Website for Vinyl Lovers
www.musicfountain.net

Home   |    Vinyl Club   |    Reviews   |    LP Shop   |    Acoustics   |    Gallery   |    Services   |    FAQs   |    Order & Contact

Vinyl Club
Things about Turntable

เครื่องเล่นแผ่นเสียงที่เรารู้จักนั้นมีอะไรต่ออะไรมากกว่าการเป็นเพียงอุปกรณ์ที่มีหน้าที่หมุนแผ่นเสียงผ่านหัวเข็มเพื่อให้เกิดเสียงเท่านั้น แต่ยังมีองค์ประกอบอื่นๆร่วมกันอีกหลายอย่างที่มีความสำคัญ เพื่อทำให้เครื่องเล่นแผ่นเสียงตัวนั้นให้เสียงดนตรีที่มีคุณภาพอย่างเต็มที่ เครื่องเล่นแผ่นเสียงตัวหนึ่งประกอบด้วย


รูปแสดง ส่วนประกอบของเครื่องเล่นแผ่นเสียง VPI รุ่น HW-19 jr.


1. แท่นฐาน (Base) เป็นโครงสร้างหลักที่สำคัญที่สุดของเครื่องเล่นแผ่นเสียง เป็นชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่รองรับอุปกรณ์ชิ้นอื่นๆ

2.แป้นหมุน (Platter) คือ แป้นหมุนรูปวงกลมที่มีน้ำหนักในตัวเองระดับหนึ่งเพื่อให้เกิดแรงเหวี่ยงอยู่บนชุดลูกปืน (Bearing)

3.แผ่นพื้น (Plinth) คือ กระดานที่เป็นพื้นของแท่นฐาน

4. ระบบขับเคลื่อน (Drive system) คือ ระบบมอเตอร์ที่จะทำการหมุน platter ให้หมุนอย่างเที่ยงตรง

5.โครงรองรับ (Sub-chassis) คือ โครงของตัวเครื่องถัดจากแท่นฐาน ทำหน้าที่จะยึดชิ้นส่วนประกอบต่างๆเข้าด้วยกัน

6. แผ่นติดตั้งโทนอาร์ม (Armboard) คือ แผ่นเจาะรูเพื่อติดตั้งโทนอาร์ม (Tonearm) แต่ละรุ่น


รูปแสดง Michell Gyro SE

แต่ก็มีเครื่องเล่นแผ่นเสียงบางรุ่นบางยี่ห้อที่ไม่มีแท่นฐาน (Base) และแผ่นพื้น (Plinth) คงมีแต่เฉพาะโครงรองรับ (Sub-chassis)เพียงอย่างเดียวเท่านั้น เช่น Michell Gyro SE เป็นต้น

The Base and Plinth
แท่นฐาน (Base) และแผ่นพื้น (Plinth) ของเครื่องเล่นแผ่นเสียงเป็นส่วนประกอบที่ส่งผลอย่างมากต่อเสียงดนตรี เครื่องเล่นแผ่นเสียงที่ดีจะต้องมีแท่นฐานและแผ่นพื้นที่แน่นหนาป้้องกันแรงสั่นสะเทือนได้ดี เพื่อไม่ให้แรงสั่นสะเทือนจากภายนอกถ่ายทอดไปถึงแป้นหมุน (Platter) โทนอาร์ม (Tonearm) อันเป็นสาเหตุที่ทำให้หัวเข็มถูกรบกวนจากแรงสั่นสะเทือน ซึ่งมาจากต้นเหตุ 4 ประการ ได้แก่

1. เสียงจากลำโพงที่ส่งแรงสั่นสะเทือนมาในรูปของคลื่นเสียงที่เรียกว่า Acoustic Feedback

2. แรงสั่นสะเทือนจากพื้นห้องที่ส่งผ่านชั้นวางเครื่องเสียงเข้าสู่เครื่องเล่นแผ่นเสียง

3. แรงสั่นสะเทือนจากมอเตอร์ขับเคลื่อนและชุดลูกปืน (Bearing)

