Hudbu dnes počúvame prakticky všade – doma, v práci, v slúchadlách aj v aute. Vo všetkých týchto zariadeniach sa čoraz častejšie stretávame s technológiou digitálneho spracovania signálu (DSP) bez toho, aby sme si to uvedomovali. DSP procesor sa stará o to, aby hudba znela čisto, vyvážene a prirodzene, a často aj s prispôsobením okolitému prostrediu. Práve v aute má DSP obrovský význam. Akustika vozidla je zložitá, továrenské systémy často umelo upravujú zvuk a bez pomoci DSP by nebolo možné dosiahnuť naozaj kvalitné počúvanie. Moderné DSP procesory preto prinášajú do áut to, čo bolo ešte pred pár rokmi nemysliteľné – možnosť mať pod kontrolou každý detail zvuku a prispôsobiť zvuk nielen poslucháčovi, ale aj interiéru konkrétneho automobilu.
DSP procesor – centrum riadenia, ktoré premení bežný signál na dokonale vyvážený zvuk.
Čo je to DSP procesor
DSP (Digital Signal Processor) je digitálny procesor, ktorý spracováva zvukové signály v reálnom čase. Prijíma digitálny alebo analógový signál z hlavnej jednotky, pomocou matematických algoritmov ho upraví a pošle ďalej do zosilňovačov a reproduktorov. Na rozdiel od klasického ekvalizéra, ktorý vie iba základné úpravy tónov, ponúka DSP úplnú kontrolu nad každým detailom reprodukcie – od precíznej ekvalizácie cez časové korekcie až po nastavenie výhybiek pre jednotlivé reproduktory.
Aby to bolo možné, DSP procesor kombinuje niekoľko kľúčových procesov. ADC (Analog-to-Digital Converter) prevádza analógový signál z autorádia alebo iného zdroja do digitálnej podoby, s ktorou je možné matematicky pracovať. Doslova mozgom celého systému je mikroprocesor, ktorý vykonáva zložité výpočty, filtruje, vyrovnáva a optimalizuje signál, a to v reálnom čase s minimálnym oneskorením. Na konci potom stojí DAC (Digital-to-Analog Converter), ktorý prevedie upravený digitálny signál späť do analógovej podoby, aby ho bolo možné zosilniť a poslať do reproduktorov.
Inými slovami, DSP procesor dokáže vziať bežný alebo továrensky upravený signál a pretvoriť ho do podoby, ktorá rešpektuje akustiku konkrétneho auta aj schopnosti použitých reproduktorov a ďalších komponentov. V rukách skúseného technika potom umožní vytvoriť verný, vyrovnaný zvuk s dokonale zladenou scénou, a to aj v akusticky náročnom prostredí automobilového interiéru.
DSP ako nevyhnutná súčasť každého kvalitného ozvučenia
Automobil je z hľadiska akustiky mimoriadne zložité prostredie, ktoré ešte v poslednom čase bolo z pohľadu kvalitného počúvania hudby skôr kompromisom. Reproduktory sú umiestnené v miestach, ktoré pre počúvanie hudby rozhodne nie sú ideálne – často sú zle smerované, umiestnené nízko vo dverách, asymetricky voči vodičovi a navyše v rôznych vzdialenostiach od uší poslucháča. Zvuk sa odráža od čelného skla, volantu, plastových obložení a ďalších prekážok, takže k poslucháčovi dorazí každý kanál inak oneskorený a skreslený.
Problém ešte zhoršujú samotné továrenské jednotky moderných vozidiel. Väčšina z nich má v sebe aktívne výhybky, pevne naprogramovanú ekvalizáciu alebo all-pass filtre, ktoré menia charakter signálu tak, aby slabé továrenské reproduktory hrali „pekne na prvé počúvanie“. Tieto zásahy však nemožno jednoducho vypnúť a akýkoľvek upgrade audia tým stráca veľkú časť svojho potenciálu.
