หน่วยที่ 1 สัญญาณเสียงและหลักการบันทึกเสียง

เน้อื หาสาระการสอน/การเรยี นรู้ สญั ญาณเสยี งและหลกั การบันทกึ เสยี ง 1.1 สญั ญาณเสยี ง สญั ญาณเสยี ง (Audio Signal) หรือคลน่ื เสยี ง (Sound Wave) คอื พลงั งานชนดิ หนึง่ อยใู่ นรูป ของพลังงานกล เกิดขึ้นจากการสั่นสะเทือนของวัตถุที่เป็นแหล่งกำเนิดเสียง สัญญาณเสียงมีค่าความถี่อยู่ ในช่วงความถี่เสียง (Audio Frequency) มีย่านความถี่ประมาณ 20 - 20,000 เฮิรตซ์ (Hertz ; Hz) สัญญาณเสียงเป็นสัญญาณที่หูของคนสามารถรับรู้ได้ โดยการได้ยินเสียงที่มีความดังเคลื่อนที่ออกมาจาก แหลง่ กำเนิดเสียงแตล่ ะชนดิ ผา่ นตวั กลางชนดิ ตา่ งๆ นำเสยี งเคลื่อนทไ่ี ปยงั หขู องคน พลังงานเสียงไม่มีตัวตน ไม่มีน้ำหนัก และไม่ต้องการที่อยู่ เสียงเกิดขึ้นมาได้จากการ สัน่ สะเทือนของวตั ถุทกุ ชนดิ การทห่ี คู นจะไดย้ นิ เสยี งตอ้ งประกอบดว้ ยสว่ นประกอบหลัก 3 ส่วน ไดแ้ ก่ 1. แหล่งกำเนิดเสียง เกิดขึ้นจากวัตถุกำเนิดเสียงเกิดการสั่นตัว การสั่นตัวนี้สามารถ เปลี่ยนแปลงค่าได้อาจช้าหรือเร็ว จำนวนครั้งของการสั่นต่อหนึ่งวินาที เรียกว่า ความถี่ ( Frequency) เช่น เสียงท้มุ มคี วามถตี่ ำ่ และเสยี งแหลมมคี วามถี่สูง เปน็ ตน้ 2. ตัวกลางเสียง ทำหน้าที่เป็นทางผ่านของเสียงไปยังแหล่งรับเสียง ซึ่งตัวกลางของเสียงท่ี แตกต่างกันมีผลต่ออัตราเร็วของเสียงแตกต่างกันไป ความหนาแน่นของตัวกลางที่แตกต่างกัน พบว่าเสียง เดินทางในของแขง็ ได้เร็วกว่าของเหลว และก๊าซ 3. แหล่งรับเสียง ทำหน้าที่นำเสียงที่รับได้ไปใช้งาน ซึ่งแหล่งรับเสียงมีด้วยกันหลายชนิด มี จดุ ประสงค์ในการนำไปใช้งานแตกตา่ งกนั เชน่ หูคนนำเสยี งที่รบั ได้สง่ ตอ่ ไปยังสมองใหร้ ับรู้ และไมโครโฟนนำ เสียงที่ได้ในรูปของการสั่นสะเทือน ไปเปลี่ยนให้เป็นเสียงในรูปของสัญญาณ ไฟฟ้า การกำเนิดเสียงจาก แหลง่ กำเนิดทแี่ ตกตา่ งกนั เสียงที่เกิดขึ้นมาจากแหล่งกำเนิดเสียงที่แตกต่างกัน จะให้ความถี่เสียงออกมาแตกต่างกัน แต่ ลักษณะของคลื่นเสียงมีรูปร่างที่เหมือนกัน โดยสัญญาณเสียงเกิดขึ้นอยู่ในรูปของคลื่นไซน์ ( Sine Wave) เหมือนกัน โดยส่วนของสัญญาณคลื่นมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ค่อยๆ เพิ่มค่าสูงขึ้นจนถึงค่าสูงสุด และ เปลีย่ นแปลงค่อยๆ ลดคา่ ลงจนถึงค่าต่ำสุด เปลี่ยนแปลงสลบั ไปสลับมาทางด้านบวกหนง่ึ ครั้ง และทางด้านลบ หนงึ่ คร้งั อยา่ งต่อเนอื่ ง คลื่นเสียงที่เกิดจากการสั่นของวัตถุที่ให้กำเนิดพลังงานของการส่ัน จะส่งไปให้อนุภาคของ ตัวกลางส่งการสั่นต่อเนื่องกันไป ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของเสียง (Sound Propagation) ออกห่างจาก แหล่งกำเนิด