4. แรงสั่นสะเทือนของโทนอาร์ม ทำให้หัวเข็มไม่สามารถแยกความถี่ของสัญญานเสียงจากแผ่นเสียงกับความถี่ของการกำทอน (Resonance) จากโทนอาร์มได้ แรงสั่นสะเทือนในลักษณะนี้จะถูกส่งไปทำการขยายสัญญานปะปนร่วมกับสัญญานเสียงดนตรี วิศวกรที่ออกแบบเครื่องเล่นจะระมัดระวังเรื่องนี้เป็นอย่างมาก

Acoustic Feedback Loop
หากแท่นฐาน (Base)และแผ่นพื้น (Plinth) ของเครื่องเล่นแผ่นเสียงไม่มีความแน่นหนาแข็งแรงอย่างเพียงพอแล้ว คลื่นเสียงจากลำโพงจะสร้างแรงสั่นสะเทือนผ่านแท่นฐาน แผ่นพื้น โทนอาร์ม และหัวเข็มตามลำดับ หัวเข็มจะแปลงแรงสั่นสะเทือนนี้เป็นสัญญานไฟฟ้า ผ่านเครื่องขยายเสียงกลับไปสู่ลำโพงแล้วย้อนเข้ามาอีกเป็นวงรอบ เรียกว่า Acoustic Feedback Loop อันเป็นสาเหตุที่ทำให้สัญญานเสียงดนตรีถูกรบกวน

การทดสอบว่าเครื่องเล่นแผ่นเสียงมีอาการ Acoustic Feedback Loop มากน้อยเพียงใด สามารถทำได้โดยวางหัวเข็มในร่องแผ่นเสียงบน Platter ที่หยุดนิ่ง แล้วค่อยๆเร่งความดังวอลลุ่มขึ้นทีละน้อย จนกระทั่งได้ยินเสียงหอนออกลำโพงให้ลดวอลลุ่มทันที หากเกิดเสียงหอนน้อยเท่าไรหมายความว่าเครื่องเล่นแผ่นเสียงนั้นมีประสิทธิภาพเท่านั้น ฝาครอบของเครื่องเล่นแผ่นเสียงบางรุ่นสามารถป้องกันคลื่นเสียงจากลำโพงได้ดี แต่ฝาครอบของเครื่องบางรุ่นกลับเป็นตัวรับคลื่นเสียงและแรงสั่นสะเทือนจากลำโพง จึงจำเป็นต้องทดลองฟังในลักษณะการเล่นแบบปิดฝาครอบ เปิดฝาครอบหรือถอดฝาครอบเพื่อเปรียบเทียบหาผลการฟังที่ดีที่สุดด้วยตัวเอง


รูปแสดง การใช้วัสดุเฉื่อย (Inertial) ในการออกแบบเครื่องเล่นแผ่นเสียง

วิศวกรผู้ออกแบบเครื่องเล่นแผ่นเสียงจะออกแบบให้แท่นฐาน (Base) และแผ่นพื้น (Plinth) ให้มีความแน่นหนาแข็งแรงเท่าที่จะทำได้เพื่อป้องกันแรงสั่นสะเทือนจากภายนอก ด้วยการเลือกใช้วัสดุที่มีความเฉื่อย (Inertial) ที่สามารถซึมซับพลังงานได้ดีมาผลิตเครื่องเล่น เช่น MDF (Medium Density Fiberboard) หินอ่อน หรืออาคริลิค ด้วยหลักการที่ให้พลังงานที่มากระทำต่อเครื่องเล่นถูกซึมซับด้วยคุณสมบัติของวัสดุนั้นๆ แล้วสลายไปโดยไม่มีอาการสั่นค้าง (Ringing) ยกตัวอย่างให้เห็นด้วยการทดลองนำผ้าชุบน้ำมาวางบนแผ่นโลหะ เมื่อเคาะแผ่นโลหะก็จะได้ยินเสียงทึบไม่กังวานและสั่นค้างเลย เนื่องจากพลังงานถูกซึมซับและสลายไปอย่างรวดเร็ว บางครั้งวิศวกรผู้ออกแบบเครื่องเล่นแผ่นเสียงจะใช้วิธีสลับชั้นวัสดุ โดยสลับชั้นวัสดุที่มีความหนาแน่นน้อยกับวัสดุที่มีความหนาแน่นมาก เทคนิคนี้เรียกว่า Constrained-layer Damping ซึ่งแรงสั่นสะเทือนจะถูกสลายเมื่อผ่านเข้าไปในแต่ละ Layer ซึ่งระหว่าง Layer ของวัสดุนั้นจะเกิดอาการที่เรียกว่า Shear Strain เป็นผลให้แรงสั่นสะเทือนเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อนแทน บางครั้งอาจใช้แผ่นตะกั่วร่วมกับวัสดุเฉื่อย (Inertial) ชนิดอื่นๆมาใช้ผลิตแท่นฐาน (Base) แผ่นหมุน (Platter) หรือ Armboard อีกด้วย


