สายไมโครโฟนและขั้วต่อ

          เรื่อง สายสัญญาณหรือสายไมโครโฟนกับขั้วต่อมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่ควรจะต้องทราบ และเข้าใจก่อนที่จะเลือกใช้งานเพราะอาจจะทำให้เกิดปัญหาในการใช้งานได้ ปัญหาที่เกิดขึ้นได้แก่เสียงที่ไม่มีคุณภาพที่ไม่เกี่ยวข้องกับไมโครโฟนโดย ตรงแต่จะเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ที่นำมาใช้งานร่วมกันอันเนื่องมาจากเสียงรบกวน นั่นเอง
ทำไมจึงเกิดสัญญาณรบกวนได้
           ปัญหาเรื่องคุณภาพของสัญญาณที่่เกิดการรบกวนนั้นมาจากสาเหตุหลัก ๆ 3 ประการคือปัญหาเรื่อง ground loop เรื่องของสายสัญญาณ และขั้วต่อ

1. ปํญหาเรื่อง ground loops
              ปัญหาเรื่อง ground loop ทำให้เกิดเสียงฮัม อันเนื่องมาจาก ground มีหลายที่และมีความต่างศักดิ์ต่างกัน ซึ่ง ground ควรต้องมีค่าเท่ากับศูนย์โวลท์ ซึ่งตามอาคารทั่วไปนั้นจะไม่ลง ground ลงดินเกิน 2จุดเพราะถ้าเมื่อไรความต่างศักดิ์ของสาย ground เกิดขึ้นก็จำทให้เกิดอาการไหลของกระแสไฟฟ้าระหว่าง ground ได้ซึ่งที่เรียกว่า ground loop นั่นเอง

หม้อแปลงสำหรับป้องกัน Ground Loop สำหรับเครื่องเสียง

ปัญหาที่เกิดขึ้นเนื่องจากการรบกวนทางด้านสัญญาณความถี่ต่ำเข้ามารบกวนและเกิดเสียงฮัมได้ ปัญหาส่วนใหญ่เกิดจากสายสัญญาณการใช้สายสัญญาณเสียงในสมัยก่อนจะเห็นว่าสามารถใช้สัญญานเสียงโทรศัพท์ได้เป็นระยะทางไกล ๆ โดยที่สัญญาณรบกวนมีไม่มากเพราะใช้สายสัญญาณแบบ balance
สายสัญณาณที่มีชีลด์(shield) จะช่วยการรบกวนของสัญญาณเข้า และสัญญาณออกอย่างเช่นสายนำสัญญาณของสายอากาศเป็นต้น

ลักษณะของสายสัญญาณชนิดมีชีลด์

2. สายสัญญาณสำหร้ับไมโครโฟนหรือสายไมโครโฟน

           สายไมโครโฟนมี 2 ชนิด ได้แ่ก่สายชนิด unbalance กับชนิด balance
      2.1. สายสัญญาณชนิด Unbalanced
        จะมีสาย hot เป็นสายสัญญาณ ส่วนอีกสายเป็น earth ซึ่งจะใช้ได้กับกรณีที่ไม่มี noise เท่านั้น

Note: Internal componentry (in sound mixers etc) is also unbalanced.

การใช้สายสัญญาณที่ไม่ไกล นัก ปัญหาการรบกวนทางความถี่ไม่มากหรือแทบจะไม่มีเพราะว่าสัญญาณที่ใช้หรือที่ วิ่งอยู่ในสายที่เราใช้อยู่นั้นมีความแรงมากกว่าสัญญาณรบกวนข้างนอก เช่นคลื่นความถี่ไฟฟ้า AC 50Hz(ซึ่งในประเทศไทยใช้ความถี่ไฟฟ้า 50Hz (แต่คลื่นความถี่ที่เกิดขึ้นจาก power line นั้นไม่ใช่ 50Hzอย่างเดียว มันอาจจะสร้างคลื่นฮาร์โมนิคที่ 2 ที่ 3 ได้เช่นที่ 100Hz, 200Hz เป็นต้น) , สัญญาณวงจรนาฬิกา, สัญญาณจากเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ คลื่นรบกวนจากสถานีวิทยุโดยเฉพาะอย่างยิ่งวิทยุชุมโชร(วิทยุชุมชน+วิทยุโจรสลัด=วิทยุชุมโชร หรือวิทยุที่ตั้งขึ้นที่ยังไม่ถูกกฎหมาย) ทำให้เกิดเสียงฮํมหรือบรือ... ได้ การใช้สายไมโครโฟนที่อยู่ใกล้กับสถานีวิทยุย่อมเกิดปัญหาได้เสมอถ้าใช้สายนำสัญญาณที่ไม่มีคุณภาพ ปัญหาที่น่าจะแก้ไขได้คือการใช้สายนำสัญญาณประเภทมีชีล์ดหรือมีฉนวนโลหะถักหุ้มรอบสายสัญญาณ

