เสียง การได้ยิน และไมโครโฟน*

* ข้อความต่างๆที่เป็นเนื้อหาของหัวข้อนี้ ได้คัดลอกมาจาก สราวุฒิ สุจิตจร, การวิเคราะห์เสียงดนตรีไทย, 2545.

 

มนุษย์สามารถได้ยินเสียงต่างๆที่อยู่รอบตัว โดยอาศัยหูเป็นอวัยวะในการรับฟังเสียงซึ่งเกิดจากการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง และพลังงานจากการสั่นนั้นเคลื่อนที่ผ่านอากาศมาถึงหู หูจะทำหน้าที่เปรียบเสมือนตัวเก็บรวบรวมข้อมูลของเสียงที่เข้ามา แล้วส่งต่อไปยังสมอง เพื่อพิจารณาเสียงที่ได้ยินว่าเป็นเสียงอะไร มีความดังมากหรือน้อยอย่างไร ในส่วนนี้จะกล่าวถึงการเกิดของเสียง แหล่งกำเนิดเสียงที่มนุษย์สามารถได้ยิน ซึ่งจะกล่าวถึงแต่เพียงเสียงพูดของมนุษย์ (voice) และเสียงจากเครื่องดนตรีประเภทเครื่องเป่า อธิบายส่วนประกอบของหู และการได้ยินเสียง ทำให้เห็นถึงความสัมพันธ์ของเสียงที่เกิดขึ้นจริงกับความรู้สึกของการได้ยิน นอกจากนั้น เราได้ใช้ไมโครโฟนเป็นอุปกรณ์ตรวจจับสัญญาณเสียง ไมโครโฟนให้การแปลงเสียงเป็นสัญญาณทางไฟฟ้า ในหัวข้อนี้จึงกล่าวถึงไมโครโฟนชนิดต่างๆ รวมทั้งลักษณะสมบัติที่สำคัญของไมโครโฟนอีกด้วย

 

การเกิดเสียง

เสียง เริ่มเกิดขึ้นเมื่อวัตถุหรือแหล่งกำเนิดเสียงมีการสั่นสะเทือน ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของอากาศที่อยู่โดยรอบ กล่าวคือโมเลกุลของอากาศเหล่านี้จะเคลื่อนที่จากตำแหน่งเดิม ไปชนกับโมเลกุลที่อยู่ถัดไป ก่อให้เกิดการถ่ายโอนโมเมนตัม จากโมเลกุลที่มีการเคลื่อนที่ให้กับโมเลกุลที่อยู่ในสภาวะปกติ จากนั้นโมเลกุลที่ชนกันนี้จะแยกออกจากกัน โดยโมเลกุลที่เคลื่อนที่มาจะถูกดึงกลับไปยังตำแหน่งเดิมด้วยแรงปฏิกิริยา และโมเลกุลที่ได้รับการถ่ายโอนพลังงานจะเคลื่อนที่ไปชนกับโมเลกุลที่อยู่ถัดไป ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นสลับกันไปมาได้เมื่อสื่อกลาง (ในที่นี้คืออากาศ) มีคุณสมบัติของความยืดหยุ่น (Alten, 1999) การเคลื่อนที่ของโมเลกุลอากาศนี้จึงเกิดเป็นคลื่นเสียง รูปที่ 5 แสดงการเคลื่อนที่ของโมเลกุลอากาศ เทียบกับลักษณะของคลื่น เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงมีการสั่นสะเทือน อาจสังเกตได้จากภาพว่า ขณะที่แหล่งกำเนิดเสียงไม่มีการสั่นสะเทือน หรือโมเลกุลของอากาศอยู่ในสภาวะปกติ ความดันเสียง (sound pressure) ในขณะนี้จะคงที่ที่ค่าหนึ่ง เมื่อโมเลกุลของอากาศมีการชนกัน ความดันอากาศจะมีค่าเพิ่มมากขึ้นจากปกติ ส่งผลให้ความดันเสียง ช่วงเวลานี้เพิ่มมากขึ้นด้วย เสมือนเป็นช่วงการอัด (compression) เกิดเป็นยอดคลื่นที่มีความดันเสียงสูงที่สุดในคลื่นเสียง และเมื่อโมเลกุลของอากาศแยกออกจากกัน ความดันอากาศจะมีค่าลดลงจากปกติ ส่งผลให้ความดันเสียง ณ ช่วงเวลานี้ลดลงด้วย เสมือนเป็นช่วงการขยาย (rarefaction) เกิดเป็นจุดที่มีความดันเสียงต่ำที่สุดในคลื่นเสียง (Alten, 1999)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