S nástupom DSP procesorov sa ale situácia zásadne zmenila, pretože tie umožňujú mať zvuk v aute plne pod kontrolou – oneskoriť jednotlivé kanály tak, aby všetky zvuky dorazili do uší poslucháča súčasne, nastaviť presné výhybky aj fázy a korigovať továrenské úpravy signálu. Zrazu už auto nemusí byť kompromisom, ale naopak prostredím, kde je možné vďaka šikovnému spracovaniu signálu dosiahnuť počúvanie porovnateľné s kvalitnou domácou aparatúrou.
.JPG)
Helix DSP Pro – samostatný DSP procesor pre tých, ktorí chcú absolútnu kontrolu nad zvukom.
Hlavné funkcie DSP procesora
Sila DSP procesora spočíva predovšetkým v tom, že dokáže detailne ovplyvniť každý aspekt zvuku. Nejde len o úpravy basov alebo výšok, ale o komplexné nástroje, ktoré umožňujú zvuk v aute skutočne ovládnuť. Vďaka nim je možné eliminovať akustické problémy interiéru, správne rozdeliť prácu medzi jednotlivé reproduktory a vytvoriť prirodzenú zvukovú scénu priamo pred poslucháčom.
Ekvalizácia
Každý automobil má z pohľadu akustiky úplne odlišné podmienky, preto sa bez korekcií vždy objavia výrazné výkyvy v jednotlivých pásmach. Ekvalizácia v DSP umožňuje tieto špičky vyrovnať a tým dosiahnuť oveľa prirodzenejší zvuk. Základné DSP procesory majú obvykle k dispozícii 10pásmový ekvalizér a pokročilé modely až 31 pásiem pre každý kanál. Vďaka tomu je možné zvuk doladiť s vysokou presnosťou a priblížiť ho čo najviac lineárnemu ideálu.
Časové korekcie
V aute nikdy nesedíme uprostred medzi reproduktormi ako doma pri stereu. Najbližšie je väčšinou ľavý výškový a stredobasový reproduktor, zatiaľ čo pravý hrá z oveľa väčšej vzdialenosti, a zvuk preto dorazí do uší v inom čase. Do toho zadné reproduktory posielajú signál s veľkým oneskorením zozadu a výsledkom je roztrieštená, neprirodzená scéna. DSP procesor umožňuje každý kanál presne oneskorovať po milisekundách tak, aby všetky tóny dorazili súčasne. Zvuk sa tým „vyrovná“ a vznikne prirodzený hudobný obraz, ktorý pôsobí kompaktne a priestorovo.
Výhybky
Každý reproduktor je konštruovaný pre určité frekvenčné pásmo, pokiaľ ale dostane signál mimo svojej možnosti, zvuk sa skreslí alebo môže dôjsť aj k poškodeniu reproduktora. DSP procesor umožňuje nastaviť presné deliace frekvencie, strmosti aj typy filtrov, takže každý reproduktor prehráva len to, čo mu skutočne prislúcha. Veľkou prednosťou DSP je možnosť tzv. aktívneho zapojenia, kedy je každý reproduktor ovládaný samostatným zosilňovacím kanálom. Vďaka tomu je možné nastaviť výhybky individuálne pre každý menič a získať úplnú kontrolu nad celým pásmom.
Fáza
Zvuk z jednotlivých reproduktorov je tvorený vlnami, ktoré sa v priestore skladajú. Pokiaľ nie sú reproduktory správne sfázované, môžu sa v niektorých pásmach navzájom rušiť alebo naopak neprirodzene zosilňovať. Výsledkom je nevyrovnané a nepresné počúvanie. DSP procesor umožňuje fázu presne doladiť, aby sa všetky reproduktory dopĺňali a hrali ako jeden celok. Vďaka tomu hudba pôsobí plne, súdržne a prirodzene.
