Progettazione di un sistema di elaborazione del segnale digitale

Quando si tratta di creare un sistema audio dal suono straordinario, l'integrazione di un processore di segnale digitale nel sistema offre all'installatore gli strumenti necessari richiesto per compensare la maggior parte delle limitazioni imposte dai veicoli. Per massimizzare i vantaggi, la progettazione di un sistema di processore di segnale digitale deve tenere in considerazione le caratteristiche ei vantaggi di un processore. In questo articolo, spiegheremo alcune delle principali differenze tra un sistema con e senza un processore di segnale digitale.

Cos'è un processore di segnale digitale?

Un processore di segnale digitale, chiamato anche DSP, è un processore audio che utilizza un microcomputer per regolare un segnale in il dominio digitale. In un processore autonomo, il segnale audio dall'unità sorgente viene convertito in un flusso di dati digitali utilizzando un convertitore da analogico a digitale. Una volta nel dominio digitale, il processore può equalizzare, filtrare e persino ritardare il segnale. La maggior parte dei processori ha sei o più canali di uscita per darci la possibilità di inviare segnali diversi a canali dell'amplificatore dedicati. Ciascun canale dispone di un convertitore digitale-analogico che fornisce un'uscita audio analogica convenzionale.

I processori di segnale digitale offrono molti vantaggi rispetto ai loro fratelli analogici. Tutte le regolazioni sono gestite nel dominio digitale, rendendo il sistema impermeabile agli errori dovuti ai diversi valori dei componenti elettronici passivi. La gamma di regolabilità è molto maggiore in un DSP rispetto a un processore analogico e poiché tutti i calcoli sono basati su equazioni matematiche, i risultati sono più accurati e ripetibili. Tali funzioni come il ritardo del segnale possono essere eseguite molto più facilmente nel dominio digitale rispetto all'utilizzo di componenti analogici.

Selezione degli altoparlanti per sistemi audio basati su DSP

La scelta degli altoparlanti e dei subwoofer è indipendente dalla presenza di un processore di segnale. I criteri di precisione, chiarezza e capacità di output non cambiano affatto. Ciò che cambierà è se hai bisogno o meno di reti crossover passive.

Il compito di un crossover passivo è dividere il segnale audio proveniente dal tuo amplificatore in bande di frequenza adatte al woofer e al tweeter del tuo set di altoparlanti. Va da sé che il tweeter non sarà in grado di riprodurre accuratamente le informazioni di medio-bassi e medi e il woofer non è in grado di gestire le informazioni ad alta frequenza. Le reti crossover passive utilizzano una rete di condensatori, induttori e resistori per suddividere il segnale e inviarlo al driver appropriato.

Fino a questo punto, abbiamo parlato di altoparlanti componenti. Possiamo sicuramente costruire un sistema audio straordinario che utilizza altoparlanti in stile coassiale. Gli altoparlanti coassiali sono molto comuni quando una posizione dell'altoparlante nel cruscotto può ospitare un guidatore da quattro pollici e molte persone scelgono altoparlanti coassiali anche per le posizioni posteriori dei loro veicoli.

Quando progettiamo un sistema audio che utilizzerà un processore di segnale digitale, possiamo utilizzare quel processore per dividere il segnale audio prima che venga inviato a un amplificatore. Lo svantaggio è che sono necessari ulteriori canali dell'amplificatore. Il vantaggio è che abbiamo il controllo completo sulla pendenza e sulla frequenza del crossover per ciascun driver. Questa flessibilità per regolare l'interazione tra i driver nelle bande di frequenza adiacenti ci consente di garantire che l'uscita di entrambi i driver si somma accuratamente dove si sovrappongono. Fatto correttamente, il passaggio dall'uno all'altro è più fluido.

