พื้นฐาน “เทิร์นเทเบิ้ลและเครื่องเล่นแผ่นเสียง”

“แผ่นเสียงไม่เคยตายไปจากเรา”

การกลับมาได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น (อีกครั้ง) ของเทิร์นเทเบิ้ลและแผ่นเสียงในช่วงนี้หลายปีมานี้น่าจะเป็นการตอกย้ำว่าคำพูดข้างต้นไม่ใช่คำกล่าวอ้างที่เลื่อนลอยแต่อย่างใด เสน่ห์ของเทิร์นเทเบิ้ลและแผ่นเสียงนั้นอาจจะพูดถึงได้ในหลายแง่มุม

แต่ในมุมมองของผมในฐานะคนที่ชอบเครื่องเสียงและมีพื้นฐานความรู้ทางด้านวิศวกรรมควบคู่กันผมมองว่าเสน่ห์ที่น่าสนใจที่สุดของมันคือ “ความซับซ้อนที่แฝงตัวอยู่ในความเรียบง่าย” ลองดูคลิปแสดงการทำงานของปลายหัวเข็มในร่องเสียงของแผ่นเสียง (4:25) ด้านล่างนี้สิครับ

การทำหน้าที่ของเทิร์นเทเบิ้ลและแผ่นเสียงเพื่อ playback เอาเสียงเพลงกลับออกมาจากแผ่นจานกลมสีดำ ๆ นั้นเป็นความเรียบง่ายที่น่าทึ่งอย่างยิ่ง เมื่อแผ่นเสียงสีดำ ๆ (สีอื่นก็มีแต่ไม่นิยมเท่าสีดำ) กำลังหมุนอย่างสม่ำเสมออยู่บนเทิร์นเทเบิ้ลตามรอบหมุนที่ได้ถูกกำหนดเอาไว้ ร่องเสียงขนาดเล็กจิ๋วมาก ๆ (จนต้องส่องด้วยกล้องขยายกำลังสูง) บนแผ่นก็ทำหน้าที่นำพาปลายเข็มของหัวเข็มที่วิ่งอยู่ในร่องเสียงให้ขยับเคลื่อนไหวไปมาตามความขรุขระคดเคี้ยว

ทุก ๆ การขยับของปลายหัวเข็มจะถูกกลไกภายในหัวเข็มตีความเป็นค่าทางไฟฟ้า (signal) ก่อนจะส่งออกไปทางสายไฟเส้นเล็กจิ๋วผ่านโทนอาร์มหรือแขนยึดหัวเข็มซึ่งทำหน้าที่คอยประคองหัวเข็มอยู่ ออกไปสู่ภาคขยายสัญญาณจากหัวเข็ม (phono preamplifier), ภาคขยายเสียง (amplifier) และลำโพง (loudspeaker) ต่อไปตามลำดับ

Basic Turntable Anatomy
ส่วนประกอบของเทิร์นเทเบิ้ลหรือที่เรียกแบบรวม ๆ ว่าเครื่องเล่นแผ่นเสียงนั้นที่จริงแล้วมันมีองค์ประกอบที่เรียบง่ายมากอย่างที่ได้เรียนไว้ข้างต้น แต่การทำให้องค์ประกอบแต่ละส่วนที่ว่านี้ทำหน้าที่ของมันได้อย่างสมบูรณ์แบบที่สุดนั้นคือที่มาของความแตกต่างในคุณภาพของเทิร์นเทเบิ้ลแต่ละรุ่น และนั่นคือที่มาของความแตกต่างในคุณภาพและระดับราคานั่นเอง ว่าแล้วก็ไปดูกันเลยดีกว่าครับว่าองค์ประกอบพื้นฐานแต่ละส่วนทำหน้าที่ของมันอย่างไร

1. แท่นเครื่องและตัวถัง (plinth and chassis)
ในเทิร์นเทเบิ้ลเครื่องหนึ่งอาจจะมีทั้งแท่นเครื่องและตัวถังเป็นส่วนประกอบ หรือจะมีเพียงส่วนใดส่วนหนึ่งแล้วแต่การออกแบบ หน้าที่ของชิ้นส่วนนี้คือการรองรับชิ้นส่วนอื่น ๆ ทั้งหมดที่อยู่บนตัวเทิร์นเทเบิ้ลดังนั้นโดยมากจึงถูกออกแบบให้มีความแข็งแกร่งแน่นหนา มีการสั่นค้างในระดับที่ต่ำ เปรียบเสมือนฐานรากของบ้านหรืออาคาร ถ้าฐานรากมั่นคงแข็งแรงส่วนอื่น ๆ ก็จะทำหน้าที่ได้อย่างหายห่วง

วัสดุที่ใช้ผลิตแท่นเครื่องและตัวถังนั้นมีความหลากหลายตั้งแต่โลหะ, ไม้, อะคริลิก, กระจก, แกรนิต หรือวัสดุอื่น ๆ ที่ถูกคิดค้นขึ้นตามหลักวัสดุศาสตร์เพื่อให้มีคุณสมบัติเป็นไปตามที่ต้องการ

