทำงาน ชิ้นส่วนเหล่านี้มักมีการออกแบบเป็นรูปพับหรือเป็นลอน ทำจากผ้าหรือโฟม ซึ่งช่วยดูดซับการสั่นสะเทือนที่ไม่ต้องการ ซึ่งหากไม่ถูกดูดซับจะรบกวนการเคลื่อนที่ของกรวยลำโพง ตามผลการศึกษาที่เผยแพร่ในรายงานการวิเคราะห์ชิ้นส่วนลำโพง ปี 2023 พบว่า ลำโพงที่ติดตั้งตัวดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่ออกแบบเป็นพิเศษแสดงถึงการปรับปรุงคุณภาพเสียงอย่างชัดเจน ตัวขับเสียงที่ใช้รูปทรงเรขาคณิตที่ได้รับการปรับแต่งเหล่านี้สามารถลดการบิดเบือนเสียงออกนอกแกนลงได้ประมาณหนึ่งในสาม เมื่อเทียบกับรุ่นทั่วไป เมื่อพิจารณาถึงปัจจัยที่ทำให้ตัวดูดซับแรงสั่นสะเทือนมีคุณภาพดี จะมีหลายปัจจัยที่มีบทบาท ได้แก่
| ปัจจัยการออกแบบ | ผลกระทบต่อประสิทธิภาพ |
|---|---|
| ความลึกของเกลียว | ควบคุมความยืดหยุ่นในแนวตั้ง |
| ความหนาแน่นของวัสดุ | กำหนดอัตราแรงคืนตัว |
| เส้นผ่าศูนย์กลางการติดตั้ง | มีผลต่อความเป็นเชิงเส้นของการเคลื่อนที่ |
ตัวดูดซับเสียงทำจากยางบิวทิลในซับวูฟเฟอร์ระดับพรีเมียมสามารถทนต่อการเคลื่อนที่สูงสุดได้มากกว่าแบบโฟมทั่วไปถึง 50% โดยไม่เกิดการเปลี่ยนรูปอย่างถาวร ตามรายงานการวิเคราะห์องค์ประกอบลำโพง ปี 2023
ตัวดูดซับเสียงแสดงพฤติกรรมฮิสเตอรีซิสแบบไวสโคอีลาสติก ซึ่งช่วยสลายพลังงานระหว่างการเคลื่อนที่ของดอกลำโพง เพื่อป้องกันการเกินเป้าหมายที่ความถี่เรโซแนนซ์ การออกแบบแบบสองขั้นตอนขั้นสูงใช้ความแข็งแบบค่อยเป็นค่อยไป—ยืดหยุ่นสูงสำหรับสัญญาณเล็ก และเพิ่มความต้านทานเมื่อมีการเคลื่อนที่สูงสุด—สอดคล้องกับมาตรฐาน IEC 60268-5 สำหรับการตอบสนองชั่วขณะในระบบเสียงระดับมืออาชีพ
ในซับวูฟเฟอร์ที่มีกำลังขับ 1,500 วัตต์ เอ็มเอ็มเอส ตัวลดแรงสั่นสะเทือนแบบสองชั้นสามารถลดการเบี่ยงเบนของคอยล์เสียงได้ 41% เมื่อเปรียบเทียบกับแบบชั้นเดียวขณะเล่นโทนความถี่ 25 เฮิรตซ์อย่างต่อเนื่อง การออกแบบนี้รวมเอาแหวนด้านนอกที่มีค่าความแข็ง 70 ดูโรมิเตอร์เพื่อช่วยจัดตำแหน่งศูนย์กลาง เข้ากับชั้นภายในที่มีค่าความแข็ง 50 ดูโรมิเตอร์เพื่อควบคุมการเคลื่อนตัวปานกลาง ทำให้ได้ค่า Qts ต่ำกว่า 0.3 ซึ่งเหมาะสำหรับการสร้างเสียงเบสที่แน่น
ตัวดามเปอร์ของลำโพงทำงานโดยควบคุมระยะการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลังของคอยล์เสียง ซึ่งช่วยลดการบิดเบือนสัญญาณเมื่อเล่นความถี่ต่ำมากในช่วงประมาณ 20 ถึง 80 เฮิรตซ์ ระบบลำโพงที่ไม่มีการดามเปอร์ที่เหมาะสมอาจก่อให้เกิดการบิดเบือนเชิงฮาร์มอนิกได้สูงถึงประมาณ 7% ตามผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร AES เมื่อปีที่แล้ว ในแง่ของการเพิ่มประสิทธิภาพความแข็งแรง ตัวดามเปอร์เหล่านี้จะช่วยจำกัดการเคลื่อนที่ของกรวยลำโพงไม่ให้เกินกว่าบวกหรือลบ 4 มิลลิเมตรในแอปพลิเคชันซับวูฟเฟอร์ เพื่อไม่ให้กระทบกับขีดจำกัดทางกายภาพของการเคลื่อนที่ นอกจากนี้ ยังมีหลักฐานจากงานศึกษาเมื่อปี 2023 ที่เกี่ยวกับความล้าของไดรเวอร์ แสดงให้เห็นว่าตัวดามเปอร์โฟมสองชั้นสามารถลดการสั่นสะเทือนที่น่ารำคาญหลังจากการเคลื่อนไหวเริ่มต้นลงได้เกือบ 19% เมื่อเทียบกับแบบชั้นเดียวทั่วไป