สำหรับคลื่นเสียงในอากาศ เมื่อเคลื่อนที่ผ่านไปตามอากาศ โมเลกุลของอากาศจะทำหน้าที่เป็น ตวั กลางในการถา่ ยโอนพลงั งานของการสนั่ ให้กับโมเลกลุ ที่อยโู่ ดยรอบด้วยการชนส่งต่อกันไปอย่างต่อเนื่อง มี ผลทำให้อากาศโดยรอบเกิดการอัดตัวเข้า (Compression) และการขยายตัวออก (Rarefaction) สลับกันไป ค่อยๆ เคลื่อนที่ออกห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงออกไปอย่างต่อเนื่อง การเกิดเสียงจากแหล่งกำเนิดส่งผลให้ อากาศอัดตัวและขยายตวั 1.2 โครงสรา้ งสัญญาณเสียง สัญญาณเสียงที่เกิดขึ้นมาอยู่ในรูปคลื่นไซน์ มีส่วนประกอบของคลื่นหลายส่วน มีชื่อเรียก แตกต่างกัน แต่ละส่วนจะบอกให้ทราบถงึ คุณลักษณะของคล่ืนเสียง โครงสร้างคลืน่ เสียงประกอบไปด้วย รอบ คลื่น (Cycle) ความยาวคลื่น (Wavelength) ความแรง (Amplitude) ความถี่ ความเร็ว (Velocity) และเฟส

(Phase) การอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียง เกิดขึ้นอย่างมีจังหวะเวลา โดยคลื่นเสียงที่กำเนิดขึ้นมาจาก แหล่งกำเนิดเสียงที่บริสุทธิ์ไม่มีคลื่นอื่นปะปนอยู่ด้วย เป็นคลื่นเสียงอยู่ในรูปของคลื่นพื้นฐาน โครงสร้าง สญั ญาณเสียงแบบคล่ืนไซน์ 1 + 0 90o 180o 270o 360o - (l) ภาพท1่ี .1โครงสรา้ งสญั ญาณเสยี งแบบคลืน่ ไซน์ สัญญาณเสยี งแบบคลน่ื ไซนป์ ระกอบดว้ ยสว่ นประกอบตา่ งๆ ดังนี้ 1. รอบคลื่น คอื การเคลอ่ื นทข่ี องคลืน่ เสยี งแบบไซน์ไปทางซีกบวก (+) หนึง่ คร้ัง และกลบั มา ทางซีกลบ (-) อีกหนึ่งครั้ง จนครบรอบการเคลื่อนที่ หรือกล่าวในรูปอากาศเคลื่อนที่ คือการเคลื่อนที่ของ โมเลกุลอากาศในช่วงอัดตัวหนึ่งครั้ง และในช่วงขยายตัวอีกหนึ่งครั้ง เป็นการเคลื่อนที่ครบ 1 รอบคลื่น รอบ คล่นื นีม้ ผี ลตอ่ การบอกใหท้ ราบถึงคลน่ื เสยี งท่แี สดงออกมา วา่ เปน็ เสียงทุม้ หรือเสียงแหลม 2. ความยาวคลื่น คือความยาวระยะห่างของยอดคลืน่ ลูกหน่ึงไปถึงยอดคลื่นอีกลูกหน่ึงที่อยู่ ติดกันโดยมีเฟสเหมือนกัน ซ่ึงอาจกลา่ วในรูปอากาศเคลื่อนที่ คือระยะหา่ งของคล่นื เสียงช่วงอัดตวั เข้าตำแหน่ง หนงึ่ ไปถงึ คลนื่ เสียงช่วงอดั ตวั เข้าอีกตำแหน่งหน่ึงที่อยูต่ ดิ กนั หรอื กค็ อื ความยาวของคล่ืนเสียงเคลื่อนที่ในหนึ่ง รอบคลื่นนั่นเอง ความยาวคลื่นสามารถบอกให้ทราบถึงเสียงที่ได้ออกมาว่ามีเสียงทุ้มหรือเสียงแหลมได้ เชน่ เดียวกนั ความยาวคล่ืนใช้อักษรยอ่ ตวั แรมดา “l” 3. ความแรงคลน่ื หรือความดงั คล่ืน (Loudness) คอื ระดับความสงู ของคลน่ื เสียงที่เกดิ ข้ึนมา ความแรงคลื่นถูกบอกค่าออกมาเป็นแรงดันหน่วยเป็นโวลต์ (V) สามารถบอกได้เป็น 2 ค่า คือค่ายอด (Peak Value ; VP) บอกค่าจากแกน 0 V ไปทางยอดบวกเรียก +VP หรือไปทางยอดลบเรียก –VP