แท่นเครื่องและตัวถังนั้นอาจจะประกอบไปด้วยชิ้นส่วนเพียงหนึ่ง, สองหรือมีชิ้นส่วนย่อย ๆ หลายชิ้นแล้วแต่การออกแบบ ระบบรองรับของแท่นเครื่องและตัวถังซึ่งเปรียบเสมือนช่วงล่างของรถยนต์นั้นโดยมากจะแบ่งได้เป็น 2 แบบคือ แบบที่มีความยืดหยุ่น (suspension system) และแบบที่ไม่มีความยืดหยุ่น (non-suspension system)

แท่นเครื่องและตัวถังแบบที่มีความยืดหยุ่น จะถูกออกแบบให้มีความยืดหยุ่นขยับได้เล็กน้อยเพียงบางส่วน หรือขยับได้ทุกชิ้นส่วนโดยอาศัยการทำงานของชิ้นส่วนกลไกระบบรองรับอย่างเช่น สปริง, ก้อนยางเนื้อนิ่ม, แรงผลักของแม่เหล็กแรงสูง หรือระบบที่ซับซ้อนกว่านั้นอย่างระบบนิวเมติกที่ยกด้วยแรงลมที่ให้กำเนิดจากปั๊มลม

ระบบนี้เชื่อว่าการออกแบบให้แท่นเครื่องและตัวถังมีความยืดหยุ่นได้เล็กน้อยจะสามารถจัดการกับแรงสั่นสะเทือนที่มารบกวนการทำงานของเทิร์นเทเบิ้ลได้ดีกว่า ในขณะที่อีกระบบหนึ่งนั่นคือแบบที่ไม่มีความยืดหยุ่นกลับมองว่าการทำเช่นนั้นจะสร้างปัญหามาทับซ้อนกับปัญหาเดิมเสียมากกว่า

แท่นเครื่องและตัวถังแบบที่ไม่มีความยืดหยุ่น ตัวแท่นเครื่องและตัวถังจะถูกออกแบบให้ตรึงอยู่กับที่ในระหว่างการทำงาน การต่อต้านแรงสั่นสะเทือนที่อาจจะเข้ามารบกวนการทำงานของเทิร์นเทเบิ้ลจะอาศัยความแข็งแกร่งแน่นหนาของตัวแท่นเครื่องเองเป็นสำคัญ ดังนั้นเทิร์นเทเบิ้ลประเภทนี้จึงมักจะมีแท่นเครื่องขนาดใหญ่โตและมีน้ำหนักมาก

หรือไม่ก็เลือกใช้วัสดุที่มีการสั่นสะเทือนต่ำหรือต่อต้านแรงสั่นสะเทือนได้ดีอย่างเช่น อะคริลิก, เรซิ่น หรืออาจจะใช้วัสดุผสมวางประกบซ้อนกันเป็นชั้น ๆ

เทิร์นเทเบิ้ลยี่ห้อ Kuzma รุ่น Stabi S เป็นตัวอย่างของเทิร์นเทเบิ้ลแบบ non-suspension และมีชิ้นส่วนแท่นเครื่องเท่าที่จำเป็นต้องใช้งาน

นอกจากรายละเอียดทางเทคนิคดังกล่าวแล้ว การออกแบบแท่นเครื่องและตัวถังของเทิร์นเทเบิ้ลสมัยใหม่ยังมีเรื่องของดีไซน์รูปร่างหน้าตามาเป็นปัจจัยสำคัญอีกด้วยครับ มีทั้งแบบสวยคลาสสิก, สวยล้ำสมัย, แบบที่หรูหราอลังการงานสร้าง จนถึงแบบที่เน้นความถึกบึกบึน ตลอดจนถึงเรื่องของสีสันและลวดลายที่บ่งบอกถึงรสนิยมของผู้ใช้อีกด้วยครับ

2. จานหมุนแผ่นเสียง (platter)
จานหมุนแผ่นเสียงหรือแพลตเตอร์ในเทิร์นเทเบิ้ลทำหน้าที่รองรับและหมุนตัวแผ่นเสียงไปด้วยกัน โดยส่วนใหญ่จะมีลักษณะเป็นแผ่นกลมเหมือนเขียง มีความหนา/บางแตกต่างกันไปตามดีไซน์

วัสดุที่ใช้ทำก็คล้ายกับตัวแท่นเครื่องนั้นคือเน้นความแข็งแกร่งแน่นหนา สามารถต้านทานแรงสั่นสะเทือนเล็ก ๆ น้อย ๆ ได้ดี แพลตเตอร์นิยมทำมาจากวัสดุประเภทโลหะโดยเฉพาะอะลูมิเนียม, อะคริลิก, กระจกหรือว่าเรซิ่น

ภาพเปรียบเทียบระบบการหมุนแผ่นแต่ละแบบ แบบขับตรง (ซ้าย), แบบขับด้วยล้อหมุนขัด (กลาง) และ แบบขับด้วยสายพาน (ขวา) [ภาพประกอบจาก www.djsociety.org]