Okrem týchto hlavných funkcií ponúka DSP procesor aj ďalšie možnosti, ktoré zásadne rozširujú jeho potenciál. Patrí sem detailné nastavenie úrovní každého kanála, voľba rôznych typov filtrov (napríklad Linkwitz-Riley alebo Butterworth), možnosť miešania signálov z viacerých vstupov alebo ekvalizácia samotného vstupného signálu, ktorú je možné odstrániť továrenské úpravy audia. Výhodou je aj možnosť uložiť si niekoľko presetov, napríklad pre rôzne štýly hudby aj zdroje zvuku. To všetko robí z DSP procesora skutočné centrum riadenia zvuku, bez ktorého dnes nie je možné dosiahnuť špičkový výsledok.
Moderný DSP softvér (na fotografii Audison BitDrive) ponúka pokročilé funkcie pre spracovanie signálu aj maximálnu flexibilitu pri ladení.
Meranie frekvenčnej odozvy ako základ verného zvuku
Všetky funkcie DSP procesora majú zmysel len vtedy, keď sú správne nastavené. Základné naladenie zvuku len podľa ucha síce teoreticky možné je, ale nikdy to nepovedie k výsledku, ktorý je možné dosiahnuť pokročilými technikami. A tou najdôležitejšou je meranie frekvenčnej odozvy jednotlivých reproduktorov. Vďaka tomu je možné presne zistiť, ako sa ktorý menič správa v konkrétnom vozidle – kde má špičky, prepady a v akých frekvenciách vznikajú problémy.
Samotných spôsobov merania existuje niekoľko, v Ahifi na tento účel používame kalibrovaný merací mikrofón a softvér REW (Room EQ Wizard), ktorý je najrozšírenejším nástrojom pre akustické merania. Aj my sme si vyskúšali počas predchádzajúcich rokov niekoľko metód a prístupov, ale REW sa ukázal tou správnou voľbou. A to aj vďaka náročnému školeniu u Petera Steinbachera, jedného z najuznávanejších zvukových inžinierov odboru, ktoré v minulosti absolvoval náš špecialista na ozvučenie Ján. Ten od Petera získal detailné know-how nielen v technike merania, ale aj v pokročilom nastavení samotného softvéru. Vďaka týmto skúsenostiam pre nás REW nie je len merací program, ale kľúčová pomôcka, ako z DSP procesora dostať maximum.
Na základe merania následne do softvéru DSP procesora zapisujeme zistené dáta. Každý reproduktor tak dostane vlastnú ekvalizačnú krivku, ktorá rešpektuje jeho polohu aj akustické podmienky interiéru. Výsledkom by mala byť čo najlineárnejšia frekvenčná odozva, kedy ľavá a pravá strana znejú symetricky a všetky pásma na seba plynule nadväzujú. Samotný DSP procesor ani softvér však nestačí – rozhodujúca je vždy skúsenosť technika a cit pre finálne úpravy. Meranie frekvenčnej odozvy je základom, rovnako dôležitá je však správna technika pri nastavení časových korekcií a sfázovaní reproduktorov. Cieľom nie je dosiahnuť iba analyticky presný zvuk, ale zvuk, ktorý je prirodzený, zábavný a príjemný na počúvanie. A vo finále aj s priklonením k hudobnému vkusu poslucháča.
Integrované DSP riešenia vs. samostatné procesory
DSP procesor môže byť súčasťou zosilňovača, alebo fungovať ako samostatná jednotka. Zosilňovače s integrovaným DSP procesorom spájajú obe funkcie do jedného prístroja, čo prináša výhodu jednoduchšej inštalácie, nižších priestorových nárokov a obvykle aj priaznivejšie ceny. Sú preto ideálnou voľbou tam, kde je prioritou jednoduchosť, rýchle zapojenie a úspora miesta – napríklad pri menších vozidlách alebo u zákazníkov, ktorí chcú posunúť továrenský systém na vyššiu úroveň, ale bez zložitejších úprav. Nevýhodou je menšia flexibilita, obvykle nižšia kvalita zvuku a obmedzený priestor pre budúce rozšírenie, pretože výrobca musí skĺbiť zosilňovaciu časť a DSP obvody do jedného šasi.
