Hướng dẫn mua bộ xử lý DSP âm thanh trên xe hơi

Khi nói đến việc đạt được hiệu suất hệ thống âm thanh trung thực, gần như không thể làm cho hệ thống âm thanh xe hơi phát ra âm thanh tốt nhất nếu không có bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số được hiệu chỉnh phù hợp.

Bù đắp cho các vị trí đặt loa kém lý tưởng và phản xạ âm thanh từ vô số bề mặt cứng trong xe là điều mà các nhà sản xuất xe và nhà cung cấp âm thanh của họ đã làm từ cuối những năm 90. Trong các ứng dụng được cài đặt tại nhà máy đó, việc xử lý tín hiệu làm cho âm thanh loa ô tô giá rẻ có thể chấp nhận được. Trong các hệ thống hậu mãi, một kỹ thuật viên lành nghề có thể tạo ra âm thanh tuyệt vời cho một bộ loa tốt. Chúng ta hãy xem xét kỹ các bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP) và giải thích các tính năng chính của chúng.

Tại sao Hệ thống âm thanh nổi trên ô tô của tôi cần một bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số?

Tại các địa điểm như rạp chiếu phim, phòng hòa nhạc, sân vận động, đấu trường, nhà thờ và câu lạc bộ, các kỹ thuật viên thiết kế và lắp đặt hệ thống âm thanh biết rằng hiệu chuẩn hệ thống thích hợp là điều cơ bản để mang lại âm thanh tuyệt vời và độ tin cậy của hệ thống. Các mục tiêu giống nhau đối với hệ thống âm thanh trên xe hơi: cung cấp phản ứng tần số mượt mà và trình bày trung thực đồng thời đảm bảo rằng hệ thống có thể phát ở mức âm lượng thích hợp mà không làm hỏng loa.

Để đạt được những mục tiêu này, hệ thống âm thanh di động yêu cầu một số thành phần xử lý tín hiệu quan trọng – chủ yếu là bộ phân tần và bộ cân bằng. Crossover analog và bộ cân bằng đã có sẵn dưới dạng các tùy chọn độc lập kể từ cuối những năm 70. Phải đến khi giá thành của các mạch tích hợp xử lý tín hiệu kỹ thuật số (IC) giảm xuống, chúng mới trở nên phổ biến trong các hệ thống âm thanh trên xe hơi.

Ngay cả DSP cơ bản nhất cũng bao gồm các bộ phân tần có thể điều chỉnh, ít nhất nửa tá dải cân bằng trên mỗi kênh, khả năng trễ tín hiệu và điều khiển mức đầu ra có thể điều chỉnh cho mỗi kênh.

Những gì cần tìm trong một DSP

Mua một bộ DSP xử lý âm thanh xe hơi thậm chí còn khó hơn tìm một bộ khuếch đại . Tệ hơn nữa, việc cài đặt và hiệu chuẩn thành công một thiết bị phụ thuộc vào khả năng hiểu cơ chế của quá trình hiệu chuẩn và giao diện máy tính do nhà sản xuất bộ xử lý cung cấp. Một số bộ xử lý phức tạp nhất có rất nhiều tính năng nên có thể khó định tuyến, lọc và cân bằng tín hiệu đúng cách nếu không có đủ kinh nghiệm. Do đó, điều quan trọng là phải mua kiểu dáng và kiểu dáng của bộ xử lý mà người làm việc trên xe của bạn quen thuộc.

Khi bạn cảm thấy thoải mái khi kỹ thuật viên làm việc trên ô tô hoặc xe tải của bạn hiểu bộ xử lý, bạn có thể bắt đầu xem xét các tính năng như số kênh, khả năng xử lý và tùy chọn nguồn.

Điều cần thiết là phải có đủ số lượng kênh cho hệ thống bạn muốn cài đặt. Nếu bạn định chạy một bộ loa ở cửa trước, bộ thứ hai ở cửa sau và một loa siêu trầm, thì bạn sẽ cần ít nhất năm kênh xử lý. Nếu bạn nâng cấp hệ thống với các loa thành phần ở phía trước và dành một bộ kênh khuếch đại cho loa tweeter, bạn sẽ cần thêm hai kênh nữa. Nếu bạn muốn các trình điều khiển midbass và midbass riêng biệt, đó là hai kênh xử lý khác. Trong nhiều năm, các bộ vi xử lý với tám đầu vào và đầu ra là phổ biến. Audison bit One là một trong những bộ vi xử lý giá cả phải chăng đầu tiên trên thị trường. AudioControl và Mosconi đã nâng tầm mọi thứ với các giải pháp 10 và 12 kênh, và Helix đã gia nhập Mosconi với bộ xử lý 12 kênh.