และบอกเป็นค่า ยอดถงึ ยอด (Peak to Peak Value ; VPP) บอกค่าจากยอดลบถึงยอดบวก ส่วนความดังคลนื่ คอื ความดังของ คลื่นเสียงที่หูคนได้ยิน บอกค่าไว้เป็นหน่วย เดซิเบล (Decibel ; dB) มีหน่วยที่บอกค่าใช้งานในหลายหน่วย แตกตา่ งกัน ความแรงคลน่ื ใชอ้ กั ษรย่อ “A” 4. ความถ่ี คือค่าที่บอกความเรว็ รอบคล่นื ในการเคลื่อนทขี่ องคล่นื เสยี งในเวลา 1 วินาที (s) มี หน่วยเป็นเฮิรตซ์ (Hz) ค่าความถี่เกี่ยวข้องกับระดับเสียง (Pitch) ที่ความถี่ต่ำมีระดับเสียงต่ำ ที่ความถี่สูงมี ระดับเสียงสูง ได้แก่ ระดับเสียงที่ใช้บอกโน้ตดนตรี แบ่งเป็นระดับเสียง โด (C) เร (D) มี (E) ฟา (F) ซอล (G) ลา (A) ที (B) โด๊ (C') หรือระดับเสียงที่ใช้ในเรื่องเครื่องเสียง ใช้ในการขับลำโพงให้เกิดเสียงออกมา แบ่งเป็น ระดับเสียง ทมุ้ กลาง แหลม ความถีใ่ ชอ้ ักษรย่อ “f” 5. ความเร็ว คือระยะทางที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่ไปได้ภายในเวลา 1 วินาที ความเร็วในการ เคล่ือนทข่ี องคลื่นเสียง ข้ึนอยู่กบั ตัวกลางท่ีคลื่นเสียงใช้ในการเดินทางไป เช่น คล่ืนเสยี งเดินทางในอากาศด้วย ความเร็วประมาณ 346 เมตรต่อวินาที (m/s) เดินทางในน้ำด้วยความเร็วประมาณ 1,498 m/s เดินทางในไม้ ด้วยความเรว็ ประมาณ 3,850 m/s และเดนิ ทางในเหล็กด้วยความเรว็ ประมาณ 5,200 m/s เป็นต้น ความเรว็ ใช้อักษรยอ่ “v” สามารถหาความเรว็ ในการเคลือ่ นที่ของคล่นื เสยี ง เขยี นออกมาเปน็ สมการไดด้ งั นี้

เมื่อ v = อตั ราความเรว็ ของคลื่นเสยี ง หนว่ ย m/s s = ระยะทางทเี่ สียงเคลอื่ นที่ได้ หน่วย m t = ระยะเวลาทีเ่ สียงเคลือ่ นที่ หน่วย s l = ความยาวคลนื่ เสียง หน่วย m f = ความถค่ี ล่ืนเสยี ง หน่วย Hz นอกจากนั้นอุณหภูมิโดยรอบที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่ไปมีค่าแตกต่างกัน จะมีผลต่อความเร็วใน การเคลอื่ นท่ีของคล่ืนเสยี งผา่ นตัวกลางแตกตา่ งกนั ไป เช่น เสยี งเคลือ่ นทใี่ นอากาศทอ่ี ุณหภมู ิ 0 C มีความเร็ว เท่ากับ 331 m/s และเสียงจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นหรือลดลงโดยประมาณ 0.6 m/s เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือ ลดลงในทุกๆ 1 C เขียนออกมาเป็นสมการไดด้ ังน้ี เมื่อ v = อตั ราความเร็วของคลน่ื เสยี งทอ่ี ุณหภูมิใดๆ หนว่ ย m/s T = อณุ หภมู ิที่เพ่มิ ข้นึ หรือลดลงจากอุณหภมู ิ 0° C หน่วย ° C ตวั อย่างท่ี 1.1 จงหาอตั ราความเร็วของคลน่ื เสยี งเคลอื่ นทใี่ นอากาศที่อุณหภมู ิ 20° C วิธีทำ จากสูตร v = 331 m/s + (0.6 m/s/C  T) เม่อื v = ? T = 20° C แทนคา่ v = 331 m/s + (0.6 m/s/C  20° C) = 331 m/s + 12 m/s  ความเร็วของคลน่ื เสยี