ค่า Impedance คืออะไร สำคัญอย่างไรต่อระบบเสียงห้องประชุม

ในงานออกแบบระบบเสียงห้องประชุม การวางระบบเสียงถือเป็นสิ่งสำคัญ ทั้งการส่งสัญญาณเสียงภายในห้อง การเดินท่อร้อยสาย ไปจนถึงการเลือกอุปกรณ์ในระบบเสียง ซึ่งหนึ่งในศาสตร์ของการเลือกอุปกรณ์ระบบเสียง นั่นคือการพิจารณาค่า Impedance ของแต่ละอุปกรณ์ ให้สัมพันธ์กับวัตถุประสงค์การใช้งาน

ค่า Impedance คืออะไร

Impedance คือ ค่าความต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ โดยมีหน่วยวัดเป็นโอห์ม ซึ่งความต้านทาน เป็นตัวชี้วัดความยากลำบากในการเคลื่อนที่ของสิ่งใดสิ่งหนึ่ง Impedance ในงานระบบเสียง คือค่าความต้านทานภายในของลำโพง หรือ หูฟัง ที่มีผลต่อความดัง และคุณภาพของเสียง รวมถึงการทำงานของเครื่องขยายเสียงด้วย

สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้กำเนิดสัญญาณเสียง อย่างลำโพงหรือไมโครโฟน จะมีวงจรไฟฟ้าอยู่ภายใน โดยสัญญาณเสียงที่ถูกขับออกมานั้น ต้องพึ่งพากระแสไฟฟ้าเป็นตัวนำสัญญาณเสียง ผ่านขดลวดเสียง และเมื่อไฟฟ้าเข้ามากระทบ จึงเกิดเป็นความถี่เสียงขึ้น กระแสไฟฟ้านี้เองจะมีค่าแรงดันไฟฟ้า (Electic Voltage) ต่อกระแสไฟฟ้า (Electic Current) หรือค่าความต้านทานนั่นเอง

ระบบเสียงเกี่ยวข้องอย่างไรกับค่า Impedance

• ความดัง-เบาของเสียง โดยระดับของเสียงเกี่ยวกับ Impedance ในด้านกำลังขับของวงจรอุปกรณ์เสียง เช่น หูฟังที่มีค่าความต้านทานมาก เสียงก็จะเบา เป็นต้น
• คุณภาพของสัญญาณเสียง สำหรับคุณภาพเสียงกับ Impedance เกี่ยวข้องกันในด้านการส่งสัญญาณเสียง (Output Impedance) เช่น ไมโครโฟนที่มีความต้านทานเสียงต่ำ จะส่งสัญญาณเสียงได้ดี การควบคุมภาพเสียงก็จะง่ายมากยิ่งขึ้น เป็นต้น

ความต้านทานเสียงสำคัญอย่างไรต่อระบบเสียงของห้องประชุม

ดังที่กล่าวไปข้างต้นว่าความต้านเสียงหรือค่า Impedance นั้นสัมพันธ์โดยตรงกับอุปกรณ์ระบบเสียง ซึ่งในแต่ละอุปกรณ์จะมีค่าความต้านทานที่ไม่เท่ากัน และคุณสมบัติก็แตกต่างกันดังนี้

ไมโครโฟน

สำหรับ Impedance ของไมโครโฟน เกี่ยวข้องโดยตรงกับการส่งสัญญาณเสียง (Output Impedance) โดยไมโครโฟนที่มีค่า Impedance สูง (10,000 โอห์มขึ้นไป) จะส่งสัญญาณได้ไม่ดีนัก เพราะสัญญาณเสียงจะถูกลดทอนลงตามความยาวของสาย Cable ยิ่งสายสัญญาณยาวคุณภาพของเสียงก็ยิ่งลดลง

ดังนั้นการเลือกไมโครโฟนจึงควรเลือกที่มีค่า Impedance ที่เท่ากับหรือน้อยกว่า 600 โอห์ม จะสามารถส่งสัญญาณเสียงได้ไกล โดยไม่มีการลดทอนของสัญญาณเสียง

ลำโพง

ในส่วนของลำโพง Impedance ส่งผลโดยตรงต่อค่าความดัง-เบาและคุณภาพของเสียง ซึ่งการต่อลำโพงต้องคำนวณ Impedance ของแต่ละดอกให้อยู่ในระดับที่ใกล้เคียงกัน โดยการต่อลำโพงมีได้หลายแบบดังนี้