Có nhiều kênh thường đi kèm với giả định rằng tín hiệu từ bất kỳ đầu vào nào có thể được kết hợp với bất kỳ tín hiệu nào khác và được chuyển đến bất kỳ đầu ra nào. Mặc dù thường đúng, nhưng điều này không phải lúc nào cũng đúng. Một số bộ xử lý sử dụng nhiều IC và tín hiệu âm thanh không phải lúc nào cũng được định tuyến ngẫu nhiên. Đảm bảo rằng chuyên gia sản phẩm thiết kế hệ thống âm thanh của bạn chắc chắn có đủ đầu vào và đầu ra và tín hiệu có thể được định tuyến đúng cách để đạt được mục tiêu thiết kế hệ thống của bạn.

Tùy chọn đầu vào tín hiệu

Trước khi đi sâu vào các tính năng xử lý, chúng ta nên xem xét một số tùy chọn đầu vào tín hiệu. Khi chúng ta nói về đầu vào, chúng ta sẽ xem xét các cách khác nhau để cấp tín hiệu âm thanh vào DSP. Phổ biến nhất, không có gì đáng ngạc nhiên, là thông qua một đầu vào preamp analog sử dụng đầu nối RCA . Các đầu vào này sẽ cho phép trình cài đặt của bạn kết nối bộ xử lý với đầu ra của đài hậu mãi .

Một điều cuối cùng cần nói về đầu vào mức loa là cách bộ xử lý đối phó với bộ khuếch đại OEM sử dụng thiết kế Class-D. Trong hầu hết các trường hợp, các bộ khuếch đại này có mạng lọc trên các đầu nối loa được thiết kế rõ ràng để hoạt động với trở kháng loa đã chọn. Nếu tải loa bị loại bỏ, các mạch lọc sẽ không hoạt động như dự kiến, và nhiễu và biến dạng được thêm vào tín hiệu. Ngoài ra, một số bộ khuếch đại (và radio) có các mạch sẽ vô hiệu hóa hệ thống nếu không phát hiện thấy tải loa. Một số nhà sản xuất bộ xử lý đã bao gồm các mạch tạo tải có thể đơn giản hóa quá trình tích hợp. Khi mua sắm, hãy nhớ rằng có sự khác biệt giữa tải trở kháng thấp ở trạng thái ổn định như bạn tìm thấy từ điện trở và tải tạm thời hiện có để khởi động hệ thống và hoạt động.

Về các đầu vào thông thường khác, các kết nối kỹ thuật số thông qua cáp quang TOSLINK rất phổ biến. Các bộ xử lý tích hợp như dòng Zen của Nav-TV và PAC AmpPRO cung cấp đầu ra kỹ thuật số âm thanh nổi. TOSLINK là tuyệt vời vì nó không bị nhiễu. Hạn chế là bạn chỉ có một cặp kênh. Nếu bạn muốn điều khiển fader trên radio hoạt động, bạn cần một giải pháp với nhiều đầu vào và đầu ra kỹ thuật số – một thứ hiện chưa tồn tại.

Cuối cùng, chúng tôi có các tùy chọn phát trực tuyến âm thanh Bluetooth cho phép bạn ghép nối trực tiếp điện thoại thông minh của mình với bộ xử lý để phát nhạc. Trong hầu hết các trường hợp, các mô-đun này là phụ kiện tùy chọn có thể được thêm vào bộ xử lý.