รูปที่ 5 การเคลื่อนที่ของโมเลกุลของอากาศเทียบกับลักษณะของคลื่น

 

ดังนั้น การสั่นสะเทือนของแหล่งกำเนิดเสียงจากช่วงการอัดถึงช่วงการขยาย จึงเปรียบได้กับการเคลื่อนที่ครบหนึ่งรอบ (cycle) ของคลื่น ซึ่งจำนวนรอบในเวลาหนึ่งวินาทีนี้หมายถึงความถี่ (frequency) ของคลื่นเสียง มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์ (Hz) หรือรอบต่อวินาที (cps) และนอกจากนี้จำนวนโมเลกุลของอากาศที่เคลื่อนที่ทั้งในช่วงการอัดและช่วงการขยายของโมเลกุลของอากาศ ยังหมายถึงแอมพลิจูด (amplitude) ของคลื่นเสียงด้วย เช่นถ้าจำนวนโมเลกุลของคลื่นเสียงที่หนึ่ง น้อยกว่าของคลื่นเสียงที่สอง ยอดคลื่นของเสียงที่หนึ่ง ย่อมจะต่ำกว่ายอดคลื่นของเสียงที่สอง ซึ่งทำให้แอมพลิจูดของเสียงที่หนึ่ง ต่ำกว่าแอมพลิจูดของเสียงที่สอง เป็นต้น รูปที่ 6 แสดงจำนวนโมเลกุลของอากาศกับแอมพลิจูดของคลื่นเสียง

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


รูปที่ 6 จำนวนโมเลกุลของอากาศกับแอมพลิจูดของคลื่นเสียง

 

เมื่อพิจารณาจากภาพดังกล่าวจะเห็นได้ว่าเสียงเป็นคลื่นตามยาว (longitudinal wave) เนื่องจากโมเลกุลของอากาศเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวกันกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียง คลื่นเสียงจะเคลื่อนที่ออกห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงมีลักษณะคล้ายกับคลื่นที่เกิดขึ้นเมื่อโยนก้อนหินลงในน้ำ รูปคลื่นที่ใช้แทนคลื่นเสียงจากรูปที่ 5 และ 6 นั้นเป็นรูปคลื่นไซน์ ประกอบด้วยพลังงานที่มีเพียงความถี่เดียว จึงเรียกว่าเสียงบริสุทธิ์ (pure tones) ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว เสียงที่มนุษย์ได้ยินมิใช่ในรูปของเสียงบริสุทธิ์ แต่อยู่ในรูปของคลื่นความถี่ต่างๆผสมกัน เพราะเสียงที่มนุษย์สามารถได้ยิน เกิดจากแหล่งกำเนิดเสียงที่มีการสั่นในหลายลักษณะหรือมีหลายความถี่รวมกัน ทำให้รูปคลื่นที่เกิดขึ้นมีความซับซ้อนมากกว่าคลื่นรูปไซน์ (Rumsey and McCormick, 1994)

 