ขณะที่ทำงานแพลตเตอร์จะถูกขับให้หมุนด้วยแรงจากมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งมีทั้งแบบที่ขับตรง (direct drive), ขับด้วยสายพาน (belt drive) และขับด้วยล้อหมุนขัด (idler-wheel drive)

ซึ่งสองแบบแรกจะเป็นที่นิยมมากกว่า มอเตอร์จะขับหมุนแผ่นแพลตเตอร์ให้หมุนด้วยความเร็วรอบคงที่ 33 1/3, 45 หรือ 78 รอบต่อนาที (rpm) เพื่อให้เพลงที่เล่นมีความเร็วของจังหวะที่ถูกต้องเหมาะสมตามแต่มาตรฐานที่บันทึกลงแผ่นเสียงชุดนั้น ๆ

โดยความเร็วรอบนี้สามารถปรับได้วงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือปรับด้วยกลไกจากปรับขนาดของรอกพูเล่ย์ ความแม่นยำและความเสถียรของรอบหมุนนี้เป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ทำให้เกิดความแตกต่างในคุณภาพเสียงที่ได้จากเทิร์นเทเบิ้ลแต่ละรุ่น โดยเฉพาะเรื่องของสมดุลเสียงและจังหวะของเพลง

อีกหนึ่งความแตกต่างในแพลตเตอร์ของเทิร์นเทเบิ้ลแต่ละรุ่นคือระบบลดแรงเสียดทานการหมุนเนื่องจากการหมุนของแพลตเตอร์จำเป็นต้องลื่นมากที่สุดเพื่อรักษาความถูกต้องของรอบหมุน แรงเสียดทานใด ๆ ที่เกิดขึ้นแม้เพียงเล็กน้อยจึงเป็นสิ่งที่นักออกแบบต้องหลีกเลี่ยงให้ได้มากที่สุด

แพลตเตอร์ส่วนใหญ่จะมีแกนกลาง (spindle) ทำจากแท่งโลหะสอดลงไปในเบ้าลูกปืน (ball bearing) ที่มีน้ำมันหล่อลื่นอยู่ภายใน ขณะที่บางดีไซน์จะเป็นแบบ invert-bearing มีเบ้าอยู่ที่ฐานแพลตเตอร์ซึ่งต้องสวมลงไปในแกนระบบลูกปืนที่ติดตั้งอยู่กับแท่นเครื่องหรือที่ตัวมอเตอร์ในระบบขับตรงแทน

แต่ไม่ว่าจะเป็นระบบใดชิ้นส่วนเหล่านี้จำเป็นต้องมีความเสียดทานการหมุนต่ำที่สุดในขณะที่ยังคงต้องรักษาสมดุลการหมุนของแผ่นแพลตเตอร์ไม่ให้โคลงไปมา วัสดุที่ผู้ออกแบบเลือกใช้ทำชิ้นส่วนเหล่านี้มักจะทำจากวัสดุที่มีความแข็งของผิวหน้ามาก ๆ

ไม่ว่าจะเป็นทองเหลืองหรืออัลลอยชุบแข็ง, ทังสเตนคาร์ไบด์, เซรามิกหรือแม้กระทั่งอัญมณีบางชนิด ขณะที่เทิร์นเทเบิ้ลระดับ exotic บางรุ่นเลือกใช้ระบบลดแรงเสียดทานที่สลับซับซ้อนกว่านี้

บ้างเลือกระบบลดแรงเสียดทานด้วยระบบแรงแม่เหล็ก หรือระบบแรงดันลมจากปั๊มลมซึ่งมีประสิทธิภาพสูงมากแต่ก็มีความซับซ้อนในการใช้งานและราคาแพงขึ้นเป็นเงาตามตัว

ในบางดีไซน์แพลตเตอร์อาจทำงานร่วมกับ mat หรือแผ่นรองแผ่นเสียงเพื่อให้หน้าสัมผัสของแพลตเตอร์สามารถประกบกับตัวแผ่นเสียงได้แนบแน่นย่ิ่งขึ้น

แผ่น mat ที่ว่านี้อาจะทำจากแผ่นโฟม สักหลาดหรือไม้คอร์กบาง ๆ บางระบบจะมีตัวแคลมป์สำหรับวางทับบริเวณใจกลางแผ่นเสียงอีกทีโดยการสวมเข้ากับแกนกลางของแพลตเตอร์ บ้างไม่ได้วางทับลงไปเฉย ๆ แต่เป็นเกลียวหมุนเข้าไปในแกนกลางของแพลตเตอร์อีกที

ในระบบ exotic บางดีไซน์เลือกใช้ระบบ ลมดูดสุญญากาศ หรือ vacuum hold-down ทำหน้าที่นี้แทน แน่นอนว่ามาพร้อมกับต้นทุนอีกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

3. หัวเข็ม (phono cartridge)
ในเครื่องเล่นซีดีภาค DAC หรือ D/A Converter คอยทำหน้าที่แปลงสัญญาณดิจิตอลให้เป็นสัญญาณอะนาล็อก ในระบบเทิร์นเทเบิ้ลก็มีหัวเข็มคอยทำหน้าที่แปลงพลังงานกล (การขยับของปลายเข็ม) ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า (audio signal) โดยอาศัยหลักการของไดนาโมหรือเจเนอเรเตอร์ซึ่งอาศัยการเหนี่ยวนำระหว่างขดลวดไฟฟ้าและแม่เหล็ก