Tùy chọn tích hợp hệ thống âm thanh

Nếu bạn đã nâng cấp hệ thống âm thanh với DSP, thì việc đảm bảo mọi thứ hoạt động như thể nó xuất xưởng là rất quan trọng đối với chức năng lâu dài của hệ thống âm thanh. Các công ty như ARC Audio , AudioControl và Audison đã hợp tác với iDatalink để hỗ trợ giao diện thay thế bộ khuếch đại Maestro AR. Sử dụng giao diện Maestro AR cho phép bộ xử lý thực hiện các lệnh kỹ thuật số (như điều chỉnh âm lượng) từ radio. Ngoài các chức năng điều khiển âm lượng cơ bản, các giải pháp này có thể lập bản đồ lời nhắc điều hướng, chuông cảnh báo và các âm thanh khác một cách chính xác và ở mức độ phù hợp.

Một thứ khác mà bạn sẽ muốn đảm bảo rằng nó tồn tại là một cách để bật bộ xử lý tự động nếu nó được kết nối với hệ thống âm thanh được cài đặt tại nhà máy. Hầu hết các bộ xử lý tốt đều có mạch phát hiện tín hiệu âm thanh hoặc điện áp đầu ra DC từ bộ khuếch đại BTL để tự động bật thiết bị. Sau khi bắt đầu, phần lớn các bộ xử lý này cung cấp một đầu ra để kích hoạt các bộ khuếch đại của hệ thống.

Các tùy chọn điều chỉnh và điều khiển từ xa

Một điều khác cần xem xét khi chọn một bộ xử lý là khả năng thực hiện các thay đổi đối với hệ thống trong khi lái xe. Các bộ xử lý thường có sẵn hỗ trợ điều khiển mức từ xa , mô-đun điều khiển từ xa được vi tính hóa hoặc trong một số trường hợp là cả hai. Nhiều giải pháp trong số này cho phép trình điều khiển thay đổi cài đặt trước hoặc điều chỉnh mức loa siêu trầm, loa sau hoặc kênh trung tâm. Một số điều khiển từ xa nâng cao hơn cũng cho phép người dùng thực hiện các điều chỉnh hiệu chuẩn, mặc dù kỹ thuật viên cài đặt có thể khóa chức năng đó.

Tùy chọn xử lý đầu vào

Nếu bạn có kế hoạch sử dụng nhiều nguồn với bộ xử lý của mình, điều quan trọng là phải chọn một giải pháp bao gồm xử lý cho giai đoạn đầu vào. Các tùy chọn cân bằng , bù bộ lọc tất cả thông qua và căn chỉnh thời gian là cần thiết để đảm bảo rằng các tín hiệu đi qua giai đoạn trộn, lọc và cân bằng là phẳng về đáp ứng tần số và nhất quán từ góc độ thời gian và giai đoạn. Nếu không có những tính năng này, âm thanh từ Bluetooth hoặc nguồn đầu vào phụ sẽ không giống như radio của bạn.

Kiểm soát chéo

Tuy có vẻ đơn giản nhưng độ dốc và kiểu bộ phân tần được sử dụng rất quan trọng đối với cả tuổi thọ và chất lượng của hệ thống âm thanh của bạn. Trong hầu hết mọi trường hợp, bộ phân tần được sử dụng để bảo vệ loa và đôi khi là loa siêu trầm khỏi bị hư hại vì di chuyển quá mức. Về mặt logic, một loa tweeter không được thiết kế với hệ thống treo có thể xử lý các tần số tầm trung. Tương tự như vậy, một dải âm trung nhỏ sẽ không thích thú với thông tin về âm trầm tần số thấp. Ở đầu kia của dải tần, việc đảm bảo rằng kỹ thuật viên hiệu chỉnh hệ thống sử dụng loại bộ lọc thích hợp là rất quan trọng đối với cách âm thanh đầu ra của hai trình điều khiển hoạt động trong dải tần số liền kề. Trong hầu hết các trường hợp, công nghệ của bạn sẽ muốn sử dụng căn chỉnh bộ lọc Linkwitz-Riley, nhưng nhiều DSP cũng bao gồm tùy chọn Butterworth, Bessel, Chebyshev và biến-Q.

Tùy chọn cân bằng

Hai loại bộ cân bằng thường được sử dụng trong các ứng dụng âm thanh xe hơi: đồ họa và tham số. Một EQ đồ họa cung cấp một số băng tần, thường là 30, trong đó mỗi băng tần được tập trung ở một tần số cụ thể và hoạt động trên một băng thông hoặc dải tần cố định. Kỹ thuật viên có thể thêm hoặc bớt (tăng hoặc cắt) các tần số đó bằng cách sử dụng điều chỉnh để bù cho các hiện tượng cộng hưởng và hủy âm thanh trong hệ thống âm thanh.