Samostatné DSP procesory sú naopak špecializované zariadenia navrhnuté výhradne na digitálne spracovanie signálu. Vďaka tomu môžu ponúknuť kvalitnejšie ADC/DAC prevodníky, výkonnejšie mikroprocesory a širšiu paletu možností nastavenia. Často disponujú väčším počtom vstupov a výstupov, možnosťou rozšírenia o kvalitnejšie DAC karty či flexibilnejším routovaním signálu. V kombinácii so samostatnými zosilňovačmi tak poskytujú maximálnu voľnosť pri stavbe systému a dosahujú zapravidla vyššiu zvukovú kvalitu ako väčšina integrovaných riešení.
Práve preto sú samostatné DSP procesory preferovanou voľbou audiofilov a všetkých, ktorí chcú mať absolútnu kontrolu nad zvukom. Umožňujú využiť plný potenciál kvalitných reproduktorov, nastaviť systém bez kompromisov a dostať sa k úrovni vernosti, ktorá je bežná skôr vo svete domáceho hi-fi.
Zosilňovač s integrovaným DSP – kompaktné riešenie, ktoré šetrí miesto a zjednodušuje inštaláciu.
Software a príslušenstvo – kľúč k plnému využitiu DSP
Pri výbere DSP procesora je dôležité zohľadniť aj softvér, v ktorom sa celý systém nastavuje. Práve od neho sa odvíja, ako presne a flexibilne môže technik procesor ovládať a či je práca s ním spoľahlivá a efektívna. Nie je výnimkou, že aj procesor s prvotriednymi komponentmi a skvelým zvukom stráca svoj potenciál kvôli nedostatočne prepracovanému softvéru, obmedzeným funkciám alebo horšej stabilite.
Pokiaľ ide o kvalitu zvuku a možnosti nastavenia, oplatí sa preto vyberať procesory nielen podľa parametrov, ale aj podľa prostredia, v ktorom sa ladia. Lídrom súčasného trhu je nemecký Helix so svojím softvérom DSP PC-Tool, druhým veľkým hráčom je taliansky Audison s platformou Bit Drive. Obaja výrobcovia svoje produkty pravidelne aktualizujú a neustále prinášajú nové funkcie pre zaistenie čo najlepších výsledkov. Každý má svoje prednosti aj nevýhody, je teda na každom, pre ktorú platformu sa rozhodne. My v Ahifi využívame DSP riešenie oboch týchto výrobcov pre pokročilé audio inštalácie, kde je vyžadovaná maximálna kvalita a precízna kontrola. Aj základné zosilňovače s DSP a jednoduchším softvérom ale dokážu posunúť sériové ozvučenie o niekoľko tried vyššie, takže pre cenovo dostupnejšie inštalácie môžu byť ideálnym kompromisom.
Nemenej dôležitú úlohu zohráva aj príslušenstvo. Kvalitné diaľkové ovládače umožnia jednoduché prepínanie prednastavených presetov, výberu zdroja alebo ovládania hlasitosti subwoofera a vďaka premyslenému dizajnu môžu elegantne zapadnúť do interiéru vozidla. Rozširujúce karty (napríklad s prémiovým DAC alebo s ďalšími vstupmi, a pod.) a špeciálne Hi-Res moduly na prehrávanie hudby vo vysokom rozlíšení dávajú systému ďalší rozmer. Aj v tomto smere majú náskok značky Helix a Audison, ktoré ponúkajú širokú paletu doplnkov a dlhodobú podporu svojich produktov.
Na záver
DSP procesor je dnes základom každej audio inštalácie, ktorá mieri na skutočnú kvalitu. Umožňuje obísť obmedzenia továrenských systémov, prispôsobiť zvuk akustike vozidla, vyťažiť maximum z reproduktorov aj zosilňovačov a hlavne vzbudiť emócie, ktoré hudba prináša. A práve o to nám ide – preto vás pozývame k nám do Ahifi, kde sa postaráme, aby vás hudba sprevádzala radosťou na každej ceste.
.JPG)
DSP umožňuje nastaviť ekvalizáciu na základe merania frekvenčnej odozvy zvlášť pre každý reproduktor.