ดังนั้นหัวเข็มเครื่องเล่นแผ่นเสียงจึงมีขดลวดไฟฟ้าและแม่เหล็กเป็นส่วนประกอบหลัก โดยแบ่งประเภทเป็นแบบแม่เหล็กเคลื่อนที่ (Moving Magnet, MM) และแบบขดลวดเคลื่อนที่ (Moving Coil, MC) ซึ่งแต่ละประเภทจะมีข้อดี-ข้อเสียแตกต่างกันไป เช่น แบบ MM จะให้เอาต์พุตได้แรงกว่า หรือแบบ MC จะให้แบนด์วิดธ์ที่กว้างกว่า

ในปัจจุบันหัวเข็มไฮเอนด์ราคาแพงมักจะเป็นแบบ MC และหัวเข็มราคาประหยัดมักจะเป็นแบบ MM แต่นั่นเป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่งในอีกหลาย ๆ ปัจจัย

นอกจากขดลวดไฟฟ้าและแม่เหล็กแล้ว ในหัวเข็มยังประกอบไปด้วยชิ้นส่วนสำคัญอื่น ๆ เช่น ก้านเข็ม (cantilever), ปลายเข็ม (stylus), ระบบยืดหยุ่นก้านเข็ม (cantilever suspension), ตัวถัง (body) และขั้วต่อสายโทนอาร์ม (connector)

เนื่องจากสัญญาณไฟฟ้าที่ได้จากหัวเข็มนั้นมีขนาดเล็กมาก ๆ ระดับ 1/1,000 โวลต์ และจะต้องถูกนำไปขยายขึ้นมาอีกเป็นร้อยเป็นพันเท่าก่อนส่งต่อให้ภาคขยายเสียงหลัก ความคลาดเคลื่อนแม้เพียงเล็กน้อยจากหัวเข็มจึงส่งผลต่อสัญญาณเสียงที่ได้อย่างมากมายมหาศาล

ดังนั้นทุก ๆ ชิ้นส่วนของหัวเข็มจึงต้องได้รับการออกแบบและผลิตอย่างพิถีพิถัน ก้านเข็มมีทั้งที่ทำจากโลหะธรรมดาอย่างอะลูมิเนียมไปจนถึงแร่หายากและราคาแพงอย่างโบรอน ปลายเข็มที่โดยมากผลิตจากเพชรสังเคราะห์จะแตกต่างกันที่รูปทรงของปลายเข็ม

หัวเข็มราคาถูกปลายเข็มจะเป็นทรงกลมมน ขณะที่หัวเข็มราคาแพงปลายเข็มจะถูกเจียให้เรียวเล็กที่สุดเพื่อให้สามารถเซาะลงไปขุดเอาข้อมูลเสียงเพลงจากร่องเสียงของแผ่นเสียงออกมาได้มากที่สุด

เช่นเดียวกับก้านเข็มที่หัวเข็มราคาแพงมักจะใช้ก้านเข็มที่มีขนาดเล็กมาก ๆ จึงต้องเลือกใช้วัสดุชั้นดีเพื่อความทนทาน ตัวถังของหัวเข็มเป็นอีกส่วนหนึ่งที่มีผลกับเสียงโดยตรงคล้ายกับการเลือกวัสดุทำจากบอดี้ของกีตาร์โปร่ง

หัวเข็มราคาถูกมักจะมีบอดี้ทำจากพลาสติกธรรมดา ขณะที่หัวเข็มราคาแพงมักจะใช้วัสดุพิเศษกว่านั้นเช่น เนื้อไม้หายาก, โลหะ, เซรามิกหรืออัลลอยอื่น ๆ ซึ่งส่งผลดีกับคุณภาพเสียง

หัวเข็มบางรุ่นเลือกหลีกเลี่ยงตัวแปรในส่วนของบอดี้ จึงเลือกที่จะออกแบบให้ไม่มีหรือมีบอดี้ให้น้อยที่สุด หัวเข็มประเภทนี้ถูกเรียกว่าเป็นหัวเข็มแบบเปลือยหรือนู้ด

ทำให้มองเห็นชิ้นส่วนของขดลวดไฟฟ้าที่พันขึ้นจากเส้นลวดที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นผมและแม่เหล็กขนาดจิ๋วที่เล็กจนแทบมองไม่เห็น เวลาใช้งานต้องเพิ่มความระมัดระวังเป็นอย่างมาก

4. แขนยึดหัวเข็ม (tonearm)
หน้าที่ของแขนยึดหัวเข็มหรือโทนอาร์มนั้นที่จริงมีแค่คอยพยุงตัวหัวเข็มเท่านั้นเองครับ แต่หน้าที่ที่แลดูเหมือนไม่มีอะไรนี้ในความเป็นจริงแล้วอย่างยิ่งใหญ่เสียเหลือเกินและเป็นส่วนประกอบที่มีผลกับคุณภาพเสียงไม่ยิ่งหย่อนไปกว่าชิ้นส่วนอื่น ๆ เลยครับ