แหล่งกำเนิดเสียง

เสียงที่มนุษย์ได้ยินนั้นมีอยู่มากมาย อาจเกิดจากมนุษย์เองหรือเกิดจากสิ่งแวดล้อม เสียงที่เกิดจากมนุษย์มีทั้งที่เป็นเสียงพูด ไม่เป็นเสียงพูด บ้างก็เป็นเสียงที่สื่อความหมาย บ้างก็ไม่ได้สื่อความหมายใดๆ เสียงพูดของมนุษย์เริ่มต้นจากการหดตัวของกล้ามเนื้อหน้าอก ซึ่งเป็นผลของอากาศจากปอดที่ดันขึ้นมา ผ่านไปยังคู่สายเสียง (vocal cords) ที่อยู่ภายในกล่องเสียง (larynx) ทำให้มีการสั่นสะเทือนที่บริเวณดังกล่าว เกิดเป็นเสียงที่ออกมาจากลำคอ แล้วใช้อวัยวะในช่องปากปรับให้กลายเป็นเสียงพูด ได้แก่เสียงพูดทั้งพยัญชนะและสระรวมทั้งเสียงร้องเพลง ส่วนเสียงที่ไม่ใช่เสียงพูดอาจยกตัวอย่างได้ เช่น เสียงถอนหายใจ เสียงผิวปาก เป็นต้น (Kinsler, Frey, Coppens, and Sanders, 1982) และถ้าพิจารณาถึงรูปคลื่นที่เกิดขึ้นเมื่อแหล่งกำเนิดเสียงมีการสั่นสะเทือน แหล่งกำเนิดเสียงที่ให้รูปคลื่นที่มีความซับซ้อนมากและมีลักษณะไม่เป็นระเบียบ (random) เสียงที่เกิดขึ้นนี้จะถูกเรียกว่าเสียงรบกวน (noise) (Rumsey and McCormick, 1994) ซึ่งให้ความรู้สึกไม่น่าฟังและไม่มีความหมาย เสียงดนตรีเป็นเสียงอีกชนิดหนึ่งที่มนุษย์ให้ความสนใจศึกษารายละเอียด เสียงที่ถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องดนตรีส่วนมากเกิดจากการสั่นเชิงกลของตัวสั่น (oscillator) ที่ได้รับการกระตุ้นในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง เช่น ดีด สี ตี เป่า เป็นต้น ส่งผลให้ส่วนต่างๆของเครื่องดนตรีสั่น เสียงดนตรีจึงเกิดขึ้นจากการสั่นของส่วนประกอบทั้งหมดที่รวมกันเป็นเครื่องดนตรี สำหรับเครื่องดนตรีประเภทเครื่องเป่า เช่น ขลุ่ยทั้งของฝรั่งและของไทย การสั่นของลำอากาศในการเกิดเสียงเป็นการสั่นตามยาว กล่าวคือ เมื่อเป่าลมเข้าไปในช่องว่างที่อยู่ภายในกระบอก โมเลกุลของอากาศที่อยู่ภายในจะเคลื่อนที่กลับไปกลับมาตามความยาวของกระบอกเกิดเป็นเสียงขึ้น เสียงดังกล่าวหากเราวัดรูปคลื่นได้ พบว่ามีลักษณะของรูปคลื่นใกล้เคียงกับรูปคลื่นไซน์ และการเปลี่ยนระดับเสียงของเครื่องดนตรีชนิดนี้ยังสามารถทำได้โดย การเปลี่ยนแปลงความยาวของลำอากาศ (Cannon, 1967) ด้วยวิธีปิดเปิดนิ้วมือของผู้เล่นเครื่องดนตรีนั้น