ความแข็งแรงของดามเปอร์มีผลโดยตรงต่อค่า Q รวมของไดรเวอร์ (Qts) ซึ่งส่งผลต่อความเข้ากันได้กับตู้ลำโพง:
| ความแข็งแรงของดามเปอร์ | ช่วงค่า Qts | ประเภทตู้ลำโพงที่เหมาะสม | ลักษณะเสียงเบส |
|---|---|---|---|
| แรงสูง | 0.5–0.7 | ปิด | แน่น ควบคุมได้ดี |
| ปานกลาง | 0.3–0.5 | ไฮบริดแบนด์พาส | การลดทอนที่สมดุล |
| ต่ํา | 0.2–0.3 | แบบมีพอร์ต | การสั่นพ้องที่ขยายออกไป |
ตัวดับแรงสั่นสะเทือนที่แข็งกว่าจะเพิ่มค่า Qts ทำให้เหมาะกับลำโพงปิดสนิทที่มีการลดทอนวิกฤต (-12 dB/จุดแปด) ตัวดับแรงสั่นสะเทือนที่ยืดหยุ่นช่วยให้ออกแบบลำโพงแบบมีพอร์ตเพื่อให้ถึงความถี่ F3 ที่ต่ำลงได้ แต่ต้องปรับจูนอย่างแม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาด้านเวลาหน่วงกลุ่ม
การเปรียบเทียบในปี 2023 ของดอกลำโพงขนาด 12 นิ้วที่เหมือนกันพบว่า:
ผลลัพธ์เหล่านี้เน้นย้ำบทบาทของตัวดูดซับแรงสั่นสะเทือนในฐานะองค์ประกอบสำคัญในการปรับจูนให้สอดคล้องกันระหว่างตัวลำโพงและกล่องเสียง
| พารามิเตอร์ | ตัวดูดซับแรงสั่นสะเทือนแบบนิ่ม | ตัวดูดซับแรงสั่นสะเทือนแบบแข็ง |
|---|---|---|
| ระดับเสียงสูงสุด (1 เมตร) | 105 DB | 112 เดซิเบล |
| การขยายเสียงเบส | 28 Hz (-3 dB) | 35 Hz (-3 dB) |
| การจัดการพลังงาน | 250W RMS | 400W RMS |
| กรุ๊ปเดลี่ | 15 มิลลิวินาที @ 40 Hz | 8 มิลลิวินาที @ 40 Hz |
ตัวดูดซับแบบนิ่มเหมาะกับระบบค่า Qts ต่ำ สำหรับเสียงเบสเชิงภาพยนตร์ที่ลึก แต่ต้องแลกกับความสามารถในการตอบสนองพลังงานสูงชั่วขณะ ในขณะที่แบบแข็งจะทำงานได้ดีในแอปพลิเคชันระดับความดังเสียงสูง โดยแลกการขยายช่วงความถี่ต่ำกับความทนทานต่อความร้อนและความแม่นยำในการตอบสนองสัญญาณกระตุ้น
ความต้านทานทางกลที่เราสังเกตเห็นนั้นมาจากสองปัจจัยหลักภายในตัวแดมเปอร์เอง ได้แก่ ความแข็งและความวัสดุที่ใช้ในการผลิต ลักษณะเหล่านี้จำกัดระยะการเคลื่อนที่ของคอยล์เสียงโดยธรรมชาติ จากนั้นมีอีกหนึ่งปัจจัยคือ การดูดซับแรงสั่นสะเทือนทางไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องกับค่าตัวประกอบการดูดซับ (damping factor) ของแอมปลิฟายเออร์ ตัวเลขนี้บ่งบอกถึงประสิทธิภาพของระบบในการหยุดการสั่นสะเทือนที่ไม่ต้องการ หลังจากสัญญาณหยุดทำงาน โดยอาศัยกลไกที่เรียกว่า การควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ (Back-EMF) เมื่อระบบมีค่าตัวประกอบการดูดซับมากกว่า 200 จะช่วยลดการสั่นสะเทือนหลังสัญญาณรบกวนลงประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับระบบที่มีค่าน้อยกว่า 50 ผลลัพธ์ที่ได้คือ เสียงเบสที่มีคุณภาพดีขึ้นอย่างชัดเจน เสียงแม่นยำแม้จะใช้งานในระดับสูง และการบิดเบือนสัญญาณลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อลำโพงทำงานที่ระยะการเคลื่อนที่สูงสุด