เนื่องจากการเคลื่อนที่ของหัวเข็มในขณะที่มันกำลังทำงานอยู่นั้นจะเคลื่อนที่ทั้งในแนวระนาบ (วิ่งตามเส้นรอบวงของร่องเสียงเข้าหาใจกลางแผ่น ลองนึกถึงการม้วนของเส้นขดยากันยุง) และแนวดิ่ง (ตามความตื้น-ลึกในร่องเสียง และความไม่เรียบของแผ่นเสียง) อีกทั้งยังอาจจะมีแรงสั่นสะเทือนอื่น ๆ ที่เข้ามาคอยรบกวน

หน้าที่ของโทนอาร์มมีเพียงอย่างเดียวก็คือทำพาหัวเข็มให้วิ่งไปในร่องเสียงได้อย่างตลอดรอดฝั่งโดยตัวมันเองไม่เป็นอุปสรรคในการทำงานของตัวหัวเข็มเสียเอง เป็นผู้ปิดทองหลังพระโดยแท้ โทนอาร์มทั่วไปนั้นจะเป็นประเภทแขนกวาด (pivot) มีชิ้นส่วนหลัก ๆ ประกอบไปด้วย

4.1 ก้านโทนอาร์ม (arm-tube)
ชิ้นส่วนนี้มักจะทำจากวัสดุที่มีน้ำหนักเบา แข็งแกร่งและต่อต้านแรงสั่นสะเทือนเล็ก ๆ น้อย ๆ ได้ดี โดยมากนิยมใช้อะลูมิเนียม, แมกนีเซียม ไทเทเนี่ยมและคาร์บอนไฟเบอร์ ที่ไม่ค่อยเห็นบ่อยก็แต่มีอยู่ก็คงเป็นวัสดุอะคริลิกและไม้

รูปร่างของก้านโทนอาร์มนั้นมีทั้งแบบดัดโค้งเป็นรูปตัว J, ตัว S ซึ่งมักจะพบในเทิร์นเทเบิ้ลรุ่นคลาสสิก และแบบเหยียดตรงซึ่งมักจะเห็นในเทิร์นฯ สมัยใหม่ แบบเหยียดตรงนั้นยังมีให้เลือกทั้งแบบก้านเรียวเล็ก ก้านอวบใหญ่ ไปจนถึงแบบที่อวบใหญ่เป็นบางช่วงและเรียวเล็กเป็นบางช่วง

ก้านโทนอาร์มมีทั้งแบบที่ขึ้นรูปเป็นชิ้นเดียวและแบบแยกเป็นหลายชิ้นส่วน ถ้าเป็นประเภทหลังมักจะมีชิ้นส่วนแป้นยึดหัวเข็ม (headshell) ที่ปลายก้านโทนอาร์มแบบถอดออกได้ด้วยเพื่อความสะดวกในการเปลี่ยนหรือติดตั้งหัวเข็ม

4.2 ตุ้มถ่วงน้ำหนัก (counter-weight)
ในระหว่างการทำงานของหัวเข็ม ที่ปลายหัวเข็มจำเป็นต้องมีแรงกดที่เหมาะสม แรงกดที่ปลายหัวเข็มนั้นจะเกิดขึ้นได้จากหลักการของคานกระดกหรือคานถ่วงน้ำหนัก โดยมีตุ้มถ่วงน้ำหนักที่ส่วนท้ายของโทนอาร์มคอยทำหน้าที่ปรับสมดุลที่ว่านี้ โดยทั่วไปเมื่อเราขยับตุ้มถ้วงน้ำหนักนี้ให้เข้าใกล้หัวเข็มมากขึ้น แรงกดที่ปลายเข็มจะเพิ่มขึ้น

แรงกดที่ปลายเข็มนี้สามารถตรวจสอบได้จากเครื่องชั่งมาตรฐานที่มีให้เลือกใช้ทั้งระบบอะนาล็อกธรรมดาและระบบดิจิตอลสมัยใหม่ ในการใช้งานจริงน่าแปลกว่าอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ถ่วงน้ำหนักนี้นอกจากเรื่องของการถ่วงน้ำหนักให้เป็นไปตามที่ต้องการแล้ว ดีไซน์ของมันยังส่งผลกับคุณภาพเสียงอย่างมีนัยสำคัญด้วยเช่นกัน

4.3 สายโทนอาร์ม (tonearm cable)
สายโทนอาร์มคือสายสัญญาณที่นำพาสัญญาณจากหัวเข็มวิ่งผ่านเข้าไปในก้านโทนอาร์ม ก่อนจะส่งออกไปที่ฐานของโทนอาร์ม สายโทนอาร์มพื้นฐานจะประกอบไปด้วยสายสัญญาณเล็ก ๆ 4 เส้น แบ่งเป็นสัญญาณบวกและลบของแชนเนลซ้ายอย่างละเส้น