Loại bộ cân bằng thứ hai được gọi là tham số. Trong EQ tham số, kỹ thuật viên có thể thay đổi tần số của từng băng tần của bộ cân bằng cùng với phạm vi tần số mà EQ điều chỉnh. Điều chỉnh sau này được gọi là Q của bộ lọc. Trong những cách triển khai này, kỹ thuật viên có thể sử dụng thông tin được cung cấp bởi RTA của anh ấy để trau dồi về các dải tần số cụ thể cần điều chỉnh.

Hiệu chuẩn là chính xác nhất nếu kỹ thuật viên có thể nhập tần số bộ lọc, số lượng cắt hoặc tăng, và nếu có, Q của bộ lọc theo cách thủ công thay vì phải trượt các biểu tượng xung quanh trên biểu đồ.

Bộ lọc tất cả thông qua để hiệu chuẩn hai chỗ ngồi

Một lựa chọn đã trở nên phổ biến hơn trong vài năm gần đây là kỹ thuật viên tạo ra thứ được gọi là hiệu chỉnh hoặc điều chỉnh hai chỗ ngồi. Trước đây, các hệ thống âm thanh trên xe hơi sử dụng bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số được định cấu hình với độ trễ tín hiệu giúp điều chỉnh đầu ra của mỗi loa với vị trí của trình điều khiển. Kết quả, khi kết hợp với cân bằng thích hợp, là một âm trường chính xác ấn tượng. Điểm hạn chế là hiệu chỉnh này chỉ phát ra âm thanh ngay từ ghế lái. Phần còn lại của các vị trí chỗ ngồi không có âm trường rõ ràng và đáp ứng tần số trung bình.

Khi thị trường hậu mãi học hỏi từ các công ty như Bose và Harman International (công ty đứng sau hệ thống âm thanh JBL, Lexicon, Mark Levinson, Revel, Harman Kardon và AKG OEM), nhiều kỹ thuật viên đang cung cấp cho khách hàng của họ các hiệu chuẩn hai chỗ ngồi mà hệ thống âm thanh mang lại hiệu quả tốt cân bằng âm sắc và hình ảnh cho cả hai ghế trước. Để thực hiện thành công các hiệu chuẩn này, DSP cần có một tính năng cho phép bổ sung các bộ lọc tất cả các thông số. Các công ty như ARC Audio, JL Audio (trong các bộ khuếch đại được trang bị VXi-Series DSP), Mosconi và Helix bao gồm các điều khoản bổ sung các bộ lọc này để cải thiện đáp ứng tần số và độ chân thực của hiệu chuẩn hai chỗ ngồi.

Kiểm soát mức đầu ra

Để kỹ thuật viên có thể hiệu chỉnh hệ thống âm thanh một cách chính xác, họ cần kiểm soát chính xác mức độ của mỗi đầu ra DSP. Do đó, cần phải điều chỉnh tốt để đảm bảo rằng mỗi loa trong hệ thống âm thanh cung cấp mức đóng góp chính xác cho hệ thống. Chọn bộ xử lý có độ phân giải ít nhất 0,1 dB trong phần điều chỉnh đầu ra.

Tùy chọn xử lý tín hiệu

Một số công ty đã thêm các tính năng xử lý tín hiệu chuyên dụng vào các giải pháp DSP của họ để khôi phục thông tin tần số cao hoặc thấp bị mất hoặc tạo đầu ra kênh trung tâm. Được sử dụng một cách thích hợp và thận trọng với thiết kế hệ thống phù hợp, những tính năng này có thể cải thiện hiệu suất của hệ thống âm thanh.

Đồng hồ đo mức và chỉ báo cắt

Khi áp dụng cân bằng cho tín hiệu âm thanh, luôn có khả năng việc tăng một số tần số nhất định có thể vượt quá một số giai đoạn đường dẫn âm thanh. Nhiều bộ xử lý bao gồm các chỉ báo cắt dựa trên phần mềm hoặc phần cứng cho phép kỹ thuật viên biết khi có quá nhiều điện áp. Các giải pháp tốt nhất cho phép kỹ thuật viên tối ưu hóa từng giai đoạn của đường dẫn tín hiệu bằng cách sử dụng các máy đo mức chuyên dụng để tối đa hóa tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu của toàn bộ quá trình hiệu chuẩn.