งในอากาศท่ีอณุ หภูมิ 20° C = 343 m/s ตอบ 6. เฟสคลืน่ คือ ตำแหนง่ มมุ ของคลื่นเสยี งทีเ่ คล่อื นท่ีมากระทบกบั แหล่งรบั เสยี ง ตำแหน่งมุม ของคลื่นเสียงแต่ละความถี่ที่มาตกกระทบจะมีความแตกต่างกันไป ทำให้รูปร่างของคลื่นเสียงที่ตำแหน่งตก กระทบเกิดความแตกต่างกันด้วย เมื่อคลื่นเสียงที่ตกกระทบมีมากกว่าหนึ่งสัญญาณ จะส่งผลต่อความดังของ เสียงที่ได้ยินแตกต่างกัน เพราะสัญญาณเสียงที่ส่งมาหลายสัญญาณเกิดรวมกันหรือหักล้างกัน การรวมกันจะ เสริมความแรงสัญญาณเสียงให้แรงขึ้น และการหักล้างกันจะลดความแรงสัญญาณเสียงให้เบาลง การรวมกัน ทางเฟสของคล่ืนเสียง แสดงดังรปู ที่ 1.2

รูปท่ี 1.2 การรวมกนั ทางเฟสของคลน่ื เสยี ง 1.3 ความดังสัญญาณเสียง ความดงั เสียง คือระดับแรงกดดนั ของเสยี งทเ่ี คลื่อนทผ่ี า่ นไปในอากาศ ทำใหโ้ มเลกลุ ของ อากาศสัน่ ส่งตอ่ ไปเข้าหูคน เย้ือแกว้ หูเกิดการส่นั ประสาทเกดิ การรบั ร้แู ละได้ยนิ สญั ญาณเสียงน้ัน แรงกดดัน ของสญั ญาณเสียงในอากาศน้อยความดงั เสยี งน้อย แรงกดดนั ของสัญญาณเสียงในอากาศมากความดงั เสยี ง มาก นั่นคือแรงกดดนั ของเสยี งมผี ลต่อการไดย้ นิ เสียงเบาหรือดงั หนว่ ยวดั ความดังของเสียงที่นยิ มใชใ้ นระบบเสยี ง วัดออกมาเป็น เดซเิ บล (Decibel ; dB) เป็น หน่วยพื้นฐานในการวดั ระดับความดังสญั ญาณเสยี งที่นำไปใชง้ านทว่ั ไปอย่างแพร่หลาย โดยแสดงความสมั พนั ธ์ ของตวั เลขในคา่ ลอการทิ ึม (Logarithm) ดว้ ยอัตราสว่ นเปรียบเทียบสัญญาณ ระหวา่ งสญั ญาณเอาตพ์ ุตกบั สญั ญาณอินพตุ อยู่ในรปู กำลังไฟฟ้า (Power) แรงดนั ไฟฟ้า (Voltage) หรอื กระแสไฟฟ้า (Current) มาจาก ระบบความดังเสยี งของแหล่งกำเนดิ เสยี งท่เี กิดจากอปุ กรณ์กำเนิดเสยี งชนดิ ต่างๆ เชน่ ปืน ระเบิด เครื่องบิน เครอ่ื งดนตรี และเคร่ืองขยายเสียง เป็นตน้ เดซิเบล (dB) เป็นหน่วยวัดความดัง ถูกนำมาใช้งานในการบอกค่าความดังของเสียง ที่กำเนิด ขึ้นมาจากแหล่งกำเนิดเสียงชนิดตา่ งๆ ระดับค่าตัวเลขที่บอกไว้ในรูปลอการิทึมน้ัน มีค่าใกล้เคียงกับธรรมชาติ การไดย้ นิ เสยี งของหูคน ในการวัดความดงั ออกมาในหนว่ ยเดซิเบล (dB) จะใช้วัดเปรยี บเทยี บระหว่างสัญญาณ เอาตพ์ ตุ ท่ีไดก้ ับสญั ญาณอินพตุ ที่ป้อนเขา้ มา ในหลายรูปปริมาณไฟฟ้าแล้ว ยงั ใช้แสดงการเปรยี บเทยี บระหว่าง สัญญาณเอาต์พุตที่ได้จริง กับสัญญาณมาตรฐานค่าหนึ่งที่กำหนดให้ทางอินพุตป้อนเข้ามา เพื่อให้ค่าที่วัดได้ เป็นค่ามาตรฐานเดียวกัน ไม่ว่าวงจรขยายเสียงหรือเครื่องขยายเสียงที่นำมาใช้งานจะมีความแตกต่างกันไป อย่างไรก็ตาม หน่วยที่ใช้ในการบอกค่าความดังเสียงมีหลายหน่วย ใช้บอกค่าความดังเสียงไว้แตกต่างกันไป กำหนดค่าใช้งานเป็นหน่วยแสดงค่าความดังเสียงไว้แตกต่างกัน