เนื่องจากเสียงที่มนุษย์ได้ยินมาจากแหล่งกำเนิดเสียงที่มีหลายความถี่รวมกัน คุณภาพของเสียงจึงขึ้นอยู่กับความเข้มของความถี่เหล่านี้ ในทางฟิสิกส์คุณภาพของเสียงจะขึ้นอยู่กับสเปกตรัมที่เกิดขึ้น แต่สำหรับในทางดนตรีนั้น คุณภาพของเสียงจะเรียกว่าทิมเบรอะ (timbre) (Zitzewitz, Neff, and Davids, 1995) หรือน้ำเสียง (tone color) ซึ่งหมายถึงคุณลักษณะเฉพาะของเสียง ตัวอย่างเช่น นำเครื่องดนตรีชนิดต่างๆมาเล่นโน้ตตัวเดียวกันด้วยความดังเท่ากัน จะพบว่าเสียงที่ได้ยินจากเครื่องดนตรีแต่ละชนิดไม่เหมือนกันเป็นต้น (บริษัท รีดเดอร์ส ไดเจสท์ (ประเทศไทย) จำกัด, 2541)

 

หูและการได้ยิน

มนุษย์มีหูเป็นอวัยวะในการรับฟังเสียง เสียงที่มนุษย์สามารถได้ยินนั้น มีความถี่ในช่วงประมาณ 20 Hz ถึง 20,000 Hz หูประกอบด้วย 3 ส่วนคือ หูชั้นนอก (external ear) หูชั้นกลาง (middle ear) และ หูชั้นใน (inner ear) รูปที่ 7 แสดงส่วนประกอบของหู จะเห็นว่าหูชั้นนอกประกอบด้วยใบหูและช่องหู (หรือรูหู) เมื่อเสียงเดินทางจากแหล่งกำเนิดมาถึงหู ใบหูจะทำหน้าที่เป็นเหมือนกรวยนำเสียงส่งเข้าไปยังช่องหู ซึ่งมีลักษณะลาดขึ้นเล็กน้อย

 

 

 

 

 

 

 

 


M

 

ช่องหู (Ear canal)

 

S

 

คอเคลีย (Cochlea)

 

แก้วหู

(Eardrum)

 

ท่อยูสเตเชียน

(Eustachian tube)

 

M หมายถึง กระดูกรูปค้อน (Malleus)

I หมายถึง กระดูกรูปทั่ง (Incus)

S หมายถึง กระดูกรูปโกลน (Stapes)

 
 

 

 

 

 

 

 


รูปที่ 7 ส่วนประกอบของหู+

+ หมายเหตุ จาก ตำราโสต นาสิก ลาริงซ์วิทยา (หน้า 2), โดย ชัย อยู่สวัสดิ์, 2540, กรุงเทพมหานคร :โฮลิสติก พับลิชชิ่ง.

 

ที่ส่วนปลายของช่องหูนี้ จะติดกับเยื่อแก้วหู (tympanic membrane) หรือแก้วหู (eardrum) ที่กั้นแบ่งหูชั้นนอกและหูชั้นกลาง หูชั้นกลางมีลักษณะกลวงและมีขนาดเล็กมาก ภายในประกอบด้วยกระดูกสามชิ้นที่อยู่ติดกัน คือกระดูกรูปค้อน (malleus หรือ hammer) กระดูกรูปทั่ง (incus หรือ anvil) และกระดูกรูปโกลน (stapes หรือ stirrup) เมื่อคลื่นเสียงตกกระทบแก้วหู จึงเกิดแรงตึงผิวขึ้นทำให้แก้วหูสั่นสะเทือน ส่งผลให้กระดูกทั้งสามชิ้นสั่นสะเทือนตามไปด้วย ซึ่งเป็นการส่งผ่านพลังงานต่อกันไปยังหูชั้นใน และขณะที่เกิดการสั่นของกระดูกทั้งสามชิ้น ความดันอากาศภายในหูจะเพิ่มมากขึ้น จึงต้องอาศัยท่อยูสเตเชียน (Eustachian tube) ปรับให้ความดันอากาศเท่ากับภายนอกหู ท่อยูสเตเชียนนี้เชื่อมต่ออยู่ระหว่างหูกับคอส่วนบน ถัดจากหูชั้นกลางเข้าไปเป็นหูชั้นใน ซึ่งมีทั้งอวัยวะรับเสียงและอวัยวะที่เกี่ยวกับการทรงตัว คอเคลีย (cochlea) เป็นอวัยวะรับเสียงที่มีขนาดเล็กมาก มีรูปร่างเหมือนหอยโข่งประกอบด้วยเซลล์รับความรู้สึก (sensory cell) จำนวนมากทำหน้าที่เปลี่ยนคลื่นเสียงเป็นกระแสประสาท โดยคลื่นเสียงความถี่ต่ำ จะกระตุ้นเซลล์ที่อยู่ด้านในสุดของคอเคลีย และคลื่นเสียงความถี่สูงจะกระตุ้นเซลล์ที่อยู่ทางด้านนอก เมื่อได้รับการกระตุ้น เซลล์รับความรู้สึกนี้จะเปลี่ยนพลังงานให้เป็นกระแสประสาท แล้วส่งผ่านโสตประสาทไปยังสมอง สมองจะทำหน้าที่แปลความหมายของเสียงที่ได้ยินว่าเป็นเสียงอะไร (บริษัท รีดเดอร์ส ไดเจสท์ (ประเทศไทย) จำกัด, 2541)

