Le basi del suono e come funziona

Capire come ricreare la musica nei nostri veicoli è una scienza complicata. Bilanciare le dimensioni e le posizioni degli altoparlanti con l'obiettivo di ricreare ciò che l'ingegnere del suono ha sentito nello studio di mastering o, per lo meno, rendere piacevole il tuo sistema non è sempre facile. Vogliamo dare un'occhiata alla fisica alla base del suono e spiegare alcuni fondamenti di come funziona il suono per aiutarti a comprendere la terminologia utilizzata nell'industria audio automobilistica e perché un design del sistema equilibrato con l'attrezzatura adeguata è fondamentale per creare un ambiente divertente e realistico. esperienza di ascolto.

Cos'è il suono e come funziona?

Al livello più fondamentale, i suoni sono vibrazioni che viaggiano attraverso l'aria e altri mezzi. Queste vibrazioni vengono rilevate dalle nostre orecchie, che a loro volta le convertono in minuscoli segnali elettrici che il nostro cervello interpreta.

Poiché abbiamo due orecchie, il nostro cervello può determinare la posizione di una sorgente sonora analizzando il tempo di arrivo e il contenuto della frequenza di ciò che ciascuna delle nostre orecchie sente. Ad esempio, un suono che viene creato direttamente davanti a te arriverà a entrambe le orecchie contemporaneamente e con la stessa risposta in frequenza. Un suono che viene creato direttamente alla nostra destra arriverà al nostro orecchio destro prima del nostro sinistro. L'ampiezza del suono sarà leggermente più alta a destra che a sinistra. Inoltre, il contenuto ad alta frequenza del suono che arriva al nostro orecchio sinistro sarà diverso. Man mano che cresciamo, impariamo a correlare diversi segnali visivi con ciò che ascoltiamo per sviluppare un'idea dell'origine del suono.

Ricreare suoni e musica

Proprio come i segnali dei nostri nervi uditivi inviano messaggi elettrici al nostro cervello, le onde sonore (o vibrazioni) possono spostare il diaframma di un microfono per creare un segnale elettrico che un dispositivo di registrazione può memorizzare per la riproduzione in un altro momento. L'immagine sotto è una rappresentazione elettrica di qualcuno che dice la parola ciao. Puoi ascoltare il file audio originale facendo clic qui.

L'immagine ci mostra un grafico della tensione in funzione del tempo, con la tensione sulla scala verticale e il tempo su quella orizzontale. L'ampiezza (livello) del segnale determina la sua intensità (o volume). La velocità alla quale il segnale cambia determina la frequenza. Comprendere le interazioni delle frequenze simultanee è fondamentale per capire perché sorgenti sonore simili producono suoni diversi.

Il grafico seguente mostra il contenuto di frequenza media della persona che saluta. Puoi ascoltare il file audio cliccando qui

Quando un esecutore canta o qualcuno suona uno strumento, il suono di quello strumento è determinato dal suo contenuto armonico. Ad esempio, un Do centrale su un pianoforte e un Do centrale su una chitarra si basano su un contenuto di frequenza simile. Le registrazioni seguenti mostrano la maggior parte dell'energia a 261 e 522 Hz. Ecco la nota C centrale sul pianoforte ed ecco la nota sulla chitarra. Puoi vedere che il contenuto armonico medio di ciascuno è abbastanza diverso.

Se ci concentriamo solo sui toni principali 261 e 522 con un filtro passa-banda ripido impostato su 120 e 650 Hz, i due strumenti iniziano a suonare in modo molto simile.

Suono di pianoforte filtrato

Suono di chitarra filtrato

Come puoi sentire, il "suono" di uno strumento dipende fortemente dal suo contenuto armonico e dal relativo equilibrio (ampiezza) di tale informazione.

Risposta in frequenza dell'impianto stereo dell'auto

Quindi, perché ci soffermiamo così tanto sul fatto che il suono di diversi strumenti ed esecutori è fortemente basato sul contenuto di frequenza armonica? Quando arriva il momento di progettare un sistema audio per la tua auto, camion, barca o moto, è importante che il sistema funzioni in modo uniforme sull'intero spettro audio in modo che la tua musica suoni realistica.

Per raggiungere questo obiettivo, è necessario almeno un sistema di altoparlanti a due vie. Poiché nessun singolo altoparlante può riprodurre l'intero spettro audio (dai bassi profondi agli alti più alti) con una buona efficienza e dispersione, dedichiamo driver di diverse dimensioni a diverse gamme di frequenza. Nel più semplice dei sistemi, avresti woofer (da non confondere con i subwoofer) che riproducono frequenze inferiori a circa 3.000 Hz. Per la fascia alta, avrai bisogno di tweeter per coprire le frequenze superiori a 3.000 Hz.

Per prestazioni ancora migliori, potresti voler aggiungere un subwoofer al sistema per alleviare il woofer dal compito di riprodurre quelle frequenze al di sotto di circa 80 Hz e dedicarle a un altoparlante più grande che è più efficiente in quella gamma. Ci vuole anche molta energia per riprodurre le informazioni sui bassi, quindi ti consigliamo un amplificatore moderatamente potente disponibile per pilotare quel subwoofer. Se hai a disposizione 25 watt di potenza per pilotare i tuoi altoparlanti sinistro e destro, 250 watt sarebbero un buon punto di partenza per il tuo subwoofer.

Creazione di un incredibile sistema audio mobile

L'ultimo passaggio nella creazione di un impianto stereo per auto che suoni bene è garantire che il posizionamento di ciascuno degli altoparlanti nel il veicolo consente una risposta in frequenza uguale ed equilibrata da entrambi i lati dell'auto. Questo è fondamentale per creare un'esperienza di ascolto realistica. Detto questo, la maggior parte di noi inizia con un set di altoparlanti coassiali o componenti nelle posizioni delle porte di serie. Questo pone la nostra posizione di ascolto abbastanza fuori asse rispetto al driver sul lato sinistro rispetto a quello destro. Per la maggior parte delle persone, il suono non è male e possono convivere con piccole differenze, soprattutto se i tweeter sono angolati verso l'alto e all'indietro per fornire una risposta simile alle alte frequenze.

Se desideri un ambiente di ascolto davvero piacevole e realistico, considera l'aggiunta di un processore di segnale digitale che consenta al tuo installatore di effettuare la messa a punto l'uscita degli altoparlanti sinistro e destro a tutte le frequenze in modo che suonino allo stesso modo. Se il tuo installatore sa come spruzzare la giusta quantità di ritardo in modo che l'uscita dell'altoparlante destro arrivi alle tue orecchie contemporaneamente a quella sinistra, è probabile che ti godrai un palcoscenico sonoro impressionante nel veicolo. La tua musica sarà distribuita in modo uniforme da sinistra a destra e, con le registrazioni giuste, sarai in grado di individuare ogni strumento o esecutore e la relativa posizione l'uno rispetto all'altro attraverso questo palcoscenico.

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Ora che hai una conoscenza di base di come funziona il suono, è tempo di aggiornare il tuo sistema audio per auto. Passa dal tuo rivenditore locale di accessori per dispositivi mobili e chiedi informazioni su un subwoofer, un amplificatore dotato di DSP e nuovi altoparlanti. La differenza che sentirai con ciascuno di questi aggiornamenti ti lascerà a bocca aperta e ti farà sorridere.