รูปแสดง Clearaudio Champion Level 1 ใช้อาคริลิคในการผลิต

แต่ก็ยังมีหลักการออกแบบเครื่องเล่นแผ่นเสียงอีกทฤษฎีหนึ่งที่ตรงข้ามจากที่ได้กล่าวมาทั้งหมดข้างต้น คือ การออกแบบให้เครื่องเล่นแผ่นเสียงมีมวลน้อยที่สุด (Less is the best) เพื่อที่ให้แรงสั่นสะเทือนจากภายนอกเข้าสู่ตัวเครื่องให้น้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ เช่น Rega จะมีแต่แผ่นพื้น (Plinth) โดยไม่มีแท่นฐาน (Base) ซึ่งผู้ออกแบบเชื่อว่าถ้าตัวเครื่องเล่นมีมวล (Mass) ยิ่งน้อยเท่าไรแรงกระทำของการสั่นสะเทือนจากภายนอกก็จะมีน้อยเท่านั้น ซึ่งเป็นแนวทฤษฎีที่น่าสนใจเช่นเดียวกัน เพราะสามารถทำให้ต้นทุนการผลิตต่ำลงได้

Sprung Suspension System


รูปแสดง ลักษณะเครื่องเล่นแผ่นเสียงระบบสปริงรองรับ

เครื่องเล่นแผ่นเสียงระบบสปริงรองรับ (Spring Suspension System) หมายถึงเครื่องเล่นแผ่นเสียงที่มีแป้นหมุน (Platter) และแผ่นติดตั้งโทนอาร์ม (Armboard) อยู่บนแท่นฐานที่มีสปริงรองรับ บ้างก็เรียกระบบ Suspened หรือ Floating

ระบบสปริงรองรับ (Spring Suspension System) มีอยู่ 3 แบบ ได้แก่

1. The Sub-chassis on spring
คือ ระบบที่ใช้สปริงรองรับด้านล่างโครงเครื่อง เป็นแบบที่นิยมอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน เช่น Linn Sondek LP12, Dual 505-4 เป็นต้น


รูปแสดง Linn Sondek LP12 ตำนานของเครื่องเล่นแผ่นเสียงระบบสปริง

2. The Sub-chassis hangs down
คือ ระบบที่ใช้สปริงห้อยโครงเครื่อง ซึ่งเป็นอีกแบบหนึ่งที่ไม่ค่อยได้เห็นกันอย่างแพร่หลายนัก แต่ก็ยังมีอยู่ในเครื่องเล่นแผ่นเสียงบางรุ่น เช่น Sota รุ่น Sapphire ซึ่ง SOTA เป็นผู้นำในการออกแบบระบบนี้ จุดเด่นของการใช้ระบบสปริงห้อยโครงเครื่องนั้น อยู่ที่ตัวสปริงจะทิ้งตัวลงทำให้ไม่เกิดอาการโครงตัวเหมือนกับระบบสปริงรองรับ


รูปแสดง ลักษณะการใช้สปริงห้อยโครงเครื่อง และการเปรียบเทียบระหว่างระบบสปริงแบบรองรับกับสปริงแบบแขวน


3. The Sub-chassis on pillar
คือ โครงเครื่องใช้สปริงแขวนเสา มักใช้กับเครื่องเล่นระดับสูงขนาดใหญ่ เช่น Basis Debut MK.5, SME Model 30