เมื่อพิจารณาส่วนประกอบและหน้าที่ของหู ตามที่ได้อธิบายไปแล้วนั้น สามารถเปรียบเทียบได้ว่า หูชั้นนอกทำหน้าที่เสมือนอุปกรณ์รวบรวมสัญญาณ ส่งต่อไปยังหูชั้นกลางซึ่งทำหน้าที่ขยายสัญญาณแล้วส่งต่อไปยังหูชั้นใน ซึ่งทำหน้าที่เสมือนเป็นตัววิเคราะห์สเปกตรัม (spectrum analyzer) จากนั้นส่งข้อมูลไปยังสมองเพื่อประมวลผล ดังนั้นมนุษย์จึงได้ยินและรับรู้ลักษณะของเสียงด้วยความทุ้มแหลมของเสียงหรือพิตช์ (pitch) และความดัง (loudness) แทนที่จะเป็นความถี่และแอมพลิจูดของคลื่นเสียง ซึ่งระดับเสียงทุ้มต่ำหมายถึงคลื่นเสียงที่มีความถี่ต่ำ และระดับเสียงแหลมสูงหมายถึงคลื่นเสียงที่มีความถี่สูง ส่วนความดังนั้นจะขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของคลื่นเสียง

 

ไมโครโฟน

เมื่อต้องการนำเสียงที่ได้ยินมาทำการวิเคราะห์หรือขยายความดัง อุปกรณ์สำคัญซึ่งทำหน้าที่ในการรับพลังงานเสียง และแปลงเสียงให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้าคือไมโครโฟน แอมพลิจูดของสัญญาณทางไฟฟ้าที่ได้จากไมโครโฟนเป็นสัดส่วนกับแอมพลิจูดของคลื่นเสียงที่ผ่านเข้ามา และยังขึ้นอยู่กับความสามารถของไมโครโฟนอีกด้วย ในกรณีที่ไมโครโฟนสามารถแปลงคลื่นเสียง ให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้าได้ทั้งหมด แอมพลิจูดของสัญญาณทางไฟฟ้าจะมีความสูงเท่ากันกับแอมพลิจูดของคลื่นเสียง รูปที่ 8 แสดงตัวอย่างการแปลงสัญญาณของไมโครโฟนในกรณีนี้

 

 

 

 

 

 


 

 

รูปที่ 8 การแปลงคลื่นเสียงให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้าของไมโครโฟน

 