• ต่อลำโพงแบบอนุกรม (Series) เป็นการต่อลำโพงโดยนำขั้วบวกต่อกับขั้วลบของลำโพง ถัดกันไปเรื่อยๆจนครบ ซึ่งการต่อลำโพงแบบอนุกรมส่งผลให้ Impedance เพิ่มขึ้น ส่งผลให้กระแสและกำลังวัตต์ไหลผ่านลำโพงได้น้อยลง Power Amplifier ทำงานไม่หนักเครื่องไม่ร้อนมากหากใช้งานอย่างต่อเนื่อง ส่วนข้อเสียคือ เสียงจะเบากว่าการต่อลำโพงแบบขนาน แต่หากมีลำโพงตัวหนึ่งตัวใดชำรุด จะทำให้ลำโพงทุกตัวเสียงไม่ดัง
• ต่อลำโพงแบบขนาน (Parallel) คือการนำขั้วบวกของลำโพงมาต่อกับขั้วบวกของช่องต่อลำโพงกับแอมป์ ส่งผลให้ Impedance รวมลดลง กระแสและกำลังวัตต์จาก Power Amplifier จะไหลเข้าลำโพงได้มากขึ้นเสียงดังขึ้น ข้อเสีย คือถ้า Power Amplifier มีภาคจ่ายไฟไม่เพียงพอ (กำลังสำรองน้อย) อาจเกิดความร้อนสูงในเครื่อง หากใช้งานอย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานานๆ
• ต่อลำโพงแบบผสม (Series-Parallel) คือ การต่อลำโพงแบบอนุกรมและแบบขนานร่วมกัน การต่อลำโพงในลักษณะนี้ ต้องอาศัยการคำนวณทีละส่วน ทั้งส่วนของการต่อแบบอนุกรมและแบบขนานโดยให้คิดค่าความต้านทานของการต่อลำโพงแบบอนุกรมก่อน แล้วจึงนำมาต่อกับลำโพงแบบขนาน เพื่อหาค่าความต้านทาน (Impedance) ที่เหมาะสมกับการใช้งาน

พาวเวอร์แอมปลิฟายเออร์

พาวเวอร์แอมปลิฟายเออร์ (Power Amplifier) หรือเครื่องขยายเสียง ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนหรือเพิ่มขนาดของสัญญาณเสียงที่เล็กให้มีขนาดสัญญาณเสียงที่สูงขึ้น ช่วยให้ระดับเสียงดังขึ้น ซึ่ง Impedance เกี่ยวข้องโดยตรงกับการทำงานของพาวเวอร์แอมปลิฟายเออร์

โดยความต้านทานเสียงขาเข้า (Input Impedance) จะถูกกำหนดให้สูงกว่าความต้านทานของแหล่งสัญญาณขาเข้า (Source Impedance) และความต้านทานภาระ (Load Impedance) ต้องสูงกว่าความต้านทานขาออก (Output Impedance)

ทั้งนี้การเลือกแอมป์ควรมีค่าความต้านทานที่สัมพันธ์กับลำโพงด้วย เช่น แอมป์ที่มีความต้านทาน 8 โอห์ม ควรจับคู่กับลำโพงที่มีความต้านทาน 8 โอห์ม แต่ถ้าเลือกค่าความต้านทานลำโพงที่ต่ำกว่าและใช้งานที่มีความดังสูงต่อเนื่องเป็นเวลานาน จะเสี่ยงต่อการเกิดความร้อนสูงที่แอมป์ และเกิดความเสียหายได้ แต่ถ้าเลือกค่าความต้านทานลำโพงที่สูงกว่า ความดังลำโพงจะลดลง รายละเอียดของเสียงก็จะด้อยลงไป

หูฟัง

สำหรับหูฟังกับค่าความต้านทานนั้น ส่งผลโดยตรงกับของคุณภาพของเสียง ซึ่งสัมพันธ์กับทั้งวงจรของหูฟังกับอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อ เช่น อุปกรณ์ที่มีกำลัง (Power) ของวงจรต่ำ หากมี Impedance สูง จะทำให้ประสิทธิภาพของเสียงออกมาไม่เต็มที่ เนื่องจากข้อจำกัดด้านกำลังขับของวงจร เป็นต้น

ดังนั้นการเลือกใช้หูฟังในงานของประชุม อย่างเช่นงานควบคุมระบบเสียง ต้องอาศัยการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่เหมาะสม อย่าง Professional Mixer ซึ่งมีกำลังสูง จึงช่วยผลักดันประสิทธิภาพของหูฟังได้ดี ทั้งคุณภาพของเสียงและระดับความดังตามที่ต้องการ

สรุป

ค่า Impedance เป็นค่าที่ใช้ประกอบในการเลือกอุปกรณ์ของงานระบบเสียง เพื่อให้เสียงเป็นไปตามวัตถุประสงค์ของงาน ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้จะทำงานสอดคล้องกัน เช่น การเลือกพาวเวอร์แอมปลิฟายเออร์ควรเลือกให้สัมพันธ์กับลำโพง เพื่อจะได้ค่า Impedance ที่เหมาะสมกับงาน เป็นต้น

ทั้งนี้การออกแบบระบบเสียงภายในห้องประชุม ยังมีอีกหลายปัจจัยที่ต้องคำนึงถึง เช่น การเลือกมิกเซอร์ การเดินท่อร้อยสาย ไปจนถึงการเลือกวัสดุที่ใช้งานออกแบบ อย่างแผ่นซับเสียและแผ่นกั้นเสียง เพื่อให้ได้ห้องประชุมที่มีระบบเสียงคุณภาพตามที่ต้องการ