รูปแสดง Basis Debut MK.5 ระบบสปริงแบบโครงเครื่องแขวนเสา

การออกแบบระบบสปริงรองรับทุกแบบมีวัตถุประสงค์เดียวกันก็คือ ป้องกันแรงสั่นสะเทือนจากสภาพแวดล้อมภายนอก เช่น แรงสะเทือนจากรถวิ่ง จากฝีเท้าเดินบนพื้นบ้าน การทำงานของเครื่องปรับอากาศหรือระบบมอเตอร์อื่นๆ โดยที่สปริงจะช่วยไม่ให้แรงสั่นสะเทือนดังกล่าวไปสู่ Platter และ tonearm เครื่องเล่นแผ่นเสียงระบบสปริงรองรับที่ตั้งอยู่ในบ้านเดี่ยวโครงสร้าง ค.ส.ล. จะมีปัญหาเรื่องแรงสั่นสะเทือนน้อยกว่าในอาคารหลายชั้น (Apartment) เครื่องเล่นแผ่นเสียงระบบสปริงรองรับนี้จะต้องปรับตั้งสปริงให้มีค่าการหยุ่นตัว ในแนวตั้งและแนวนอนแตกต่างกันเล็กน้อยเพื่อให้เกิดความถี่ของการกำทอน (Resonance) ต่างกัน อีกทั้งยังอาจใช้ร่วมกันกับวัสดุอื่นๆที่มีคุณสมบัติในการซึมซับแรงสั่นสะเทือน เช่น วัสดุจำพวกโฟมหรือยางมะตอย (Sorbothane) ซึ่งเป็นวัสดุที่คงรูปไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะต่างๆ เราสามารถทดสอบประสิทธิภาพของระบบสปริงรองรับได้ โดยวางแผ่นเสียงและหัวเข็มบนแป้นหมุนที่หยุดนิ่ง เร่งความดังตามการฟังปรกติแล้วจึงเคาะชั้นวางเครื่อง ถ้าได้ยินเสียงเคาะผ่านลำโพงน้อยเท่าไรก็หมายความว่าระบบสปริงรองรับมีประสิทธิภาพเท่านั้น ในเครื่องเล่นแผ่นเสียงระดับสูงนั้นแม้จะใช้ค้อนเคาะก็จะไม่มีเสียงเล็ดรอดออกมาจากลำโพงเลย แต่ในเครื่องประสิทธิภาพต่ำเพียงแค่ใช้นิ้วเคาะเบาๆก็ได้ยินแล้ว


รูปแสดง เครื่องเล่น Well Tempered Reference ใช้วิธี Constrained layer ออกแบบแท่นฐาน

แต่ยังมีวิศวกรผู้ออกแบบเครื่องเล่นแผ่นเสียงอีกกลุ่มหนึ่งที่เชื่อว่า ระบบสปริงรองรับนั้นเป็นต้นเหตุของการกำทอน (Resonance) ซึ่งเกิดจากการสั่นตัวของสปริงถ่ายทอดสู่แป้นหมุน (Platter) และโทนอาร์ม (Tonearm) ตามลำดับ จึงได้ออกแบบเครื่องเล่นแผ่นเสียงที่ไม่มีสปริงขึ้นมา โดยติดตั้งแป้นหมุน (Platter) และโทนอาร์ม (Tonearm) โดยตรงบนแท่นฐาน (Base)

ซึ่งถ้าแท่นฐานมีความแน่นหนาเพียงพอก็จะสามารถป้องกันแรงสั่นสะเทือนจากภายนอกไม่ให้เข้าถึงแป้นหมุนและโทนอาร์มได้ สามารถตัดปัญหาจากการกำทอน (Resonance) ของสปริงได้อย่างสิ้นเชิง โดยบางครั้งการออกแบบแท่นฐานที่ไม่ใช้สปริงรองรับนี้อาจใช้วิธีสลับวัสดุที่มีความหนาแน่นต่างกันเป็นชั้นๆ เพื่อให้เกิด shear constrained เรียกวิธีการนี้ว่า Constrained Layer ซึ่งจะทำให้แรงสั่นสะเทือนที่รับถ่ายทอดเข้ามาสู้แท่นฐานเปลี่ยนรูปพลังงาน จากพลังงานจลน์เป็นพลังงานความร้อนซึ่งได้ผลดีมากกับการสั่นสะเทือนในความถี่สูง ซึ่งเครื่องเล่นแผ่นเสียง Well Tempered ประสบความสำเร็จเป็นอย่างมากด้วยการออกแบบลักษณะนี้

Platter and Bearing
แป้นหมุน (Platter) ไม่ใช่มีหน้าที่เพียงแต่รองรับแผ่นเสียงเท่านั้นแต่ยังมีหน้าที่อีก 2 ประการ คือ