ซึ่งจะเห็นว่าแอมพลิจูดของคลื่นเสียงได้รับการแปลงไปเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า กล่าวคือในช่วงการอัดของโมเลกุลของอากาศ ซึ่งมีแอมพลิจูดสูงสุดนั้น จะเกิดแรงดันบวกของสัญญาณทางไฟฟ้าขึ้น และในช่วงการขยายของโมเลกุลของอากาศ ซึ่งมีแอมพลิจูดต่ำสุด จะเกิดแรงดันลบของสัญญาณทางไฟฟ้า (Rumsey and McCormick, 1994)

ความสามารถของไมโครโฟน

ความสามารถของไมโครโฟนอาจพิจารณาได้จากลักษณะสมบัติที่สำคัญดังต่อไปนี้

1. ความไว (sensitivity) คือ ค่าอัตราส่วนของแรงดันเอาต์พุตที่เกิดจากไมโครโฟนเทียบกับความดันเสียงที่เข้ามา มีหน่วยเป็นโวลต์ต่อปาสคาล (V/Pa) และอาจแสดงในหน่วยเดซิเบล (dB) ก็ได้ ซึ่งไมโครโฟนที่ดีควรมีค่าความไวสูง

2. พิสัยพลวัต (dynamic range) คือ พิสัยการวัดของไมโครโฟนซึ่งถูกจำกัดการวัดที่ระดับต่ำสุด ด้วยสัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ (electronic noise) ของ ไมโครโฟน (สัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ คือ เอาต์พุตที่เกิดขึ้นแม้ไม่มีความดันเสียงเข้ามายังไมโครโฟนเลย) และถูกจำกัดการวัดที่ระดับสูงสุดด้วยความไม่เป็นเชิงเส้นของไมโครโฟน และการเพี้ยนของรูปคลื่น (Smith and Peters, 1996) พิสัยพลวัตอาจแสดงได้ดังรูปที่ 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 


รูปที่ 9 พิสัยพลวัตและผลตอบสนองทางความถี่ของไมโครโฟน

 

3. ผลตอบสนองทางความถี่ (frequency response) ของไมโครโฟน คือค่าความไวเทียบกับความถี่ ในทางอุดมคติ ไมโครโฟนควรจะมีค่าความไวเท่ากันตลอดทุกความถี่ หรือมีผลตอบสนองทางความถี่ที่แบนราบ (flat) แต่ในทางปฏิบัติจริงนั้นพบว่า ผลตอบสนองทางความถี่ เพียงแต่ค่อนข้างแบนราบเท่านั้น ในช่วงระหว่างขีดจำกัดความถี่บนและล่าง และผลตอบสนองจะลดลงอย่างรวดเร็วที่ขีดจำกัดความถี่บนและล่าง (Smith and Peters, 1996) ดังที่แสดงในรูปที่ 9

ชนิดของไมโครโฟน

ไมโครโฟนสามารถแบ่งได้ตามชนิดของวัสดุที่ใช้ ดังนี้

1. ไมโครโฟนที่ค่าความจุแปรผันได้ (variable-capacitance microphone) ประกอบด้วยแผ่นโลหะขนาดเล็ก 2 แผ่น วางขนานกัน แผ่นหนึ่งสามารถเคลื่อนที่ตามการเปลี่ยนแปลงของความดันเสียงส่วนอีกแผ่นหนึ่งอยู่กับที่ การเปลี่ยนแปลงของค่าความจุที่เกิดจากความดันเสียง จะถูกแปลงไปเป็นค่าแรงดันที่เปลี่ยนแปลงระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง (Smith and Peters, 1996) เรียกไมโครโฟนชนิดนี้ว่า คอนเดนเซอร์ไมโครโฟน (condenser microphone) หรือในบางครั้งอาจเรียกว่า อิเล็กโตรสแตติกไมโครโฟน (electrostatic microphone) (Noll, 1995) คอนเดนเซอร์ไมโครโฟนสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าตามสัญญาณเสียงที่ผ่านเข้ามาได้แม่นยำมาก แต่มีข้อเสียคือต้องการแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงจากภายนอกเพื่อรักษาให้ค่าประจุไฟฟ้าระหว่างแผ่นโลหะทั้งสองคงที่ (Noll, 1995) และไม่สามารถทนต่อสภาพอากาศชื้นได้ดีนัก (Smith and Peters, 1996)

