การบันทึกเสียง

1. การบันทึกเสียงขลุ่ยเพียงออและระนาดเอกเหล็ก

การบันทึกเสียงขลุ่ยเพียงออและระนาดเอกเหล็ก ได้ดำเนินการที่ห้องดนตรีไทย อาคารส่วนกิจการนักศึกษา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี โดยมีอุปกรณ์การทดลองดังต่อไปนี้

1. ขลุ่ยเพียงออ (ไม้มะริด) 1 เลา

2. ระนาดเอกเหล็ก 1 ราง

3. ไมโครโฟน AV-JFET รุ่น AVL110EM

4. ออสซิลโลสโคป Tektronic รุ่น TDS 420A

5. เทอร์โมมิเตอร์ (thermometer)

6. ไฮโกรมิเตอร์ (hygrometer)

7. มิเตอร์วัดระดับเสียงดิจิตอล (digital sound level meter) รุ่น TES-1352

ในกรณีทำการบันทึกเสียงขลุ่ยเพียงออ ตำแหน่งของการวางอุปกรณ์จะคงที่ แสดงได้ดังรูปที่ 10 ไมโครโฟนอยู่ห่างจากขลุ่ยเพียงออ 3 นิ้ว และเครื่องออสซิลโลสโคปจะวางอยู่ห่างเป็นระยะสุดความยาวสายของไมโครโฟน เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นระหว่างสาย และเสียงจากเครื่องออสซิลโลสโคปขณะทำงาน

 

 

 

 

 

 

 

 


รูปที่ 10 การจัดวางอุปกรณ์บันทึกเสียงขลุ่ยเพียงออ

 

ในกรณีที่ทำการบันทึกเสียงระนาดเอกเหล็ก ตำแหน่งของไมโครโฟนจะอยู่ตรงกลางลูกซอล ทำมุม 80 กับแท่นจับและวางอยู่ห่างจากระนาด 5 นิ้ว แสดงได้ดังรูปที่ 11 การจัดวางไมโครโฟนในลักษณะตามรูปที่ 10 และ 11 ก็เพื่อทำให้ไมโครโฟนอยู่กึ่งกลางของแหล่งกำเนิดเสียง ไมโครโฟนที่ได้นำมาใช้ในงานวิจัยนี้เป็นแบบอิเล็กเทรด (electret) มีค่าความไว 52 dB และมีผลตอบสนองทางความถี่ในช่วง 50 Hz ถึง 18,000 Hz ซึ่งมีลักษณะสมบัติใกล้เคียงกับไมโครโฟนที่เหมาะสมสำหรับใช้วัดเสียงดนตรีประเภทเครื่องลมไม้ (woodwind instrument)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


รูปที่ 11 ตำแหน่งไมโครโฟนในการบันทึกเสียงระนาดเอกเหล็ก

 

ทำการบันทึกอุณหภูมิภายในห้อง ความชื้นสัมพัทธ์ และความดังเฉลี่ยของแต่ละเสียงขณะบรรเลงเครื่องดนตรีทั้งสองชิ้น แสดงรายละเอียดดังตารางที่ 3 สัญญาณเสียงที่บันทึกได้จากเครื่องออสซิลโลสโคป กำหนดให้มีจำนวน 2,500 จุด เท่ากันหมดทุกเสียง แต่จะมีอัตราการชักตัวอย่าง (sampling rate) แตกต่างกันไปตามการปรับความละเอียดในทางเวลาของออสซิลโลสโคป เพื่อให้ได้ลักษณะสัญญาณที่สอดคล้องกับเสียงแต่ละแบบ ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้ กรณีเสียงโน้ตเดี่ยวในสถานะอยู่ตัวของทั้งขลุ่ยเพียงออและระนาดเอกเหล็กจะมีอัตราการชักตัวอย่าง 250 kHz กรณีเสียงโน้ตเดี่ยวในสถานะชั่วครู่และเสียงหลายโน้ตของขลุ่ยเพียงออมีอัตราการชักตัวอย่าง 10 kHz และกรณีเสียงหลายโน้ตของระนาดเอกเหล็กจะมีอัตราการชักตัวอย่าง 100 kHz

 

ตารางที่ 3 อุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ และความดังในการบันทึกเสียง

สัญญาณเสียง

 

อุณหภูมิ

(C)

ความชื้นสัมพัทธ์

(%)

ความดังเฉลี่ย

(dB)

ขลุ่ยเพียงออ

 

 

 

- เสียงโน้ตเดี่ยวสถานะอยู่ตัว

27

67

76

- เสียงโน้ตเดี่ยวสถานะชั่วครู่

26

72

78

- เสียงหลายโน้ต

26

72

78

ระนาดเอกเหล็ก

 

 

 

- เสียงโน้ตเดี่ยวสถานะอยู่ตัว

28

75

80

- เสียงหลายโน้ต

28

75

80

 

