ความถี่ (Frequency) กับการได้ยินของหูมนุษย์

บทความ ความถี่ (Frequency) กับการได้ยินของหูมนุษย์

ความถี่ (Frquency)

ความถี่ (Frquency) คือจำนวนรอบในการหมุนของรอบคลื่นใน 1 วินาที ว่าหมุนได้จำนวนกี่รอบ มีหน่วยเป็น Hartz (เฮิรตซ์) ใช้อักษรย่อ Hz โดยที่มาของชื่อเรียกความถี่ มาจากชื่อของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ Heinrich Rudolf Hertz (ไฮน์ริช รูด็อล์ฟ เฮิรตซ์) ผู้พิสูจน์การมีอยู่ของคลื่นไฟฟ้า เราสามารถเปรียบเทียบในการหมุนรอบคลื่นให้เป็นความถี่ใน 1 วินาทีได้ ยกตัวอย่างเช่น คลื่นเสียงเคลื่อนที่ใน 1 วินาทีหมุนได้ 100 รอบ ก็จะนับความถี่ได้เท่ากับ 100Hz ถ้าหมุนได้ 1,000 รอบ ก็มีความถี่เท่ากับ 1,000Hz หรือจะเขียนว่า 1kHz ก็ได้ เพราะในหน่วยทางฟิสิกส์ ตัวเลขที่ครบ 1,000 จะเรียกว่า กิโล ภาษาอังกฤษคือ kilo ตัวย่อคือ k และหน่วยเรียกความถี่ของคลื่นคือ Hz พอความถี่ครบและเกิน 1000 ก็จะใช้หน่วย kHz คือ กิโลเฮิรตซ์ เรื่องนี้ต้องจำให้แม่น เพราะอุปกรณ์ในระบบเสียงนั้น แต่ละยี่ห้อใช้หน่วยไม่เหมือนกัน บางยี่ห้อใช้หน่วยเป็น Hz (เฮิรตซ์) บางยี่ห้อใช้หน่วยเป็น kHz (กิโลเฮิรตซ์)

Heinrich Rudolf Hertz
Heinrich Rudolf Hertz (ไฮน์ริช รูด็อล์ฟ เฮิรตซ์)

ขอบคุณภาพจาก nrao.edu

ความถี่กับเวลา
(Frequency & Time)

ความถี่ (Frequency)

เมื่อความถี่คือจำนวนรอบของคลื่นเสียงที่หมุนใน 1 วินาทีว่ามีจำนวนกี่รอบ ถ้าได้ 100 รอบก็คือความถี่ 100Hz เราจำเป็นต้องรู้ว่าคลื่นเสียงที่หมุนไป 100 รอบในหนึ่งวินาทีนั้น ใช้เวลาเท่าไหร่ในการหมุน 1 รอบ จึงจำเป็นต้องหาค่าเวลา เรียกว่า คาบ ภาษาอังกฤษคือ Period (พีเรียด) เหมือนตอนสมัยเรียนมัธยมที่เรามีเรียนวิชาแต่ละวิชาว่า คาบเรียน เพราะแต่ละวิชาเรียนไม่ถึง 1 ชั่วโมง เมื่อต้องการหา คาบของเวลาในการหมุน 1 รอบคลื่นของแต่ละความถี่ สามารถหาได้จากสูตร

แทนค่าในสูตรได้ดังนี้

            T คือ เวลาในการหมุน 1 รอบคลื่น

            1 คือ คลื่นเสียงหมุน 1 รอบ

            f คือ ความถี่ที่ต้องการหาเวลาในการหมุน 1รอบ

            ยกตัวอย่างเช่น ต้องการหาเวลาในการหมุนครบ 1 รอบ ของความถี่ 100Hz ก็นำตัวเลขไปแทนค่าในสูตร