เมื่อคอยล์เสียงเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยกลับ จะสร้างสิ่งที่เรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้านกลับ (Back-EMF) ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต้านทานสิ่งที่แอมปลิฟายเออร์พยายามส่งออกไป แอมปลิฟายเออร์ชั้นนำในปัจจุบันมีค่าความต้านทานขาออกต่ำมาก บางรุ่นต่ำกว่า 0.1 โอห์ม ทำให้สามารถควบคุมการต้านทานทางไฟฟ้านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น การทดสอบจริงแสดงให้เห็นว่า ลำโพงที่มีค่าตัวประกอบการลดแรงสั่นสะเทือน (damping factor) ประมาณ 500 จะทำให้การเคลื่อนที่ของดอกลำโพงหยุดลงเร็วกว่าประมาณ 89 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับลำโพงที่มีค่าเพียง 50 สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับซับวูฟเฟอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อดอกลำโพงขนาดใหญ่เริ่มสั่นสะเทือนอย่างไม่ควบคุมที่ความถี่ต่ำ จะทำให้คุณภาพเสียงเสียหาย และทำให้ทุกอย่างฟังดูอู้อี้แทนที่จะชัดเจน
แอมพลิฟายเออร์คลาสดีในปัจจุบันมาพร้อมกับการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลในตัว ซึ่งจะปรับค่าการลดแรงสั่นสะเทือน (damping) อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์ เมื่อพิจารณาถึงหลักการทำงานของระบบนี้ จะพบว่าระบบวิเคราะห์สัญญาณขาเข้ารวมถึงข้อมูลตอบกลับจากลำโพงเอง เช่น เทคโนโลยี Active Damping Technology ของ Yamaha ซึ่งสามารถลดการเพี้ยนของฮาร์โมนิกได้ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์เมื่อมีเสียงเบสต่ำที่หนักแน่น เทคโนโลยีนี้ถูกรายงานโดยสมาคมวิศวกรรมเสียง (Audio Engineering Society) ในปี 2024 สิ่งที่ทำให้เทคโนโลยีนี้โดดเด่นคือ มันสามารถแก้ไขปัญหาที่เกิดจากตัวลดแรงสั่นสะเทือนเชิงกลแบบดั้งเดิม ซึ่งไม่สามารถปรับตัวตามสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงได้ ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีอัจฉริยะนี้จึงช่วยให้ผู้ผลิตสามารถปรับแต่งอุปกรณ์ได้อย่างแม่นยำ ไม่ว่าจะใช้ตู้ลำโพงประเภทใด
การเปรียบเทียบมาตรฐานในปี 2024 ของแอมพลิฟายเออร์ 12 ตัวแสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ:
| ประเภทแอมพลิฟายเออร์ | ค่าเฉลี่ย Damping Factor (8Ω) | ระยะเวลาการลดลงของเสียงเบส (ms) |
|---|---|---|
| กลุ่ม ab | 120 | 18 |
| Class D (พื้นฐาน) | 85 | 25 |
| Class D (DSP) | 450 | 9 |
แอมพลิฟายเออร์ที่ติดตั้ง DSP มีความเร็วในการตอบสนองชั่วขณะเร็วกว่าถึงสามเท่า แสดงให้เห็นถึงคุณค่าของการออกแบบร่วมกันระหว่างระบบไฟฟ้าและกลไก