เช่น dBm (Decibel Milliwatt) dBW (Decibel Watt) dBSPL (Decibel Sound Pressure Level) dBA (Decibel A - weighted) dBmV (Decibel Millivolt) dBohm (Decibel Ohms) และ dBHz (Decibel Hertz) เปน็ ต้น 1. เดซิเบล (dB) เป็นหน่วยวัดความดังเสียง นิยมนำไปใช้กันมากในด้านการป้องกันเสียง สะท้อน (Acoustics) ดา้ นเกยี่ วกบั เสยี งในทางฟสิ ิกส์ ด้านระบบเสียง และดา้ นเคร่อื งเสียงในทางอเิ ล็กทรอนิกส์ ความดังของเสียงในเบื้องต้นถูกวัดออกมาในหน่วยเบล (Bel Unit) เป็นหน่วยวัดที่ได้มาจากการตั้งชื่อให้เป็น เกียรติแก่นักประดิษฐ์ชื่อ อเลกซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ ผู้ประดิษฐ์เครื่องโทรศัพท์ขึ้นมา แต่หน่วยเบลเป็น หนว่ ยที่ใหญไ่ มส่ ะดวกในการใช้แสดงค่าเป็นตัวเลข จึงได้แบง่ หน่วยเบลให้ย่อยลงเปน็ 10 ส่วน เรยี กหน่วยใหม่ น้ีวา่ หนว่ ยเดซเิ บล (dB)

ในบางครั้งจะพบเห็นได้ว่า หน่วยวัดความดังเป็นเดซิเบล (dB) นี้ จะมีเครื่องหมายบวก (+) หรือเครื่องหมายลบ (–) ใส่เพิ่มไว้ด้านหน้าของตัวเลขที่แสดงค่าไว้ เครื่องหมายบวกและลบที่แสดงไว้มี ความหมายดังนี้ ➢ หนว่ ยเดซิเบล (dB) มีคา่ เป็นบวก (+) เชน่ + 15 dB แสดงวา่ อปุ กรณ์จะสามารถขยาย สญั ญาณจ่ายออกเอาต์พุต คือสญั ญาณทางเอาต์พุตแรงกวา่ สญั ญาณทางอนิ พุต ➢ หน่วยเดซเิ บล (dB) มีคา่ เป็นลบ (-) เชน่ - 20 dB แสดงว่าอุปกรณ์จะลดทอนสญั ญาณลง กอ่ นจา่ ยออกเอาตพ์ ุต คอื สญั ญาณทางเอาต์พตุ เบากวา่ สัญญาณทางอินพตุ ➢ หน่วยเดซเิ บล (dB) มีเครือ่ งหมายบวกลบ (±) เช่น ± 25 dB แสดงวา่ อุปกรณ์สามารถทำ หนา้ ทีไ่ ดท้ ั้งขยายสญั ญาณ และลดทอนสัญญาณไดใ้ นตวั เดยี วกนั 2. เดซิเบลมิลลิวัตต์ (dBm) เป็นหนว่ ยวดั ความดังเสยี ง ทถ่ี กู เปรียบเทยี บกบั คา่ อา้ งอิงมาตรฐาน ที่ 1 mW หรือท่ี 0.001 W คงท่ี โดยใช้คา่ อมิ พีแดนซ์ของวงจรทดลองท่ีคา่ ใชง้ านปกติ 600 Ω มาจากคา่ มาตรฐานทางอุตสาหกรรมของระบบโทรศัพท์ ทรี่ ะดับความดงั 0 dBm = – 3 dB = 1 mW เป็นหน่วยวัด ความดังที่ถกู นำไปใช้บอกค่ารายละเอียดของอุปกรณใ์ ชง้ านตา่ งๆ ระดบั สัญญาณที่ 0 dBm อาจใชร้ ะดบั อา้ งองิ ได้หลายระดบั แตกตา่ งกัน นอกจากระดับ 1 mW แลว้ ยงั มรี ะดบั อา้ งอิงอน่ื ๆ อีก เช่น 6 mW, 10 mW, 12.5 mW และ 50 mW เปน็ ต้น หรือเทยี บกับคา่ อา้ งองิ มาตรฐานท่ี 1 W จะถูกเรียกวา่ หนว่ ยวดั ความดังเสยี งเดซเิ บลวัตต์ หรือ dBW 3. เดซิเบลระดบั แรงกดดันเสยี ง (dBSPL) เป็นหน่วยวัดความดังของเสยี งเปน็ เดซิเบล โดย อา้ งอิงกบั ระดบั แรงกดดันของเสียง (Sound Pressure Level ; SPL) ทรี่ ะดบั 0 dBSPL ซึ่งเป็นแรงกดดัน เสียงในอากาศต่ำสุดท่ีหูคนทัว่ ไปได้ยนิ มีคา่ เทา่ กับ 2  10-5 นวิ ตนั ตอ่ ตารางเมตร (N/m2) = 20 N/m2 หรอื มีค่าเท่ากบั 20 Pa (Micro Pascals) ใชค้ วามถีเ่ สียงอา้ งอิงท่ี 1 kHz สว่ นแรงกดดนั ของเสียงสงู สดุ ทีห่ ูมนษุ ย์ รบั ฟงั ไดโ้ ดยยังไมร่ ู้สึกเจบ็ ปวด หรือยงั ไมเ่ ป็นอันตรายประมาณ 100 N/m2 (100 Pa) 1.4 อนั ตรายจากความดงั เสยี ง แรงกดดนั เสียงท่ีส่งออกจากแหล่งกำเนดิ เสยี ง เคลื่อนที่ผ่านอากาศสง่ ไปยังหูคน มีผลต่อความ ดังของเสียงที่หูคนรับรู้ได้ เยื่อแก้วหูของคนจะเกิดการสั่นตัวมากน้อยตามแรงกดดันของเสียงผ่านอากาศที่ส่ง มา แรงกดดันอากาศมากหูจะได้ยินเสียงดังแรง แรงกดดันอากาศน้อยหูจะได้ยินเสียงดังเบา แรงกดดันของ เสยี งในส่วนทด่ี งั มากเกินไป จะมผี ลทำใหเ้ กดิ อนั ตรายตอ่ ระบบการได้ยินเสยี งของหคู นได้ หน่วยวัดความดังของเสียงที่นิยมใช้งานจะบอกค่าไว้ในหน่วย dBSPL หรือหน่วย dBA ค่า ความดงั ของเสียงในอากาศเบาสุดที่หูคนได้ยนิ มคี า่ ประมาณ 20 mPa (0 dBA) และความดงั ของเสยี งในอากาศ ที่ทำให้หูคนสูญเสียการได้ยินอย่างเฉียบพลันมีค่าประมาณ 600 Pa (150 dBA) ความดังเสียงที่เกิดขึ้นจาก แหล่งกำเนิดเสียงที่แตกต่างกัน จะมีความดังเสียงส่งออกมาแตกต่างกันไป ความดังของเสียงสามารถวัดค่า ออกมาไดด้ ้วยมาตรวดั ระดบั เสยี ง (Sound Level Meter) ความดังของเสียงที่แหล่งกำเนิดเสียงต่างชนิดกันให้กำเนิดขึ้นมา ส่งผลต่อระดับความดังของ เสียงที่กำเนิดขึ้นมาแตกต่างกัน หูคนที่ได้ยินเสียงที่มีระดับความดังมากๆ ติดต่อกันเป็นเวลา นาน จะส่งผล กระทบต่อการได้ยินเสียง อาจส่งผลทำให้หูตึง หรือหูหนวกได้ ระดับความดังเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงต่าง ชนิดกัน แสดงดงั รปู ท่ี 1.3

( 25 m) A ( 100 m) รปู ที่ 1.3 ระดับความดงั เสยี งจากแหลง่ กำเนดิ เสยี งตา่ งชนดิ กนั 1.5 หลักการบนั ทึกเสียงบนแถบเทป เทป (Tape) ท่ถี ูกนำไปใช้งานในการบนั ทึกเสียงของเคร่ืองเล่นเทป คือ แถบวัสดุท่ีผลิตมาจาก สารจำพวกพลาสติก โดยผิวด้านหนึ่งของแถบเทปจะถูกฉาบไว้ด้วยสารเฟอร์โรแมกเนติก (Ferromagnetic) เป็นสารจำพวกที่สามารถให้กำเนิดสนามแม่เหล็กขึ้นมาได้ สารเหล่านี้ ได้แก่ เหล็ก โคบอลท์ เฟอร์ไรท์ และ แอลนิโก (เหล็ก อะลูมิเนียม นิเกิล) เป็นต้น ส่วนประกอบที่สำคัญของเทปบันทึกเสียงแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ดังน้ี 1. แถบวสั ดุที่ใช้เปน็ ฐานรองรบั สารเฟอร์โรแมกเนตกิ เปน็ พวกพลาสติกที่มคี วามทนทานและ มีความเหนียว วัสดุที่นิยมใช้งานเป็นสารประเภทโพลีเอสเตอร์ (Polyester) เพราะมีคุณสมบัติที่เหนียวและ ยืดหย่นุ ตวั ไดด้ ี 2. แถบสารเฟอร์โรแมกเนติกที่ฉาบไว้บนเทป