Khả năng tương thích độ phân giải cao

Một mốt khác gần đây trong ngành DSP là cung cấp hiệu suất tần số cao mở rộng tương thích với các tệp âm thanh có độ phân giải cao . Điều này có nghĩa là bộ xử lý có thể chấp nhận, xử lý và xuất ra các tần số âm thanh lên đến 44 kHz và hơn thế nữa. Sẽ luôn có tranh cãi về lợi ích của các định dạng âm thanh độ phân giải cao. Điều thú vị là khi xem xét kỹ các thông số kỹ thuật của nhiều IC DSP hiện có trên thị trường cho thấy tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu giảm khi băng thông được tăng lên để bao gồm âm thanh trên 22 kHz.

Xử lý hiệu chuẩn tự động

Nhiều bộ vi xử lý trên thị trường chào mời khả năng tự động loại bỏ cân bằng, độ trễ tín hiệu và thậm chí cả bộ lọc tất cả từ đầu ra của hệ thống âm thanh do nhà máy lắp đặt. Tương tự như vậy, một số thậm chí còn tuyên bố có thể điều chỉnh bộ cân bằng để đạt được đường cong phản hồi mục tiêu. Mặc dù cân bằng tự động có thể tiết kiệm thời gian, nhưng việc sử dụng các tính năng này vẫn cần sự đóng góp đáng kể của kỹ thuật viên làm việc trên xe. Micrô có thể không biết nguồn âm thanh. Do đó, có thể xảy ra sự cố với định tuyến tín hiệu dẫn đến phản hồi kém hơn lý tưởng. Các hệ thống này cũng không thể phát hiện hiện tượng méo tiếng do loa bị điều khiển quá mức hoặc cắt bộ khuếch đại. Phần lớn điều này phụ thuộc vào thiết kế hệ thống thích hợp và sự hiểu biết về cách thức hoạt động của bộ xử lý. Chức năng Auto-EQ có thể hữu ích để tiết kiệm vài phút trong quá trình hiệu chuẩn, nhưng chúng không thể thay thế cho việc hiểu cách thực hiện quy trình theo cách thủ công.

Thông số kỹ thuật sản phẩm thì sao?

Một điều quan trọng trong việc chọn bộ xử lý là chọn bộ xử lý có tác động tối thiểu đến tiếng ồn hoặc độ méo được thêm vào hệ thống. Về tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (S / N), bạn sẽ muốn chọn thứ gì đó có thông số kỹ thuật ít nhất là -100 dB (0,001%). Từ quan điểm méo hài tổng, các sản phẩm ở mức -90 dB (0,003%) trở lên sẽ được coi là khá tốt. Cuối cùng, bạn sẽ muốn loại bỏ nhiễu xuyên âm ít nhất -80 dB ở 1 kHz. Tất nhiên, có nhiều cách để các nhà sản xuất đo lường các thông số kỹ thuật này, vì vậy hãy ghi nhớ điều đó khi bạn so sánh các tùy chọn.

Chọn bộ xử lý phù hợp cho âm thanh nổi trên ô tô của bạn

Quay trở lại từ đầu, điều quan trọng nhất là bộ xử lý bạn chọn được kết hợp vào một hệ thống được thiết kế chính xác và quá trình hiệu chuẩn được thực hiện để đáp ứng mong đợi của bạn. Rất lâu trước khi bạn cần phải lo lắng về các tính năng và thông số kỹ thuật cụ thể của bộ xử lý, bạn cần có đủ điều kiện kỹ năng của người sẽ tích hợp nó vào hệ thống âm thanh của bạn. Bước cuối cùng này nên liên quan đến hệ thống kiểm âm mà họ đã làm việc để đảm bảo rằng cân bằng âm sắc, dàn dựng và hình ảnh phù hợp với sở thích nghe của bạn. Hãy ghé qua nhà bán lẻ phụ kiện di động đặc biệt tại địa phương của bạn ngay hôm nay để tìm hiểu về các tùy chọn bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số có sẵn để nâng cao trải nghiệm hệ thống âm thanh di động của bạn.