Considerazioni sul posizionamento dei relatori

Nella maggior parte dei casi, installiamo altoparlanti aggiornati nelle posizioni di fabbrica nelle porte. Il tweeter è spesso posizionato nella parte superiore della porta o nel cruscotto. A seconda del veicolo, questo potrebbe avvicinare il tweeter alla posizione di ascolto o più lontano. Un'altra considerazione sull'installazione di un sistema audio in un veicolo è che ci sediamo molto più vicino al lato sinistro dell'auto rispetto a quello destro. Ciò significa che gli altoparlanti di sinistra sono percepiti come più forti e sentiamo il segnale da loro prima di sentire quello creato dagli altoparlanti di destra. Il risultato è una scena sonora aggrappata al lato sinistro del veicolo.

Tutti i processori di segnali digitali includono la possibilità di applicare un ritardo al segnale in uscita da ciascun canale. Possiamo utilizzare questa funzione di ritardo, insieme ad alcuni semplici calcoli, per consentire a te, l'ascoltatore, di ascoltare l'uscita dell'altoparlante sinistro e destro contemporaneamente. L'effetto è molto simile all'ascolto di un sistema audio domestico di fascia alta in cui ti siedi equidistante da ciascun altoparlante. Se eseguita correttamente, la tua musica sembrerà provenire da un palcoscenico virtuale che si estende oltre la larghezza del tuo parabrezza.

Con alcune regolazioni aggiuntive, possiamo regolare il tempo di arrivo dell'intero front stage per compensare la distanza da un subwoofer. Se regolato correttamente, il suono del subwoofer sembrerà provenire dalla parte anteriore del veicolo, supponendo che tu stia utilizzando un subwoofer di qualità superiore e a bassa distorsione.

Amplificatori di progettazione del sistema di elaborazione del segnale digitale

Abbiamo accennato al fatto che i sistemi audio progettati utilizzando un processore di segnale digitale spesso richiedono canali amplificatori aggiuntivi. La maggior parte dei produttori offre amplificatori a quattro, cinque e sei canali e molti hanno anche amplificatori a otto canali. Questi amplificatori multicanale sono ideali per sistemi audio con filtraggio attivo.

Nel più semplice dei sistemi, possiamo utilizzare un amplificatore a cinque canali con un processore di segnale digitale per alimentare un set di tweeter, un set di driver midrange e un subwoofer. Per i sistemi più complessi, potresti voler dedicare driver di fascia media sul cruscotto e driver dei bassi medi nella porta, quindi avrai bisogno di un'altra coppia di canali. Se ti piace avere altoparlanti posteriori, punta su un'altra coppia di canali. Potresti trovare l'ideale combinare un amplificatore a sei o otto canali con un amplificatore subwoofer dedicato per ottenere il numero corretto di canali e esattamente la quantità di potenza che desideri.

Equalizzazione del sistema

Un altro enorme vantaggio dell'utilizzo di un DSP nel sistema è che ci dà la possibilità di equalizzare il segnale che va a ciascun altoparlante per compensare i riflessi e le risonanze nel veicolo. Gli altoparlanti hanno curve di risposta diverse a diverse angolazioni. Di conseguenza, un altoparlante sembrerà diverso a seconda di dove è installato.

Flessibilità del sistema

Un altro vantaggio della realizzazione di un sistema che includa un processore di segnale digitale è la capacità di tenere conto di più configurazioni nel progetto. Molti processori includono più preset a cui è possibile accedere utilizzando un telecomando opzionale o un semplice interruttore. Potremmo configurare un preset per fornire al conducente un'immagine eccellente e una seconda configurazione progettata per essere utilizzata quando ci sono più persone nell'auto. Questa seconda opzione eliminerebbe alcuni dei ritardi del segnale. L'accuratezza e il posizionamento del soundstage ne risentirebbero leggermente per il guidatore, ma migliorerebbero notevolmente per il passeggero.

Se stai progettando un aggiornamento del sistema audio da zero, parla con il tuo negozio di autoradio locale per includere un processore di segnale digitale nel sistema e assicurati di includere un'ora o due di lavoro nel preventivo per la messa a punto del sistema una volta installato. Se disponi già di un sistema aggiornato, recati presso il tuo rivenditore locale di potenziamento mobile e chiedi loro di dimostrare i vantaggi di un processore di segnale digitale. Se configurato correttamente, un DSP può migliorare il suono delle apparecchiature audio esistenti. Sappiamo che rimarrai colpito!