2. อิเล็กเทรดไมโครโฟน (electret microphone) ได้รับการพัฒนาขึ้นจากคอนเดนเซอร์ไมโครโฟน โดยใช้แผ่นพอลิเมอร์บางๆเคลือบบนพื้นผิวด้านหนึ่งของแผ่นโลหะ พอลิเมอร์จะทำให้ประจุไฟฟ้ายังคงอยู่บนแผ่นโลหะทั้งสอง จึงไม่ต้องการแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงเหมือนคอนเดนเซอร์ไมโครโฟน และยังทนทานต่อสภาพอากาศชื้นได้ดี จากคุณสมบัติดังกล่าวทำให้อิเล็กเทรดไมโครโฟนเป็นที่นิยมใช้กันมากในการวัดและบันทึกเสียง (Smith and Peters, 1996)

3. พิโซอิเล็กตริกไมโครโฟน (piezoelectric microphone) ประกอบด้วยวัสดุพิโซอิเล็กตริก ได้แก่ ผลึก (crystal) และเซรามิก (ceramic) ต่ออยู่กับแผ่นโลหะบางๆ เมื่อความดันเสียงกระทบกับแผ่นโลหะ วัสดุพิโซอิเล็กตริกจะเกิดความเค้น (stress) ขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของแผ่นโลหะซึ่งความเค้นนี้จะเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้า เรียกไมโครโฟนชนิดนี้ว่า คริสตอลไมโครโฟน (crystal microphone) หรือเซรามิกไมโครโฟน (ceramic microphone) ตามวัสดุที่ใช้ (Noll, 1995) พิโซอิเล็กตริกไมโครโฟนมีราคาถูกกว่าทั้งคอนเดนเซอร์ไมโครโฟน และอิเล็กเทรดไมโครโฟน แต่มีข้อด้อยตรงที่วัสดุพิโซอิเล็กตริกจะเปลี่ยนไปตามอายุการใช้งาน และพิโซอิเล็กตริกไมโครโฟนยังมีผลตอบสนองทางความถี่ไม่ค่อยดีนัก (Smith and Peters, 1996)

 

ฉะนั้นการเลือกไมโครโฟนเพื่อนำไปใช้ให้เหมาะกับการวัดต่างๆ ควรพิจารณาก่อนว่าสัญญาณที่จะทำการวัดมีความถี่อยู่ในช่วงใด จากนั้นจึงเลือกไมโครโฟนที่มีผลตอบสนองทางความถี่ใกล้เคียงกับช่วงดังกล่าว และหากสามารถทำได้ ควรทำการปรับเทียบไมโครโฟน ในงานวิจัยนี้ใช้ไมโครโฟนแบบอิเล็กเทรด ซึ่งมีค่าความไว 52 dB และมีผลตอบสนองทางความถี่ในช่วง 50 Hz ถึง 18,000 Hz เพราะเนื่องจากสัญญาณเสียงดนตรีที่จะทำการวัด มีความถี่อยู่ในช่วงประมาณ 200 Hz ถึง 2,000 Hz และมีลักษณะสมบัติใกล้เคียงกับไมโครโฟนที่สืบค้นได้ว่า เหมาะสำหรับใช้วัดเสียงดนตรีประเภทเครื่องลมไม้ (woodwind instrument) ซึ่งมี ค่าความไว 62 dB และมีผลตอบสนองทางความถี่ในช่วง 40 Hz ถึง 16,000 Hz (RS Components Ltd., www, 2001) แต่ที่ไม่สามารถใช้ไมโครโฟนชนิดนี้ได้ เนื่องจากมีราคาสูงมาก