2.2. สายบาลานซ์(Balanced Wiring)

อุปกรณ์สำหรับงานอาชีพจะแก้ปัญหาด้วยการใช้สายสัญญาณแบบบาลานซ์สายสัญญาณแยกกันสองเส้นโดยเส้นหนึ่งเป็นบวกและอีกเส้นเป็นลบพร้อมสายชีล์ดถักรอบสายสัญญณอีกทีหนึ่ง

A balanced shielded cable

การใช้สายบาลานซ์จะช่วยลดการรบกวนได้มากโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ground loop สายสัญญาณสองเส้นนี้จะอยู่กันใกล้มากเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความต่างศักดิ์ระหว่างสายสัญญาณสองเส้นนี้ ตัวอย่างที่เกิดความต่างศักดิ์ของสายสองเส้นคือ

Conductor           Audio Signal    Noise     Total on wire

    Black               +1 v               +1 v     +2 v

    White               -1 v               +1 v      0 v

จากตารางจะเกิดความต่างศักดิ์ที่   2 v

การใช้สายสัญญาณที่เรียกว่า "Star Quad" เป็นสายสัญญาณชนิด 4 เส้น(four-conductor shielded balanced cable) ควรใช้สองเส้นรวมปลายสายให้เป็นเส้นเดียวกันโดยเลือกสีประเภทใกล้เคียงกันหรือสีเดียวกัน แต่ถ้าใช้เพียงสองเส้นแล้วเหลือไม่ใช้งานอีกสองเส้นก็จะไม่ช่วยให้ลดปัญหาเรื่อง noise มากกว่าชนิดสองเส้นได้เลย

การต่อสายBalanced wiring บางครั้งเรียกว่า XLR wiring แต่ไม่ใช่ขั้วต่อสัญญาณ XLR เพียงแต่ขั้วต่อ XLR นั้นเหมาะสำหรับระบบสายแบบ balance เท่านั้นเอง

3. ขั้วต่อไมโครโฟน

ขั้วต่อชนิด balance นอกจากชนิด XLR แล้วยังมีชนิด TRS เพื่อเป็นการประหยัดเนื้อที่(และราคาด้วย) การใช้สายและขั้วต่อทั้งชนิด balance กับ unbalance ต้องระมัดระวัง เพราะถ้าใช้ผิดอาจจะทำให้เกิดการลัดวงจร หรือสัญญาณผิดพลาดเช่นจาก stereo กลายเป็น mono เป็นต้น

3.1. ขั้วต่อแบบ phone หรือ TRS และ TS

1/4" Phone Connector

Pin	Signal
Tip	Signal +
Ring	Signal -
Shield	Shield/ground

ขั้วต่อชนิด TRS อาจจะเรียกกันอีกชื่อหนึ่งว่า phone balance หรือ phones ส่วนชนิด TS จะหมายถึงชนิด unbalance หรือ phone ส่วนที่เรียกกันว่า TR นั้นอาจจะมีความหมายที่ไม่ถูกต้องนัก แต่สำหรับประเทศไทย ขั้วต่อแบบ TR ก็หมายถึง TS ที่ต่่างประเทศเรียกกันนั่นเองเพราะหมายถึงขั้วต่อที่มีขั้ว Tip กับ Shield ไม่ใช่ Ring