สัญญาณบวกและลบของแชนเนลขวาอย่างละเส้น ที่ปลายสายด้านสัญญาณขาออกมักจะมีสายดิน (ground) เพิ่มมาอีกหนึ่งเส้นเพื่อให้ต่อกับชีลด์ของปรีโฟโนเพื่อลดสัญญาณรบกวน สายโทนอาร์มส่วนมากจะถูกออกแบบให้ปลดออกจากตัวโทนอาร์มได้โดยใช้ปลั๊ก DIN แบบ 5 pin แต่บางดีไซน์ก็เป็นแบบติดตายตัว

4.4 กลไกปรับสมดุลของโทนอาร์ม (anti-skating, VTA adjustment)
เนื่องจากในระหว่างที่หัวเข็มวิ่งวนเป็นวงกลม จะเกิดแรงดึงหัวเข็มให้วิ่งเข้าหาศูนย์กลางแผ่นเสียง ที่ตัวโทนอาร์มจึงมีกลไกหนึ่งที่เรียกว่าตัวปรับแอนตี้สเกต (anti-skating adjustment) คอยทำหน้าที่สร้างแรงดึงหัวเข็มกลับออกมาเพื่อให้การเคลื่อนที่ของหัวเข็มเกิดความสมดุล และสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่น ปลายเข็มไม่ไปเบียดร่องเสียงด้านใดด้านหนึ่งมากจนเกินไป

กลไกที่ว่านี้มีทั้งแบบที่ใช้แรงแม่เหล็ก, ตุ้มถ่วงขนาดเล็ก หรือขดลวดสปริง VTA adjustment คือส่วนของกลไกที่ใช้ปรับความสูงของคอโทนอาร์ม (ส่วนที่ยึดอยู่กับแท่นเครื่องหรืออาร์มบอร์ด) เพื่อให้ก้านโทนอาร์มหรือก้านเข็มอยู่ในแนวระนาบตามที่ต้องการ ซึ่ง VTA นั้นย่อมาจากคำว่า Vertical Tracking Angle หรือมุมแทรคกิ้งในแนวดิ่ง

4.5 ระบบลูกปืน (tonearm bearing)
เนื่องจากโทนอาร์มต้องเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระตามการลากไปของหัวเข็ม ความลื่นของการเคลื่อนที่โทนอาร์มแบบ pivot จึงต้องอาศัยระบบลูกปืน 2 ชุดทำหน้าที่ทั้งในแนวดิ่งและแนวราบ

แต่สำหรับโทนอาร์มแบบ uni-pivot การเชื่อมต่อบริเวณจุดหมุนจะคล้ายกับลักษณะของการเอาถ้วยไปคว่ำลงบนปลายตะเกียบที่ตั้งขึ้น การเคลื่อนที่จึงเป็นอิสระกว่าทั้งในแนวดิ่งและแนวราบ ทว่าการเซ็ตอัพจะยุ่งยากกว่าเพราะตัวก้านโทนอาร์มจะสามารถพลิกคะแตงซ้าย-ขวาได้ด้วย การถ่วงน้ำหนักด้วยตุ้มถ่วงจึงต้องทำให้เกิดความสมดุลในส่วนนี้เพิ่มขึ้นด้วยนอกจากการสร้างแรงกดที่ปลายเข็มตามปกติ

โทนอาร์มแบบ uni-pivot ของยี่ห้อ Thorens

การออกแบบระบบลูกปืนตามจุดหมุนต่าง ๆ ของโทนอาร์มในส่วนนี้จึงต้องทำให้เกิดแรงเสียดทานต่ำสุด เพื่อให้หัวเข็มสามารถลากโทนอาร์มไปกับตัวมันได้อย่างอิสระโดยไร้แรงขืนใด ๆ

นอกจากโทนอาร์มแบบ pivot และ uni-pivot แล้วในระบบเทิร์นเทเบิ้ลระดับไฮเอนด์หลายรุ่น ยังเลือกใช้โทนอาร์มอีกประเภทนั่นคือ แบบลิเนียร์แทรคกิ้ง (linear tracking) โทนอาร์มประเภทนี้จะพยุงหัวเข็มวิ่งเข้าหาใจกลางแผ่นเสียงแบบวิ่งในแนวตรง ไม่ได้วิ่งเป็นแนวโค้งแบบโทนอาร์มประเภท pivot และ uni-pivot ข้อดีคือการเคลื่อนที่ของหัวเข็มจะเกิดความคลาดเคลื่อนจากการเบี่ยงเบนในแนวรัศมีต่ำมาก หรือไม่เกิดขึ้นเลยเนื่องจาก

ในขั้นตอนการตัดแผ่นที่โรงงานผลิตก็ใช้วิธีเดียวกันนี้ แต่โทนอาร์มแบบลิเนียร์แทรคกิ้งนี้จะมีกลไกที่สลับซับซ้อนกว่า ทำให้ราคาต้นทุนสูงกว่ากันด้วย ระบบลูกปืนของโทนอาร์มแบบลิเนียร์แทรคกิ้งมีทั้งแบบที่ใช้เม็ดลูกปืน (ball bearing) และแบบที่ใช้แรงดันลม ซึ่งจะทำให้การออกแบบยิ่งมีความสลับซับซ้อนมากยิ่งขึ้นไปอีก แต่ระบบจะแทบจะเคลื่อนที่ได้อย่างสมบูรณ์โดยไร้แรงเสียดแทนด้วยเช่นกัน

