วงจรปรับแต่งโทนเสียงในเครื่องขยายเสียง

วงจรปรับแต่งโทนเสียง (Tone Stack) คือวงจรกรองสัญญาณเสียง (Audio Filter) ชนิดพิเศษที่ติดตั้งอยู่ในเครื่องขยายเสียง (Amplifier) เพื่อใช้ในการปรับเปลี่ยนการตอบสนองต่อความถี่ (Frequency Response) ของสัญญาณเสียง โดยคำนี้มักถูกใช้เรียกในบริบทของเครื่องขยายเสียงสำหรับเครื่องดนตรี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องขยายเสียงกีตาร์ไฟฟ้า

การแบ่งย่านความถี่ของเสียงกีตาร์

โดยทั่วไป กีตาร์ไฟฟ้าสามารถสร้างเสียงที่มีความถี่ตั้งแต่ 80 เฮิรตซ์ (Hz) ไปจนถึง 10 กิโลเฮิรตซ์ (kHz) อย่างไรก็ตาม เครื่องขยายเสียงกีตาร์ส่วนใหญ่จะผลิตเสียงที่มีประสิทธิภาพต่ำมากในย่านความถี่ที่สูงกว่า 5 กิโลเฮิรตซ์ ดังนั้น ในการปรับแต่งโทนเสียงจึงมีการแบ่งย่านความถี่ออกเป็น 3 ส่วนหลัก ดังนี้:

• ย่านเสียงแหลม (Treble): ความถี่ที่สูงกว่า 600 เฮิรตซ์ขึ้นไป
• ย่านเสียงกลาง (Middle): ความถี่ระหว่าง 200 เฮิรตซ์ ถึง 600 เฮิรตซ์
• ย่านเสียงทุ้ม (Bass): ความถี่ที่ 200 เฮิรตซ์หรือต่ำกว่า

หลักการทำงานของวงจรปรับโทนเสียง

วงจรปรับโทนเสียงทำงานโดยใช้ ฟิลเตอร์แบบแถบผ่าน (Band-pass filters) ที่สามารถปรับค่าได้ เพื่อเพิ่มหรือลดระดับความดังที่รับรู้ได้ของเสียงในย่านความถี่เฉพาะ ตัวอย่างเช่น ฟิลเตอร์แบบผ่านสูง (High-pass filter) จะยอมให้ความถี่ในย่านเสียงแหลมผ่านไปยังเครื่องขยายเสียงได้ง่ายกว่าความถี่ต่ำ ในขณะที่การควบคุมเสียงทุ้มจะใช้ฟิลเตอร์แบบผ่านต่ำ (Low-pass filter) เพื่อสร้างผลลัพธ์ในลักษณะเดียวกันกับเสียงย่านความถี่ต่ำ

ประเภทและความซับซ้อนของ Tone Stack

ความซับซ้อนของวงจรปรับโทนเสียงมีความแตกต่างกันไปตามการออกแบบ:

• แบบปุ่มเดียว (Single Tone Knob): เป็นรูปแบบที่ง่ายที่สุด โดยปุ่มเดียวจะทำหน้าที่ปรับเปลี่ยนสมดุลระหว่างเสียงทุ้มและเสียงแหลม
• แบบสามย่านความถี่ (Treble, Middle, Bass): พบได้ในแอมป์มาตรฐานส่วนใหญ่ ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้ควบคุมย่านความถี่ต่ำ กลาง และสูงได้อย่างเป็นอิสระ
• แบบอีควอไลเซอร์ (Graphic Equalizer): พบในเครื่องขยายเสียงระดับไฮเอนด์ ซึ่งมีแถบปรับความถี่หลายย่านอย่างละเอียด

ลักษณะของวงจรแบบพาสซีฟ (Passive Tone Controls)

วงจรปรับโทนเสียงที่พบในเครื่องขยายเสียงกีตาร์ส่วนใหญ่เป็นแบบ พาสซีฟ (Passive) ซึ่งหมายความว่าวงจรนี้ไม่สามารถเพิ่มระดับสัญญาณ (Gain) ของย่านความถี่นั้นๆ ให้ดังขึ้นกว่าเดิมได้ แต่จะทำหน้าที่ ลดทอน (Cut) สัญญาณในย่านความถี่ที่ไม่ต้องการออกไป

เมื่อมีการลดทอนสัญญาณในย่านความถี่หนึ่ง จะทำให้ผู้ฟังรู้สึกว่าย่านความถี่อื่นที่ไม่ได้ถูกลดทอนมีความโดดเด่นขึ้นมา ซึ่งการปรับแต่งในลักษณะนี้จะทำให้ระดับความดังรวมของสัญญาณลดลงเล็กน้อย ซึ่งสามารถแก้ไขได้ด้วยการเพิ่มระดับความดัง (Volume) ของเครื่องขยายเสียง

ประวัติและการออกแบบของ Fender

เครื่องขยายเสียงรุ่น Fender Bassman เป็นรุ่นแรกๆ ที่ทำให้การออกแบบวงจรปรับโทนเสียงกลายเป็นมาตรฐาน โดยเฉพาะรุ่น 5F6-A ซึ่งช่วยให้ผู้แสดงสามารถควบคุมการตอบสนองของความถี่ต่ำ กลาง และสูงได้อย่างเป็นอิสระ

ในเชิงเทคนิค วงจรปรับโทนเสียงแบบง่ายที่สุดบางประเภทมีพื้นฐานมาจากโครงสร้าง Bridged T network ที่ใช้ตัวต้านทานแทนตัวเหนี่ยวนำ เพื่อสร้างฟิลเตอร์แบบบาก (Notch filter) โดยทั่วไปจะประกอบด้วยตัวเก็บประจุ 3 ตัว และตัวต้านทานปรับค่าได้ (Potentiometers) 3 ตัว