ถูกผลิตออกมาใช้งานมีหลายชนิดแตกต่างกัน เชน่ เฟอร์ริกออกไซด์ (Ferric Oxide ; Fe2O3) โครเมียมไดออกไซด์ (Chromium Dioxide ; CrO2) เฟอร์ริก โครม (Ferric Chrome ; FeCr) และมิตัล (Metal) เป็นต้น ลักษณะโครงสร้างและรูปร่างแถบเทปบันทึกเสียง แสดงดังรูปที่ 1.4 รูปที่ 1.4 แถบเทปบนั ทกึ เสยี ง การบันทึกเสียงลงบนแถบเทป เป็นการเก็บสัญญาณเสียงไว้ในเทปทึกเสียง โดยการใช้ สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นบนหัวเทปบันทึกเสียง ส่งไปเหนี่ยวนำลงบนสารเฟอร์โรแมกเนติกที่ฉาบไวบ้ นเนื้อเทป

ใหเ้ กดิ การชกั นำเปน็ แท่งแมเ่ หล็กขนาดเล็กบนเน้ือเทป จดั เรยี งตวั อย่างเป็นระเบียบ การชกั นำสนามแม่เหล็กท่ี เกิดขึ้นบนเนื้อเทปมีการเปลี่ยนแปลงไปตามสัญญาณเสียงที่ส่งเข้ามา หลักการบันทึกเสียงเก็บไว้ในรูป สนามแมเ่ หล็กบนแถบเทป แสดงดังรูปท่ี 1.5 รูปท่ี 1.5 หลกั การบันทึกเสยี งบนแถบเทป จากรูปที่ 1.5 แสดงหลักการบันทึกเสียงบนแถบเทป เมื่อมีสัญญาณเสียงส่งเข้ามาที่หัวเทป บันทึกเสยี ง สง่ ผลให้หัวเทปบนั ทึกเสียงเกดิ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าข้ึนที่ส่วนปลาย ส่งไปเหนี่ยวนำแถบเทปให้เกิด เปน็ แทง่ แม่เหล็กขนาดเล็กบนเนื้อเทป จดั เรยี งตัวอย่างเป็นระเบียบ มขี วั้ แม่เหล็กสลับไปมาตามสัญญาณเสียง ที่ส่งเข้ามา สัญญาณเสียงที่ส่งเข้ามาเปลี่ยนแปลงค่าไป แท่งแม่เหล็กถาวรขนาดเล็กที่เกิดขึ้นบนเนื้อเทปจะ เปลีย่ นแปลงคา่ ไปเชน่ เดียวกนั เกิดผลดงั นี้ ส่งสัญญาณเสียงมาเบา เกิดความเข้มสนามแม่เหล็กบนแถบเทปน้อย เหนี่ยวนำไปหัวเทป บนั ทึกเสยี งไดส้ นามแมเ่ หล็กออกมาน้อย ส่งไปชักนำใหเ้ นือ้ เทปเกิดความเข้มสนามแม่เหลก็ ข้ึนนอ้ ย และเมอ่ื ส่ง สัญญาณเสียงมาดัง เกิดความเข้มสนามแม่เหล็กบนแถบเทปมาก เหนี่ยวนำไปหัวเทปบันทึกเสียงได้ สนามแมเ่ หล็กออกมามาก ส่งไปชกั นำให้เนอื้ เทปเกิดความเขม้ สนามแม่เหล็กขน้ึ มาก ส่งสัญญาณเสียงมามีความถี่ต่ำ เกิดการเหนี่ยวนำไปหัวเทปบันทึกเสียงใช้เวลานานได้ สนามแมเ่ หล็กไฟฟ้าส่งไปชักนำใหเ้ นื้อเทปเกิดเปน็ แทง่ แมเ่ หล็กถาวรแทง่ ยาวออกมา และเม่ือส่งสัญญาณเสียง มามคี วามถ่สี งู เกิดการเหน่ยี วนำไปหวั เทปบนั ทกึ เสียงใชเ้ วลาน้อยได้สนามแมเ่ หล็กไฟฟ้าส่งไปชักนำให้เนื้อเทป เกดิ เปน็ แทง่ แมเ่ หล็กถาวรแท่งสั้นออกมา ได้สัญญาณเสียงที่ถูกเก็บบันทึกไว้บนเนื้อเทป อยู่ในรูปสนามแม่เหล็กถาวรที่มีทั้งความเข้มเสียง และความถี่เสียงที่แตกต่างกัน ส่วนเฟสสัญญาณเสียงซีกบวกและซีกลบ แสดงออกมาในรูปแท่งแม่เหล็กที่มี ขัว้ แมเ่ หลก็ เหนือ - ใต้สลับทิศทางกนั 1.6 หลักการบนั ทกึ เสยี งบนแผน่ CD แผ่น CD (Compact Disc) และแผ่น DVD (Digital Video Disc) เป็นแผ่นพลาสติกกลม ท่ี ผลิตขึ้นมาเพื่อใช้ในการบันทึกเสียง ภาพ และข้อมูลต่างๆ เก็บไว้ในรูปรหัสดิจิทัล (Digital Code) การบันทึก สญั ญาณเกบ็ ไว้ในแผน่ CD บันทกึ ไว้ในรูปหลุมสญั ญาณ สว่ นประกอบท่ีสำคัญของแผ่น CD ประกอบด้วยวัสดุ ต่างๆ ซ้อนเป็นชัน้ ๆ ดงั น้ี 1. ชั้นพลาสติก เป็นชั้นที่มีความหนามากที่สุดทำด้วยวัสดุจำพวกพลาสติกโพลีคาร์บอเนต (Polycarbonate Plastic) ทำหน้าที่เป็นชั้นฐานรองรับ ช่วยป้องกันความเสียหายของข้อมูลที่อยู่ในชั้นถัดไป เป็นชั้นท่ที ำหนา้ ที่คล้ายกบั เลนส์ในการโฟกัสหาขอ้ มลู ของแสงเลเซอร์ที่ยิงมาจากเคร่ืองอ่าน CD

2. ชั้นโลหะเก็บข้อมูล เป็นชั้นที่ทำด้วยวัสดุจำพวกอะลูมิเนียม (aluminum) หรือเงิน (Silver) ซึ่งจะเคลือบทับลงบนแผ่นพลาสติก ใช้ทำหน้าที่เก็บข้อมูลต่างๆ โดยการบันทึกข้อมูลเก็บไว้ในลักษณะทำให้ เกิดเป็นหลุมข้อมูลบนโลหะ หลุมข้อมูลถูกแบ่งเป็นแทรกที่เรียงต่อกันไปเป็นวงกลมคล้ายก้นหอย ส่วนที่เป็น หลุมลงไปเรียกว่า พิต (Pit) และส่วนที่ไม่มีการเจาะหลุมลงไปเรียกว่า แลนด์ (Land) ผิวท้ังสองส่วนนี้ถูกใช้ แทนการเกบ็ ขอ้ มลู ในรูปของรหสั ดจิ ทิ ลั แทนคา่ ด้วยเลข 1 และ 0 3. ช้นั เคลอื บทบั บนวัสดโุ ลหะอะลูมเิ นียม เป็นชัน้ ทท่ี ำด้วยวสั ดจุ ำพวกพลาสตกิ อะคริลิค (Acrylic Plastic) ทำหนา้ ทีช่ ่วยป้องกนั การชำรุดเสยี หายของชนั้ โลหะอะลูมเิ นยี ม 4. ชั้นฉลากหรือสติ๊กเกอร์ (Label) เป็นชั้นที่อยู่ด้านบนสุดของแผ่น CD นอกจากใช้เป็นฉลาก บอกรายละเอียดในแผ่นซีดีแล้ว ยังช่วยป้องกันความเสียหายของแผ่น CD ในชั้นโลหะเก็บข้อมูลอีกด้วย ลกั ษณะโครงสร้างและรูปร่างแผน่ CD แผ่น DVD แสดงดงั รูปท่ี 1.6 รปู ท่ี 1.6 แผ่น CD และแผ่น DVD การบันทกึ เสียงลงบนแผน่ CD เปน็ การเก็บสญั ญาณเสียงไวใ้ นแผน่ CD ในรปู หลมุ รหสั สญั ญาณแบบดจิ ิทัล หลมุ สัญญาณเสียงถูกแบ่งเปน็ แทรกท่ีเรยี งต่อกนั ไปเปน็ วงกลมคลา้ ยก้นหอย หลกั การ บนั ทกึ เสียงลงบนแผน่ CD แผน่ DVD แสดงดงั รปู ที่ 1.7 รูปที่ 1.7 หลกั การบนั ทกึ เสยี งลงบนแผน่ CD และแผ่น DVD จากรูปที่ 1.7 แสดงหลักการบันทึกเสียงลงบนแผ่น CD และแผ่น DVD โดยส่งสัญญาณ เสียงท่ี ต้องการบันทึกเข้าเครื่องบันทึก CD ผ่านอุปกรณ์แปลงสัญญาณเสียงที่อยู่ในรูปสัญญาณแอนะล็อก (Analog Signal) ให้เป็นสัญญาณดิจิทัล (Digital Signal) ส่งต่อไปเข้าอุปกรณ์ควบคุมการบันทึกเสียงลงแผ่น CD, DVD เปลีย่ นสญั ญาณเสียงเปน็ แสงเลเซอรไ์ ปทำใหเ้ กดิ หลุมเลก็ ๆ รอบแผ่น CD และแผน่ DVD เปน็ วงรอบแผ่นคลา้ ย ก้นหอย ลกั ษณะหลุมเล็กบนแผ่น CD และแผน่ DVD แสดงดังรปู ท่ี 1.8

รปู ท่ี 1.8 หลมุ เล็กบนแผน่ CD และแผน่ DVD