fbpx

AV Tech Guide สื่อ Online รีวิว ข่าว ความรู้ ด้านเครื่องเสียง ไฮไฟ โฮมเธียเตอร์ ทีวี สมาร์ทโฟน ไอที มัลติมีเดียและสินค้านวัตกรรม

AV Tech Guide สื่อ Online รีวิว ข่าว ความรู้ ด้านเครื่องเสียง ไฮไฟ โฮมเธียเตอร์ ทีวี สมาร์ทโฟน ไอที มัลติมีเดียและสินค้านวัตกรรม

สายสัญญาณวิดีโอและดิจิทัล 75 โอห์ม หมายถึงอะไร ทำไมถึงต้องเป็น 75 โอห์ม?

สายสัญญาณวิดีโอและสายสัญญาณดิจิทัลจำนวนมากระบุว่ามีอิมพิแดนซ์ 75 โอห์ม สิ่งนี้หมายความเช่นไร?

อิมพิแดนซ์ 75 โอห์มเป็นค่าที่ยอมรับกันทั่วโลกสำหรับการเชื่อมต่อสัญญาณความถี่สูงด้วยสายแกนร่วม (coaxial) ทุกรูปแบบ อิมพิแดนซ์คือคำอีกคำหนึ่งสำหรับบอกค่าความต้านทานทางไฟฟ้ากระแสสลับ

สายไฟเส้นหนึ่งเมื่อถูกป้อนด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจะส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลไปตามสายไฟ อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับต่อกระแสไฟฟ้าบนสายดังกล่าวก็คือ อิมพิแดนซ์ (impedance)

เมื่อเราวัดความต้านทานของสาย Coaxial 75 โอห์ม ระหว่างชีลด์ด้านนอกกับตัวนำที่แกนกลาง ด้วยโอห์มมิเตอร์ ค่าความต้านทานที่ได้จะเป็น infinity หรือเรียกว่าวงจรเปิด โดยค่าที่ได้จะไม่เท่ากับ 75 โอห์ม ทั้งนี้เนื่องจากมิเตอร์ทั่วไปที่ใช้วัดมีไว้สำหรับวัดไฟฟ้ากระแสตรง นั่นคือใช้วัดความต้านทานกระแสตรง (resistance) ไม่ได้มีไว้วัดความต้านทานกระแสสลับ (impedance)

ค่าอิมพิแดนซ์ของสาย coaxial เกิดขึ้นจากค่าความจุแฝง (capacitance) และค่าความเหนี่ยวนำแฝง (inductance) ที่เกิดขึ้นระหว่างชีลด์ด้านนอกกับตัวนำที่แกนกลาง ทั้ง 2 ค่านี้จะปรากฎอยู่ตลอดทั้งความยาวของสายสัญญาณ และมันจะส่งผลโดยตรงกับสัญญาณไฟฟ้าที่ความถี่สูงที่วิ่งเข้ามาในสายในลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้พลังงานของสัญญาณถูกส่งไปถึงปลายทางได้อย่างราบรื่น

โดยปกติค่าความจุแฝงและค่าความเหนี่ยวนำแฝงจะวัดค่ากันเป็นหน่วยต่อเมตร ค่าเหล่านี้จะถ้าหากสามารถรักษาให้มีอิมพิแดนซ์ 75 โอห์มเอาไว้ได้ตลอดทั้งความยาวของสาย จะส่งผลให้เกิดการสูญเสียทางไฟฟ้าต่ำที่สุด ทำให้สามารถถ่ายโอนพลังงานของสัญญาณได้ในระดับสูงสุด ตลอดย่านความถี่สูงซึ่งกินแบนด์วิดธ์กว้างมาก ๆ

นอกจากตัวสายแล้วขั้วต่อที่ดีก็ควรจะเป็นแบบที่มีอิมพิแดนซ์ 75 โอห์มด้วยเช่นกัน ดังนั้นปลั๊กต่อแบบ RCA สำหรับสาย 75 โอห์ม ก็จะมีดีไซน์ที่แตกต่างจากปลั๊กต่อแบบ RCA ทั่วไปที่ใช้กับสัญญาณอะนาล็อก บางครั้งเราอาจจะเห็นขั้วต่อแบบ BNC ซึ่งมักจะใช้ในงานที่ต้องการความแม่นยำสูงมาก หรืองานในระดับสตูดิโอและบรอดคาสต์