คำตอบที่ได้คือ 0.01s หรือ 0.01 วินาที แต่เนื่องจากการดูเลขทศนิยมนั้นบางครั้งจะดูยาก เลยต้องแปลงหน่วยจากวินาทีให้เป็นมิลลิวินาที วินาทีในภาษาอังกฤษคือ Second (เซกเคินด) ส่วนมิลลิวินาทีในภาษาอังกฤษคือ millisecond (มิลิเซกเคินด) ซึ่ง millisecond นั้นเป็นอัตราส่วน 1 ใน 1000 ของหน่วยวินาทีคือ 0.001 หรือ 10‾³ เห็นแบบนี้แล้วอาจจะงง เพื่อลดความยุ่งยากก็สามารถใช้สูตร

โดยที่เราไม่ต้องไปคูณ 1000 เพื่อแปลงหน่วยให้เสียเวลา สามารถนำมาคิดคำนวณหา คาบ เวลาได้เลย ต้องการเวลาในการหมุน 1 รอบคลื่นของความถี่ไหน ก็นำตัวเลขความถี่ที่ต้องการหาเวลาไปใส่แทนตัว f ได้เลย หรือถ้าเราต้องการหาความถี่จากเวลา ในกรณีที่เรารู้เวลาในการหนุน 1 รอบคลื่น สูตรคำนวณก็จะเป็น

เรื่องความถี่กับเวลาเป็นจำเป็นที่ต้องทำความเข้าใจ เพราะจะมีการพูดถึงและนำไปใช้อย่างมากมาย

ความถี่พื้นฐานและฮาร์มอนิก
(Fundamental and Harmonic frequency)

ความถี่ (Frequency)

คลื่นเสียงที่ได้ยินจะประกอบไปด้วยความถี่หลาย ๆ ความถี่ หรือแค่ความถี่เดียว ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดเสียง ถ้าหากแหล่งกำเนิดเสียงปล่อยความถี่มาแค่ความถี่เดียว คำถามคือ เราได้ยินความถี่ที่ปล่อยออกมาความถี่เดียวใช่หรือไม่ คำตอบคือไม่ใช่เสมอไป เพราะจะมีความถี่อื่น ๆ เกิดขึ้นตามมาอีกด้วย เรามาทำความเข้าใจกันเรื่องของความถี่กัน

ความถี่พื้นฐาน
(Fundamental Frequency)

คือ ความถี่ต่ำสุดของคลื่นเสียงที่แหล่งกำเนิดเสียงเปล่งออกมา หรือถ้าในทางดนตรีก็คือความถี่ของตัวโน้ตที่เล่น ยกตัวอย่างเช่น โน้ตตัว A ในทางสากล หรือตัว ลา ในภาษาไทย มีความถี่อยู่ที่ 440Hz ถ้าเรากดเปียโนตรงโน้ตตัว A กลาง เราก็จะได้ยินเสียงที่เป็นความถี่มูลฐานคือความถี่ 440Hz  และจะมีความถี่อื่น ๆ เกิดขึ้นตามมาอีก เราจะเรียกว่า ฮาร์มอนิก (Harmonic)

ความถี่พื้นฐาน (Fundamental Frequency)​
ความถี่พื้นฐาน (Fundamental Frequency)​

ความถี่ฮาร์มอนิก
(Harmonic Fraquency)