เทิร์นเทเบิ้ลระบบอัตโนมัติ กึ่งอัตโนมัติ และอัตโนมือ
เทิร์นเทเบิ้ลหรือเครื่องเล่นแผ่นเสียงที่มีจำหน่ายในอดีตจนถึงปัจจุบัน ยังสามารถแบ่งตามลักษณะการทำงานได้เป็น 3 ประเภทคือ ระบบอัตโนมัติ กึ่งอัตโนมัติ และอัตโนมือ

ระบบอัตโนมัติ (full automatic) ก็คือผู้ใช้แทบไม่ต้องทำอะไรเลย นอกจากการกดปุ่ม play ตัวเครื่องจะมีกลไกไปยกโทนอาร์มออกมาวางเล่นเองที่ร่องเสียงแรก อีกทั้งเมื่อเล่นจนจบร่องเสียงสุดท้ายตัวเครื่องก็จะมีเซ็นเซอร์ยกโทนอาร์มขึ้นมาให้เองแถมยังพามาเก็บเข้าที่ ณ จุกพักโทนอาร์มให้เรียบร้อย

ระบบกึ่งอัตโนมัติ (semi automatic) การทำงานจะคล้ายคลึงกับระบบอัตโนมัติ เพียงแต่มีบางขั้นตอนที่ผู้ใช้จำเป็นต้องทำเอง เช่นอาจจะต้องยกเข็มมาวางเองในตอนเริ่มเล่นและตอนเก็บ ระบบจะแค่ช่วยหยุดและยกเข็มขึ้นเมื่อเล่นจนจบร่องเสียงสุดท้ายเท่านั้น เป็นต้น การออกแบบระบบนี้ก็ยังต้องมีส่วนของเซ็นเซอร์คอยตรวจจับการเคลื่อนที่ของโทนอาร์มเช่นกัน แต่อาจจะไม่ซับซ้อนเท่ากับระบบอัตโนมัติ

ระบบอัตโนมือ (manual) เนื่องจากเทิร์นเทเบิ้ลสองประเภทแรกนั้นให้ความสำคัญกับความสะดวกในการใช้งานเป็นหลัก จึงทำให้อาจจะต้องประนีประนอมในส่วนของคุณภาพเสียงลงไป จึงได้เกิดเทิร์นเทเบิ้ลแบบอัตโนมือที่ไม่สนใจเรื่องของความสะดวกสบาย แต่เน้นให้เสียงดีที่สุดเป็นหลัก

เทิร์นเทเบิ้ลระบบนี้ผู้ใช้ต้องทำหน้าที่เองตั้งแต่การเปิดเครื่องให้แพลตเตอร์หมุน เลือกสปีดที่เหมาะสม ยกหัวเข็มไปวาง ยกหัวเข็มขึ้นเอง รวมถึงการนำโทนอาร์มกลับมาวางเข้าที่ ณ จุดพักอาร์มเอง

ใครจะเล่นเทิร์นเทเบิ้ลระบบนี้ต้องใจรักจริงเพราะต้องคอยระมัดระวังในแทบทุกขั้นตอน จะใช้แบบทิ้ง ๆ ขว้าง ๆ หรือฟังจนหลับคาที่ไปเลยไม่ได้ ไม่เช่นนั้นแล้วขิ้นส่วนที่แสนจะบอบบางอย่างหัวเข็มคงจะเสื่อมสภาพในก่อนเวลาอันสมควรเป็นแน่แท้

เทิร์นเทเบิ้ลระบบอัตโนมือสุดอลังการของยี่ห้อ ONEDOF (ONE DEGREE OF FREEDOM) TURNTABLE จากสหรัฐอเมริกา

สุดท้ายแล้วจะเลือกใช้งานประเภทไหน ก็ขอให้พิจารณาเอาตามความเหมาะสมเถอะนะครับ สรุปสั้น ๆ ว่าถ้าเน้นเสียงและสามารถปรับแต่งได้ง่ายกว่าให้เลือกแบบอัตโนมือ เทิร์นเทเบิ้ลระดับไฮไฟที่พึ่งพาเรื่องคุณภาพเสียงได้มักจะเป็นดีไซน์ประเภทนี้

แต่ถ้าคุณกำลังมองหาเทิร์นเทเบิ้ลไปใช้งานง่าย ๆ สักตัวในร้านขนม ร้านกาแฟ หรือในบ้านที่ไม่ค่อยมีเวลามาคอยดูแลประคบประหงมในเวลาเปิดฟังมากนัก แบบอัตโนมัติหรือกึ่งอัตโนมัติก็เป็นตัวเลือกที่ดีเช่นกัน

