ตู้ลำโพงแบบ Transmission Line (TL) และตู้ลำโพงแบบ Horn มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทั้งในด้านหลักการอะคูสติก โครงสร้าง และวิธีการจัดการเสียง:
ตู้ Transmission Line (TL)
- โครงสร้างและหลักการ: TL คือการออกแบบตู้ลำโพงที่มี ช่องทางเดินที่ยาว (มักจะพับ) และมีการลดทอนเสียง ภายในตู้ จุดประสงค์หลักคือการ จัดการและลดทอนคลื่นเสียงที่มาจากด้านหลังของดอกลำโพง โดยการดูดซับพลังงานและเรโซแนนซ์ที่ไม่พึงประสงค์ หรือปล่อยเสียงออกมาจากปลายเปิดให้มีเฟสที่สอดคล้องกับเสียงจากด้านหน้าของดอกลำโพงเพื่อเสริมเสียงเบสที่ความถี่ต่ำ
- การทำงาน: ทำหน้าที่เหมือน ตัวผกผันเฟสสำหรับความถี่ต่ำ ช่วยลดการเคลื่อนที่ของกรวยลำโพง และลดการบิดเบือนของเสียง วัสดุบุซับเสียงมีบทบาทสำคัญในการลดทอนฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นและทำให้การตอบสนอง SPL ราบรื่นขึ้น
- การเรโซแนนซ์: แม้จะถูกเรียกว่า “ตู้ที่ไม่มีการเรโซแนนซ์” แต่หากไม่มีการบุลดทอนเสียงอย่างเหมาะสม จะมี โหมดเรโซแนนซ์ที่รุนแรง (horrendous resonant modes) การออกแบบ TL ทั่วไปอาศัย คลื่นนิ่ง 1/4 ความยาวคลื่น เพื่อเสริมเอาต์พุตเสียงเบสที่ความถี่ต่ำ
- ประสิทธิภาพ: ให้เสียงเบสที่ทุ้มลึกและเที่ยงตรงสูงมาก ต่ำกว่าลำโพงทั่วไป
- ความซับซ้อนในการออกแบบ: มีความซับซ้อนในการออกแบบและปรับแต่งมากกว่าตู้แบบอื่นๆ และในอดีตต้องใช้การลองผิดลองถูกเป็นอย่างมาก
ตู้ Horn
- โครงสร้างและหลักการ: Horn คือ ท่อนำเสียงรูปกรวยที่ออกแบบมาเพื่อจับคู่อิมพีแดนซ์อะคูสติก ระหว่างแหล่งกำเนิดเสียง (ดอกลำโพง) กับอากาศอิสระ จุดประสงค์คือการ เพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในการถ่ายทอดพลังงานเสียง
- การทำงาน: ด้านหน้าของดอกลำโพงจะแผ่รังสีเข้าสู่ ความต้านทานอะคูสติกบริสุทธิ์ (pure acoustic resistance) และทำหน้าที่เป็นคันโยกอะคูสติกที่เพิ่มประสิทธิภาพของดอกลำโพง
- การเรโซแนนซ์: การออกแบบ Horn ที่ “สอดคล้องกัน” (consistent design) จะเป็นตู้ที่ ไม่มีการเรโซแนนซ์ หรือมีการลดทอนเสียงสูงมาก โดยจะถ่ายทอดพลังงานเสียงออกไปในห้องอย่างมีประสิทธิภาพ แทนที่จะสะท้อนกลับเข้ามาในฮอร์น ทำให้ ไม่เกิดคลื่นนิ่ง หากปากของฮอร์นมีขนาดใหญ่พอ อาจไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุดูดซับเสียงมากเท่า TL
- ประสิทธิภาพ: ให้ SPL (ความดัง) ที่สูงขึ้นและสม่ำเสมอมากขึ้น ตลอดช่วงความถี่ ทำให้เป็นอุปกรณ์ถ่ายทอดเสียงที่มีประสิทธิภาพสูง
- ความซับซ้อนในการออกแบบ: การออกแบบ Horn ที่มีรูปทรง exponential สามารถคำนวณพฤติกรรมอะคูสติกได้อย่างแม่นยำด้วยองค์ประกอบอะคูสติกเพียงชิ้นเดียว
ความแตกต่างที่สำคัญสรุปได้ดังนี้:
| คุณสมบัติ | Transmission Line (TL) | Horn |
|---|---|---|
| หลักการอะคูสติก | จัดการและลดทอนคลื่นเสียงด้านหลังของดอกลำโพงโดยการดูดซับพลังงานและใช้คลื่นนิ่ง 1/4 ความยาวคลื่นเพื่อเสริมเสียงเบส. | จับคู่อิมพีแดนซ์อะคูสติก ระหว่างดอกลำโพงกับอากาศ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในการถ่ายทอดพลังงานเสียง. |
| การเรโซแนนซ์ | มีโหมดเรโซแนนซ์ภายในที่รุนแรงและต้องใช้การลดทอนเสียงอย่างมาก. การบุวัสดุดูดซับเสียงเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุม. | การออกแบบที่ “สอดคล้องกัน” จะ ไม่มีการเรโซแนนซ์หรือมีการลดทอนเสียงสูงมาก เนื่องจากมีการถ่ายทอดพลังงานที่มีประสิทธิภาพที่ปากฮอร์น. หากปากฮอร์นเล็กเกินไป จะแสดงพฤติกรรมคล้าย Transmission Line. |
| ประสิทธิภาพ | ให้เสียงเบสที่ลึกและเที่ยงตรงสูง พร้อมการควบคุมดอกลำโพงที่ดี. | ให้ SPL (ความดัง) ที่สูงขึ้นและสม่ำเสมอมากขึ้น ตลอดช่วงความถี่ เนื่องจากถ่ายทอดพลังงานเสียงเข้าสู่ห้องได้อย่างมีประสิทธิภาพ. |
| โครงสร้าง | ท่อที่ยาวและมักจะพับ มีพื้นที่หน้าตัดคงที่, เรียวเข้า, หรือขยายออก. | ท่อรูปกรวยที่มีพื้นที่หน้าตัด ขยายตัวแบบ exponential จากคอ (throat) ไปยังปาก (mouth). |
| วัสดุบุซับเสียง | มีบทบาทสำคัญในการลดทอนฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นและปรับการตอบสนองให้ราบรื่น. | อาจไม่จำเป็นต้องใช้มากนักหากปากฮอร์นมีขนาดใหญ่พอที่จะให้การลดทอนเสียงอะคูสติกได้เอง. |
| ความสัมพันธ์ทางเรขาคณิต | ท่อตรงแบบ TL ถือเป็น Horn ชนิดหนึ่งที่มีค่าคงที่แฟลร์ (flare constant) m = 0 |