คือ ความถี่ที่มีจำนวนเต็มเท่าของความถี่พื้นฐาน นั่นคือเมื่อแหล่งกำเนิดเสียงปล่อยความถี่พื้นฐานออกมา 1 ความถี่ เราก็จะได้ยินความถี่อื่น ๆ พร้อมกับความถี่พื้นฐานด้วย ซึ่งความถี่ที่ได้ยินตามมานี้เราเรียกว่า Harmonic (ฮาร์มอนิก) ยกตัวอย่างเช่น ถ้าเรากดลิ่มเปียโนที่โน้ตตัว A กลาง ที่มีความถี่ 440Hz เสียงที่เราได้ยินนั้นจะมีความถี่อื่นปนมาด้วย ความถี่อื่นที่ปนมานั่นคือความถี่ฮาร์มอนิก ถ้าสังเกตดี ๆ เวลาเล่นเครื่องดนตรีแต่ละชนิดนั้น ต่อให้เราเล่นโน้ตตัวเดียวกัน เสียงที่ได้ยินก็ไม่เหมือนกัน เพราะเครื่องดนตรีแต่ละชนิดนั้นจะมีฮาร์มอนิกที่ต่างกัน เสียงพูดหรือเสียงร้องเพลงของมนุษย์แต่ละคน มีเสียงไม่เหมือนกันเพราะมีความแตกต่างของความถี่ฮาร์มอนิก

ความถี่ฮาร์มอนิก (Harmonic Fraquency)​
ความถี่ฮาร์มอนิก (Harmonic Fraquency)​

การนับความถี่ฮาร์มอนิกนั้น สามารถนับได้ด้วยการนำความถี่พื้นฐานไปคูณด้วยเลขฮาร์มอนิกที่ต้องการหา สูตรคือ

เมื่อ

ƒn คือ ความถี่ฮาร์มอนิกที่ต้องการหา

n  คือ เลขฮาร์มอนิกที่ต้องการหา

ƒ1 คือ ความถี่พื้นฐานของฮาร์มอนิกที่ต้องการหา เพราะความถี่พื้นฐานก็คือฮาร์มอนิกที่ 1

            ความถี่ฮาร์มอนิกนั้นแบ่งเป็น ฮาร์มอมิกเลขคี่ (Odd Harmonic) กับ ฮาร์มอนิกเลขคู่ (Even Harmonic)

ตัวอย่างการหาความถี่ฮาร์มอนิก

            แหล่งกำเนิดเสียงปล่อยความถี่ 100Hz ออกมา หากเราอยากทราบว่าความถี่ฮาร์มอนิกของความถี่ 100Hz มีอะไรบ้าง ใส่ค่าได้ดังนี้ 

เสียงที่ได้ยินถ้ามีความถี่เดียวกันแต่มีความแตกต่างทางความถี่ฮาร์มอร์นิกไม่เหมือนกัน หมายถึงบางแหล่งกำเนิดเสียงให้ความถี่ฮาร์มอนิกดังเบาแต่ละฮาร์มอนิกไม่เท่ากัน เสียงที่ได้จะมีลักษณะของเสียงที่ต่างกันออกไป ลักษณะแบบนี้เราเรียกว่า Timbre (ทิมเบอร์)

ลักษณะของเสียง
(Timbre)

เป็นลักษณะเฉพาะของเสียงเครื่องดนตรี หรือเสียงร้องของคน ๆ นั้น เป็นเครื่องดนตรีแต่ละชนิดที่ต่างกัน เช่น เปียโน กับ ไวโอลิน เล่นโน้ตตัวเดียวกันความถี่เดียวกัน เสียงที่ได้ยินก็จะไม่เหมือนกัน เพราะความแตกต่างทางฮาร์มอนิก ลำโพงแต่ละยี่ห้อก็เช่นกัน ไม่มีทางที่เสียงจะออกมาเหมือนกัน ต่อให้เราจูนลำโพงให้กราฟที่เห็นเหมือนกัน เพราะสุดท้ายวัสดุที่ใช้ทำก็ไม่เหมือนกัน เลยมีความแตกต่างเกิดขึ้น ความแตกต่างนี้เองทำให้เราสามารถแยกแยะเสียงได้ว่าเสียงที่ได้ยินคือเสียงอะไร

TIMBRE
ลักษณะของเสียง (Timbre)

ระดับเสียง
(Pitch)