ภาคขยายสัญญาณจากหัวเข็ม (phono preamplifier)
ภาคขยายสัญญาณจากหัวเข็มหรือโฟโนปรีแอมป์เป็นองค์ประกอบอีกส่วนหนึ่งมีความสำคัญไม่ยิ่งหย่อนไปกว่ากัน เนื่องจากสัญญาณที่มาจากหัวเข็ม ส่งผ่านสายโทนอาร์มออกมานั้นมีขนาดที่เล็กมาก จึงยังไม่สามารถส่งเข้าไปที่ภาคขยายเสียงหรือแอมป์ตามปกติที่เราใช้งานอยู่ได้

โฟโนปรีแอมป์ต้องเข้ามาช่วยขยายสัญญาณนี้ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นประมาณหนึ่งเสียก่อน และเนื่องจากวงจรขยายส่วนนี้ต้องทำงานกับสัญญาณขนาดเล็กระดับ มิลลิโวลต์หรือต่ำกว่านั้น วงจรขยายจึงต้องมีเกนขยายที่สูงเป็นร้อย ๆ เท่า

สำหรับหัวเข็มแบบ MM และสูงเป็นพันเท่าสำหรับหัวเข็มแบบ MC นอกจากนั้นยังต้องมีสัญญาณรบกวนในระดับที่ต่ำมาก เพื่อให้ได้ S/N Ratio ที่สูงเพื่อคืนความบริสุทธิ์ให้กับสัญญาณเสียงให้ได้มากที่สุด

โฟโนปรีแอมป์ที่รองรับทั้งหัวเข็มแบบ MM และ MC ของยี่ห้อ Cambridge Audio

นอกจากนั้นแล้วในโฟโนปรีแอมป์ยังต้องมีวงจรอีควอไลเซชั่นทำหน้าที่ชดเชยความถี่เสียงตามมาตรฐานของผู้ผลิตแผ่นเสียงเสียก่อน จึงจะส่งต่อไปให้ภาคแอมป์ในระบบเสียงตามปกติได้

โดยส่วนมากจะใช้มาตรฐาน RIAA Equalization การออกแบบโฟโนปรีแอมป์จึงต้องปรับแต่งให้การชดเชย RIAA Equalization มีความคลาดเคลื่อนเบี่ยงเบนไปจากมาตรฐานของ RIAA ให้น้อยที่สุด โดยบอกเป็นค่าเฉลี่ย +/-dB ยิ่งน้อยหมายถึงยิ่งดี มีความแม่นยำสูง

ทิ้งท้าย
ความรู้พื้นฐานเหล่านี้คุณอ่านแล้วสามารถนำไปต่อยอดหรือประยุกต์ใช้ได้ไม่ว่ากับเครื่องราคาไม่กี่พันบาท หรือที่ราคาเป็นล้าน ๆ บาท ก็ล้วนแล้วแต่มีพื้นฐานเหล่านี้เหมือนกันหมดครับ ก็เหมือนระบบพื้นฐานในรถยนต์ล่ะครับ ต้องมีเครื่องยนต์ มีล้อ มีตัวถัง มีช่วงล่าง ส่วนในรายละเอียดจะต่างกันยังไงนั้นค่อยไปต่อยอดกันอีกที

เอาล่ะครับ ก็คงจะทิ้งท้ายไว้คร่าว ๆ ประมาณนี้ เพื่อตอบคำถามกับข้อสงสัยที่ว่าทำไมในพ.ศ.นี้ เราถึงยังได้เห็นเทิร์นเทเบิลและแผ่นเสียงอยู่ในตลาด ใช่ครับ… มันยังไม่ตาย ตำนานบทนี้ยังคงมีชีวิตอยู่แม้จะไม่ได้ขยายวงกว้างออกไปมากเหมือนอย่างเทคโนโลยีดิจิตอลสมัยใหม่ก็ตาม

เหตุผลก็เพราะเสน่ห์ในความเป็นตัวของมันเองที่ไม่เหมือนใครนั่นล่ะครับ เรื่องนี้สำคัญเพราะสามารถเอาไปเปรียบกับเรื่องอื่น ๆ ในชีวิตของเราได้ด้วย สิ่งไหนที่มีความเป็นตัวของตัวเอง มีเสน่ห์ที่ไม่เหมือนใคร สิ่งนั้นจะไม่ถูกหลงลืมไปตลอดกาล… สวัสดีครับ

มนตรี คงมหาพฤกษ์

ผู้ก่อตั้งสื่อออนไลน์ AV Tech Guide อดีตบรรณาธิการบริหารนิตยสารและออนไลน์ GM2000 Magazine จบการศึกษาจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เริ่มต้นจากความชอบในงานอิเล็กทรอนิกส์ ดี.ไอ.วาย. จากนั้นก็มาชอบเครื่องเสียงทั้งระบบอะนาล็อกและดิจิทัล ใช้งานสมาร์ทโฟนทั้ง iOS และ Android ใช้คอมพิวเตอร์ทั้ง macOS และ Windows หลงใหลเทคโนโลยีเป็นชีวิตจิตใจ ตอนนี้กำลังจริงจังกับเรื่อง Voice Assistant และ AI

มนตรี คงมหาพฤกษ์