เมื่อพิจารณา DFT ของสัญญาณเสียงที่บันทึกได้และสัญญาณรบกวนพื้นหลัง (background noise) ขณะที่ออสซิลโลสโคปกำลังทำงาน พบว่ามีสัญญาณรบกวนปรากฏอยู่ ตัวอย่างเช่น ขณะบันทึกเสียงโน้ตเดี่ยวในสถานะอยู่ตัว จะปรากฏสัญญาณรบกวนพื้นหลัง แสดงดังรูปที่ 12 ซึ่งมีค่าความถี่อยู่ในช่วง 0 ถึง 150 Hz และเกินกว่า 20,000 Hz เป็นต้น

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(ก) (ข)

 

รูปที่ 12 สัญญาณรบกวนพื้นหลัง () ที่บันทึกได้ () ผลการวิเคราะห์ด้วย DFT

 

ดังนั้นจึงต้องทำการกรองสัญญาณเสียงที่บันทึกได้ก่อนที่จะทำการวิเคราะห์ในขั้นตอนต่อไป กรณีสัญญาณเสียงโน้ตเดี่ยวในสถานะอยู่ตัวและเสียงหลายโน้ตของระนาดเอกเหล็ก ทำการกรองแบบบัตเตอร์เวิร์ธผ่านแถบ (bandpass Butterworth filter) มีค่าความถี่ตัดอยู่ที่ 175 Hz และ 25,000 Hz รูปที่ 13 แสดงตัวอย่างเสียงซอลของขลุ่ยเพียงออที่นำมาผ่านการกรองสัญญาณ ซึ่งเราจะสังเกตได้ว่าเมื่อผ่านการกรองแล้วรูปคลื่นมีการลาดเอียงลดลงจากเดิมและเส้นกราฟยังมีความราบเรียบมากขึ้น และกรณีสัญญาณเสียงโน้ตเดี่ยวในสถานะชั่วครู่และเสียงหลายโน้ตของขลุ่ยเพียงออ เมื่อพิจารณาผล DFT ของสัญญาณที่บันทึกได้จะปรากฏสัญญาณรบกวนพื้นหลังซึ่งมีค่าความถี่อยู่ในช่วง 0 ถึง 50 Hz สัญญาณเสียงในกรณีนี้จึงนำมาผ่านการกรองแบบบัตเตอร์เวิร์ธผ่านสูง (highpass Butterworth filter) มีค่าความถี่ตัดอยู่ที่ 100 Hz สัญญาณเสียงที่ได้ผ่านการกรองสัญญาณรบกวนออกแล้ว จะทำการบันทึกเก็บไว้เป็นไฟล์ข้อมูล และกำหนดให้ข้อมูลเป็นชนิดเลขทศนิยม (floating point) จำนวน 32 บิต เพื่อทำให้ชุดข้อมูลเหล่านี้มีขนาดเล็ก

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(ก) (ข)

 

รูปที่ 13 สัญญาณเสียงซอลของขลุ่ยเพียงออ () บันทึกด้วยออสซิลโลสโคป

() สัญญาณหลังจากผ่านการกรองแบบบัตเตอร์เวิร์ธผ่านแถบ

 

2. การบันทึกเสียงขิม

การบันทึกเสียงขิม ได้ดำเนินการที่สตูดิโอ อาคารเครื่องมือ 7 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี โดยมีอุปกรณ์การทดลองดังต่อไปนี้

1. ขิม 1 ราง

2. ไมโครโฟนชนิดคอนเดนเซอร์ แบบคาร์ดิออย มีขาตั้ง 2 ตัว

3. เทอร์โมมิเตอร์ (thermometer)

ตำแหน่งของการจัดวางอุปกรณ์จะคงที่ แสดงได้ดังรูปที่ 14 ไมโครโฟนทั้งสองวางใกล้กัน โดยตัวหนึ่งวางในแนวตั้ง อยู่สูงจากพื้น 83 ซม. และอีกตัวหนึ่งวางในแนวนอน อยู่สูงจากพื้น 69 ซม. ขิมวางอยู่ห่างจากไมโครโฟน 40 ซม. และสูงขึ้นจากพื้น 10 ซม. การจัดวางไมโครโฟนในลักษณะตามรูปที่ 14 ก็เพื่อทำให้ไมโครโฟนอยู่กึ่งกลางของแหล่งกำเนิดเสียงและสามารถเก็บข้อมูลได้ทุกทิศทาง

 

 

 

 

 

 

 


 

 

ขิม

 

รูปที่ 14 การจัดวางอุปกรณ์บันทึกเสียงขิม

 

ทำการบันทึกเสียงขิมที่อุณหภูมิห้องประมาณ 26-27 C สัญญาณเสียงที่บันทึกได้มีอัตราการชักตัวอย่าง 44.1 kHz เท่ากันหมดทุกเสียง ทั้งในกรณีเสียงโน้ตเดี่ยวและเสียงหลายโน้ต การวิเคราะห์จะกระทำกับข้อมูลที่ได้จากไมโครโฟนทั้งสองรวมกัน เมื่อพิจารณา DFT ของสัญญาณที่บันทึกได้ พบว่า ทุกเสียงมีสัญญาณรบกวนปรากฏอยู่ที่ความถี่ประมาณ 10 Hz จึงนำมาผ่านการกรองแบบบัตเตอร์เวิร์ธผ่านสูง มีค่าความถี่ตัดอยู่ที่ 35 Hz ก่อนจะทำการวิเคราะห์ต่อไป