1. ทำหน้าที่เป็น Flywheel เพื่อให้มีแรงเฉื่อยทำให้หมุนได้รอบสม่ำเสมอ

2. ทำหน้าที่เป็นตัวซึมซับแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นเสียงในขณะทำการเล่น

แป้นหมุน (Platter) ของเครื่องเล่นแผ่นเสียงบางรุ่นอาจมีน้ำหนักถึง 30 ปอนด์ ซึ่งจะออกแบบให้บริเวณขอบแป้นหมุนนั้นมีน้ำหนักมากกว่าส่วนอื่น เพื่อช่วยให้มีแรงหมุนที่สม่ำเสมอและนิ่ง ดังนั้นแป้นหมุนแบบนี้จะมีเสียงรบกวนของชุดลูกปืน (Bearing) น้อย วัสดุที่นำมาผลิตแป้นหมุนมีหลายชนิด ได้แก่ อาคริลิค (Aclylic) โลหะปั๊มขึ้นรูป (Stamped Metal) อลูมิเนียมหล่อหรือกลึงขึ้นรูป (Cast and Machined Aluminum) หรือแม้กระทั่งวัสดุประเภทเซรามิค (Ceramic)

แป้นหมุนบางแบบจะฝังก้อนโลหะไว้บริเวณขอบโดยรอบเพื่อเพิ่มน้ำหนักมวล เป็นผลให้แป้นหมุนมีความเป็นวัสดุเฉื่อย (Inertial) ซึ่งสามารถซึมซับแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นเสียงที่ส่งถึงแป้นหมุน อันเป็นสาเหตุของการเกิดกำทอน (Resonance)

แป้นหมุน (Platter) จะติดตั้งอยู่บนชุดลูกปืน (Bearing) เพื่อให้สามารถหมุนได้อย่างสม่ำเสมอและราบเรียบโดยมีแรงเสียดทานน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นได้ ชุดลูกปืน (Bearing) อาจทำจากเหล็กชุบแข็ง (Chrome-hardened Steel) ทังสเตนคาร์ไบด์ (Tungsten-Carbide) เซอร์โคเนียม (Zirconium) เซรามิค (Ceramic) หรือแซฟฟายร์ (Sapphire)

ชุดลูกปืน (Bearing) จะออกแบบอยู่ 2 ลักษณะ คือ

1. Normal Bearing คือแบบปลายเพลาแกนหมุนอยู่บนลูกปืน (ลูกปืนอยู่ข้างล่าง)

2. Invert Bearing คือแบบปลายเพลาแกนหมุนอยู่ใต้ลูกปืน (ลูกปืนอยู่ข้างบน)


รูปแสดง Platter แบบปลายเพลาแกนหมุนอยู่บนลูกปืน (ลูกปืนอยู่ข้างล่าง)

ไม่ว่าชุดลูกปืนจะเป็นแบบใดก็ตามคุณสมบัติของชุดลูกปืนจะต้องให้การหมุนที่เงียบและราบเรียบ เพื่อไม่ให้ส่งแรงสั่นสะเทือนไปสู่แป้นหมุน (Platter) ดังนั้นการผลิตชุดลูกปืนจึงจำเป็นต้องใช้ความพิถีพิถันอย่างมาก เพื่อให้ส่วนที่สัมผัสกันราบรื่นที่สุดเท่าที่จะเป็นได้ ดังนั้นจึงมีผู้คิดประดิษฐ์ระบบ Air bearing เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาความฝืดที่เกิดจากการสัมผัสของเพลากับลูกปืน ระบบ Air bearing นี้จะใช้การอัดอากาศเข้าไปในกระบอกเพลาเพื่อยกเพลาให้ลอยขึ้นอย่างอิสระโดยไม่มีแรงเสียดทานใดๆเลย แต่ข้อเสียก็คือมีราคาสูงและปรับตั้งยาก




 
Website for Vinyl Lovers
Music Fountain:
Lobby: 1811/61 Parkland Grand Petchuburi Ext, Bangkok Thailand 10310
Audition: 88/7 Soi Prachankadee Sukhumvit 39 (Prompong), Bangkok Thailand 10110
Telephone: 081-58-58-969

Send mail to musicfountain@yahoo.com with questions or comments about this web site.
Copyright© 2003 Music Fountain