เป็นสิ่งที่บ่งบอกถึงระดับเสียงสูงหรือเสียงต่ำ ขึ้นอยู่กับความถี่ ยิ่งวัตถุมีการสั่นสะเทือนเร็วก็จะทำให้เกิดระดับเสียงที่สูงกว่า วัตถุที่สั่นช้าก็จะเกิดระดับเสียงที่ต่ำกว่า ความถี่ยิ่งสูงระดับเสียงก็ยิ่งสูง ความถี่ยิ่งต่ำระดับเสียงก็ยิ่งต่ำ ถ้าความถี่เพิ่มขึ้นเท่าตัวจากความถี่เดิม เช่น ความถี่ 440HZ เมื่อเพิ่มขึ้นเป็น 880Hz เราจะเรียกระดับเสียงนี้ว่า สูงขึ้น 1 ช่วงคู่แปด หรือภาษาอังกฤษคือ 1 Octave (ออกเตฟ) เราจะเห็นคำว่า Octave บ่อย ๆ ในอุปกรณ์ระบบเสียงในส่วนของ EQ (อีคิว)

ระดับเสียง (Pitch)​

ความถี่ของเครื่องดนตรี
(Music Instrument Frequency)

มนุษย์นั้นสร้างเครื่องดนตรีมากมายหลากหลายชนิด เครื่องดนตรีแต่ละชนิดนั้นจะทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน มันจึงให้เสียงที่ไม่เหมือนกัน บางเครื่องดนตรีให้เสียงที่ทุ้มก็คือปล่อยเสียงความถี่ต่ำ บางชนิดเครื่องดนตรีก็ให้ความถี่เสียงแหลมก็คือความถี่สูง ในการทำระบบเสียงนั้นจึงต้องจำเป็นศึกษาเรื่องของความถี่เครื่องดนตรีแต่ละชนิดให้เข้าใจ เพราะเวลาเราไปทำงานกับวงดนตรีนั้น จะได้ใช้เครื่องมืออุปกรณ์ให้เหมาะกับเครื่องดนตรีแต่ละชนิด

ความถี่เครื่องดนตรี (Music Instrument Frequency)​

เรื่องของความถี่เสียงนั้น เป็นเรื่องที่ต้องทำความเข้าใจเป็นอย่างยิ่ง การทำงานในสายอาชีพ Sound Engineer นั้น ต้องรู้และเข้าใจในเรื่องความถี่เสียงอย่างทะลุปรุโปร่ง เพื่อให้ง่ายแก่การทำงานด้านระบบเสียง       

ใครที่สนใจอยากทำอาชีพด้าน SOUND ENGINEER สามารถเข้าไปดูรายละเอียดเพิ่มเติมตามหลักสูตรเหล่านี้ได้เลย

หรืออ่านบทความอื่น ๆ เพิ่มเติมเช่น

หรือ สนใจสอบถาม คอร์สเรียนและหลักสูตรต่าง ๆ สามารถสอบถามได้ที่

     โทรศัพท์ 02-550-6340, 064-198-2499

      Line : @liveforsound

      Email : sale@liveforsound.com

บทความโดย: ทรงพล แจ่มแจ้ง (SOUND ENGINEER)

รับติดตั้งระบบเสียง ห้องประชุม ร้านอาหาร ผับบาร์ ห้องคาราโอเกะ ห้องจัดเลี้ยง ระบบเสียงสนามกีฬา ระบบเสียงร้านกาแฟ สามารถปรึกษาทางทีมงาน LIVE FOR SOUND ได้ พร้อมรับตรวจเช็ค แก้ไขปัญหาระบบเสียงทุกรูปแบบ โดยทีมงานมืออาชีพ ที่มีประสบการณ์มากกว่า 15 ปี

แหล่งอ้างอิง

สอบถามข้อมูลการเรียนได้ทาง

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

ตั้งค่าความเป็นส่วนตัว

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

ยอมรับทั้งหมด
จัดการความเป็นส่วนตัว
  • เปิดใช้งานตลอด

บันทึกการตั้งค่า