หูฟัง

หูฟัง (อังกฤษ: headphone) เป็นอุปกรณ์เครื่องเสียงชนิดหนึ่ง จัดอยู่ในประเภทอุปกรณ์แสดงผลข้อมูลในรูปแบบเสียง โดยมีหน้าที่คล้ายกับลำโพง ประกอบด้วยตัวหูฟัง จะได้ยินเสียงเมื่อนำไปครอบกับหู และไมโครโฟนขนาดเล็กในตัวสำหรับใช้สำหรับติดต่อสื่อสารเพื่อการพูดได้ เช่นทางโทรศัพท์ คอมพิวเตอร์ เป็นต้น รวมถึงใช้เป็นสิ่งบันเทิงในการฟังเพลงเล่นวิดีโอเกมส์ ปรับให้เข้ากับกระบวนการทำงานต่าง ๆ ที่ต้องใช้เสียง สามารถพกพาไปในสถานที่ต่าง ๆ ได้เพราะมีน้ำหนักเบา

ประวัติ

หูฟังมีต้นกำเนิดมาจาก นาทาเนียล บอลด์วิน (อังกฤษ: Nathaniel Baldwin) นักศึกษาจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด เป็นผู้ประดิษฐ์ชุดหูฟังวิทยุคนแรก แรกเริ่มการคิดค้นยังไม่ได้รับความสนใจจากนักธุรกิจเท่าไหร่ จนกระทั่งช่วงต้นสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง กองทัพเรือสหรัฐอเมริกาได้สั่งซื้อชุดหูฟัง 100 ชุด ทำให้วงการชุดหูฟังเป็นที่รู้จักมากขึ้น หลังจากนั้นนักบินสองคนซึ่งเป็นผู้ก่อตั้งบริษัทแพนทรอนิกส์ (อังกฤษ: Plantronics) ได้เริ่มผลิตชุดหูฟังที่มีน้ำหนักเบาเหมาะสำหรับการสวมใส่ โดยทดลองใช้ในเครื่องบินเป็นครั้งแรก เพื่อแก้ปัญหาความยากลำบากที่ได้รับจากการใช้หูฟังขนาดใหญ่ ทำให้หูฟังเป็นอุปกรณ์ที่ได้รับความนิยมมาจนถึงปัจจุบันเพราะช่างโดม รวมทั้งพัฒนาให้มีการใช้งานไร้สายหรือที่เรียกกันว่า บลูทูธ

หลักการทำงานของหูฟัง

ถ้าหากแบ่งตามประเภท Driver ของหูฟังจะสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทหลัก คือ Dynamic Transducer และ Electrostatic

Dynamic Transducer

ในส่วนของ Driver ประกอบด้วย แม่เหล็กถาวร ที่ยึดติดกับกรอบของ Driver หรือ Chamber ของหูฟัง ซึ่งแม่เหล็กนี้จะสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นมา เพื่อให้ Diaphragm ที่ยึดติดกับ Voice Coil โดย Diaphragm และ Voice จะอยู่ในสนามแม่เหล็กอันนี้ เมื่อเวลาฟังเพลงจะมีสนามแม่เหล็กอีกสนามถูกสร้างขึ้นจากกระแสไฟจากเครื่องเล่นเมื่อเวลาเล่นเพลงต่างๆ ที่ Voice Coil โดยสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นมาใหม่จะไปเสร้างแรงอันตรกิริยา (Reaction Force) กับสนามแม่เหล็กเดิม ซึ่งทำให้เกิดการสั่นของ Diaphragm ทำให้เกิดเสียงที่ได้ยิน

Electrostatic

ในส่วนของ Driver จะประกอบด้วย Charged membrane เมื่อเริ่มใช้งานประจุไฟฟ้าจะถูกอาบอยู่ที่ผิวของ Charged membrane เมื่อมีสัญญาณไฟฟ้าไปกระตุ้น ทำให้ประจุไฟฟ้าเกิดแรงผลักหรือดึงดูดกัน ทำให้แผ่น Membrane ขยับและเกิดเสียงต่างๆ ครับ แต่อย่างไรก็ตาม Electrostatic Transducer ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟที่สามารถให้ความต่างศักย์ได้สูง เพื่อที่จะมห้เกิดประจุไฟฟ้าได้ทั่วทั้งแผ่น Membrane ซึ่งไม่สะดวกในการพกพาเท่า Dynamic Transducer
และยังมีอีกระบบหนึ่งซึ่งมีความคล้ายกับการทำงานของหูฟังระบบทั้ง 2 อย่างข้างต้นคือ ระบบ Planar Magnetic

Planar Magnetic

หูฟัง Planar Magnetic นั้นเป็นหูฟังที่อยู่กึ่งกลางระหว่างหูฟังชนิด Dynamic และ Electrostatic โดยมีหลักการทำงานคล้ายกับหูฟังทั้งสองชนิดข้างต้น ส่วนที่เหมือนกับหูฟังชนิด Dynamic นั้นก็คือการใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่รอบๆตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพื่อทำการขับ Driver และในส่วนที่เหมือนกับ Electrostatic นั่นก็คือแผ่นไดอะเฟรมที่อยู่ในตัวหูฟังนั้นเป็นแผ่นฟิล์มเรียบบางๆและนำไฟฟ้า (มีสายไฟและลายวงจร)
แม่เหล็กหลายๆแถวจะถูกจัดวางระหว่างแผ่นไดอะเฟรม โดยให้แผ่นไดอะเฟรมอยู่กึ่งกลางของสนามแม่เหล็ก (Isodynamic Magnetic Field) และเมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำ ซึ่งหมายถึงสนามแม่เหล็กที่ถูกสร้างขึ้นโดยกระแสที่ไหลผ่านจะทำปฏิกิริยากับ Isodynamic ที่เกิดจากแม่เหล็กที่อยู่ภายใน ทำให้เกิดตัวนำไฟฟ้าขึ้นมา และทำให้แผ่นไดอะเฟรมเกิดการสั่น จุดสำคัญของ Isodynamic เพื่อที่จะให้กระแสไฟนั้นมีความสัมพันธ์กับไดอะเฟรมที่สั่น โดยมีกระแสที่คงที่ไม่ว่าตำแหน่งของตัวนำไฟฟ้าจะเคลื่อนไปจุดใด ซึ่งคุณภาพของ Isodynamic จะมีส่วนในเรื่องความเที่ยงตรงของเสียง และใช้วัดคุณภาพของหูฟังในส่วนของเรื่องการเพี้ยนของเสียงได้อีกด้วย