ทำไมถึงเป็น 75 โอห์ม?
ตัวเลขนี้มีที่มา ย้อนเวลากลับไปในปี 1929 นักวิจัย 2 คนของ Bell Labs ชื่อ Lloyd Espenscheid และ Herman Affel ได้ทำการทดลองเพื่อหาวิธีส่งสัญญาณวิทยุความถี่สูง 4MHz ซึ่งเป็นพาหะของสัญญาณโทรศัพท์นับพันคู่สาย พวกเขาต้องการสายสัญญาณที่สามารถรองรับทั้งแรงดันไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้าในระดับสูงได้พร้อม ๆ กัน

หลังจากทำการทดสอบพวกเขาได้กราฟความสัมพันธ์ระหว่างอิมพิแดนซ์และค่าต่าง ๆ ตามภาพประกอบ ซึ่งเมื่อเราพิจารณาก็จะพบว่าอิมพิแดนซ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานที่แรงดันไฟฟ้าสูง ๆ คือที่ 60 โอห์ม แต่ถ้าเป็นเรื่องของการรองรับกำลังไฟฟ้าอิมพิแดนซ์ที่เหมาะสมที่สุดจะเป็น 30 โอห์มมิเตอร์

ภาพจาก belden.com

นั่นหมายความว่าอิมพิแดนซ์ที่ดีที่สุดสำหรับทั้ง 2 เรื่องนั้นไม่มี จึงต้องประนีประนอมเลือกเอาค่ากลางที่มีความลงตัวโดยเฉลี่ยในภาพรวมนั่นคือที่ 50 โอห์ม สังเกตว่าค่านี้ใกล้มาทาง 60 โอห์มมากกว่า เพราะในเชิงวิศวกรรมแล้วเรื่องของแรงดันไฟฟ้านั้นสำคัญมากกว่าสำหรับการส่งสัญญาณ

การเลือกที่ 60 โอห์มไปเลยก็มีปัญหาเช่นกัน เพราะที่ 60 โอห์มการรองรับกำลังไฟฟ้านั้นอยู่ในระดับต่ำเกินไป

คราวนี้มาดูที่อิมพิแดนซ์ 75 โอห์มบ้าง ความพิเศษของมันอยู่ที่มันมีการสูญเสียของสัญญาณต่ำที่สุด จึงเหมาะสมกับสัญญาณประเภท small signal ที่มีกำลังไฟฟ้าไม่สูงนัก เช่น สัญญาณดิจิทัล, สัญญาณวิดีโอ หรือสัญญาณจากสายอากาศ

สายบาลานซ์มีอิมพิแดนซ์ 75 โอห์ม หรือเปล่า?
สายบาลานซ์โดยทั่วไปจะมีอิมพิแดนซ์สูง เช่นมาตรฐาน AES/EBU สายนำสัญญาณเสียงแบบดิจิตัลสำหรับงานระดับมืออาชีพหรือเครื่องเสียงบ้านระดับไฮเอนด์จะมีอิมพิแดนซ์สูงถึง 110 โอห์ม

สำหรับสายบาลานซ์ 75 โอห์ม มีใช้ในงานที่ต้องการคุณสมบัติเฉพาะด้าน แต่รูปแบบในการออกแบบจะต่างไปจากเดิมโดยค่าความจุแฝงระหว่างตัวนำทั้งคู่จะค่อนข้างสูง

ธวัชชัย อุไรรัตน์

ชื่นชอบดนตรีและเครื่องเสียงตั้งแต่ ปวช. ประกอบเครื่องเสียงใช้เองตั้งแต่เริ่มแรก ผ่านประสบการณ์ทางด้านเสียง/โฮมเธียเตอร์มาแล้วหลายรูปแบบ ทั้งนักวิจารณ์เครื่องเสียง/โฮมเธียเตอร์ เป็นทีมงานเครื่องเสียงให้เช่า (ติดตั้งโครงสร้าง วางลำโพง เซ็ตระบบเสียงทั้ง PA และ Monitor มิกซ์เสียง) ผ่านงานติดตั้งระบบมินิเธียเตอร์ ทั้งระบบภาพ 3D แบบ Passive (2 Projector Stack) และระบบเสียง 7.1 แชนเนล ผ่านการอบรม The Sound Master มีผลงานเขียนตีพิมพ์อย่างต่อเนื่อง ติดตามเทคโนโลยีอยู่เสมอ