ตัวดูดซับแรงสั่นสะเทือนยุคใหม่ใช้วัสดุขั้นสูงเพื่อสร้างสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นและความทนทาน แม้ว่าสไปเดอร์จากผ้าจะให้ความยืดหยุ่นในระยะแรก แต่โฟมช่วยปรับปรุงความเป็นเชิงเส้นในช่วงการเคลื่อนที่ปานกลาง การศึกษาในปี 2025 พบว่ายางบิวทิลสามารถคงความแข็งไว้ได้ 92% หลังผ่านรอบการรับแรงเครียด 10,000 รอบ ซึ่งดีกว่ายางโฟม (72%) และผ้า (58%) สอดคล้องกับหลักการ yield แบบขั้นตอนสำหรับการกระจายพลังงานเป็นระยะ
| วัสดุ | การคงค่าหลังการรับแรงเครียด | กรณีการใช้งานที่ดีที่สุด |
|---|---|---|
| ผ้า | 58% | ระบบกำลังต่ำ |
| โฟม | 72% | ไดรเวอร์ระดับกลาง |
| ยางบัตไทน์ | 92% | ซับวูฟเฟอร์ที่มีการเคลื่อนที่มาก |
ร่องแนวรัศมีร่วมกับรอยพับไม่สมมาตร ช่วยปรับปรุงความสมมาตรของการเคลื่อนที่ ±15% เมื่อเทียบกับการออกแบบแบบดั้งเดิม ผู้ผลิตชั้นนำใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) เพื่อลดจุดรวมตัวของแรงที่ขอบ ซึ่งช่วยลดอัตราการฉีกขาดของสไปเดอร์ลง 33%ในการทดสอบอายุการใช้งาน
ตัวดูดซับพลังงานชนิดโพลิเมอร์แสดงลักษณะ การเปลี่ยนรูปจากการคลายตัว 0.3–1.2% ภายใต้แรงโหลดต่อเนื่อง โดยยางบิวทิลสามารถฟื้นตัวกลับคืนสู่สภาพเดิมได้เต็มที่ภายใน 24 ชั่วโมงหลังจากถอดแรงออก กรอบการประเมินหลายปัจจัยในปัจจุบันให้ความสำคัญกับตัวชี้วัดการฟื้นตัว (น้ำหนัก 45%) และความสม่ำเสมอในการผลิต (น้ำหนัก 30%) เพื่อให้มั่นใจถึงความมั่นคงในระยะยาว
การศึกษาความยืดหยุ่นของวัสดุแบบควบคุม ติดตามประสิทธิภาพเป็นเวลา 500 ชั่วโมง:
การศึกษาสรุปว่าคุณสมบัติของยางบิวทิลที่มีลักษณะเป็นวิสโคเอลาสติกทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ตลอดระยะเวลาห้าปีภายใต้โหลดแบบไดนามิก
ตัวดัมเปอร์หรือสไปเดอร์ในลำโพงทำหน้าที่ให้ความแข็งแรงเพื่อคงตำแหน่งคอยล์เสียงให้อยู่ตรงกลางช่องแม่เหล็ก ในขณะที่ยังคงอนุญาตให้เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงระหว่างการทำงาน นอกจากนี้ยังช่วยดูดซับการสั่นสะเทือนที่ไม่ต้องการ ซึ่งอาจรบกวนการเคลื่อนที่ของแผ่นคอนลำโพง
การออกแบบตัวดัมเปอร์มีผลต่อคุณภาพเสียงโดยการลดการบิดเบือนของคลื่นเสียงที่ออกนอกแกน และรักษาการควบคุมการเคลื่อนที่ของแผ่นคอน ซึ่งช่วยให้การตอบสนองเสียงเบสแน่นและแม่นยำมากขึ้น
ตัวดูดซับแรงสั่นสะเทือนของลำโพงมักทำจากผ้า โฟม หรือยางบิวทิล ซึ่งแต่ละชนิดมีข้อดีแตกต่างกัน เช่น ความยืดหยุ่น ความทนทาน และความแข็งแรงภายใต้แรงโหลดแบบไดนามิก
แอมปลิฟายเออร์ที่มีค่าต้านทานการสั่นสะเทือนสูงจะทำงานร่วมกับตัวดูดซับแรงสั่นสะเทือนเพื่อควบคุมการสั่นสะเทือนที่ไม่ต้องการและแรงเคลื่อนไฟฟ้ากลับ ทำให้คุณภาพเสียงดีขึ้นและลดการบิดเบือนเสียงในระดับการเคลื่อนตัวที่สูง
แอมปลิฟายเออร์แบบดิจิทัลที่มีหน่วยประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) ในตัวสามารถปรับการควบคุมการสั่นสะเทือนเป็นระยะๆ ส่งผลให้ลดการบิดเบือนฮาร์โมนิกและเพิ่มประสิทธิภาพของลำโพงในสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป
EN
