Настройка процессорного усилителя в авто
[Автозвук] Настройка сцены в процессорной системе
Всем привет! Сегодня речь пойдет процессорной системе в целом и её настройке. Кто-то вообще не знает, что за цифровой звуковой процессор DSP — Digital signal processor и для чего он нужен, а кто-то сразу спрашивает, зачем столько проблем, это ведь к кому-то настраиваться надо ехать и т.п. А ещё, очень многие любят сравнивать с Top Hi-Fi(Logic 7)/Individual и подобными системами, где музыка изо всех щелей играет для создания «объемного» звучания и о детальности, точности звучания, локализации инструментов, говорить не приходится. Хотя они тоже имеют DSP, который кучкует сцену в районе панели приборов, а низкий уровень качества компонентов проявляется при обычном сравнении. Это совершенно разные системы и нужно для себя понимать, что хотите получить в итоге. Любители тяжелой, инструментальной и вокальной музыки однозначно оценят все преимущества нормальной процессорной системы, с возможностью индивидуальной настройки.
Благодаря цифровому звуковому процессору, мы можем задавать временные коррекции, править срезы частот и их крутизну различными фильтрами, регулировать уровни, а также имеется 31 полосный параграфический эквалайзер и всё это для каждого канала отдельно!
Зачем нам нужен этот тайм-корректор, который может управлять задержками на каждом канале?
Достаточно представить себе салон автомобиля, со всеми его характеристиками, неправильной формой (в отличии от прямых стен в помещении), своим АЧХ. И вот в этой «неправильной» среде звук распространяется не так как в обычном помещении, часть его искажается, часть играет в том направлении, часть поглощается объектами салона. В итоге мы слышим не совсем то, что хотелось бы или что хотел передать аранжировщик.
Также важным фактором является расположение слушателя относительно динамиков – как правило, в автомобиле слушатель находится не по центру и совсем на разных расстояниях от динамиков, что также вносит «кашу» в звучание, ведь один динамик звучит громче, так как находится ближе, а второй не так напористо и громко, ведь находится дальше от слушателя и т.п.
Настроив систему правильно, можно локализовать инструменты, вокал будет идти из центра лобового стекла(С), ударная установка будто оживает перед вами, удары по тарелкам бегают где-то над торпедо, электрогитара слева по центру(LC), над панелью приборов и т.п.
К слову, те кто успел послушать мою систему, не всегда верят, что центральный динамик отсутствует!
Как настраивается, детально описывать не буду, так как инструкций уже написали не мало. Причем отличия в способах есть, но в основном в последеловательности действий и материалах для настройки, суть от этого не меняется. Вкратце, этапы настройки выглядят так:
1) Настройка срезов для каждого динамика
2) Выставление уровней
3) Фазировка
4) Ввод временных задержек
5) Коррекция АЧХ с помощью эквалайзера
Более подробная инструкция, даже со скриншотами есть на официальном сайте MD.Lab, а также ребята на драйве постарались, написали отличные гайды:
Легкий способ настроить сцену
Розовые шумы, эквализируем поканалку
Попробовал я настраивать…процесс увлекательный, хоть и не всё сразу получается. А без замера АЧХ не всегда вообще понятно, что и куда увел) Пробовал программу на телефоне, но как показала практика, это совсем недостоверный замерщик оказался)))
В итоге, поехал я к профессионалу mrkrauze ! Вадим, спасибо Вам огромное ещё раз!
Целых 3,5 часа, фактически без перерывов и отдыха гонять всякие шумы, композиции и корректировать параметры, а потом замерять АЧХ и так много-много раз. Даже похвалили ровность АЧХ итоговую. Теперь звук стал ещё более детальным, воздушным, женский вокал пронзительным…
После тестовых прослушивай по завершении настройки, удалось ещё машину Вадима послушать, стало понятно, что есть к чему стремиться, а в основном заметна разница в ВЧ, которые у меня прячутся за слишком плотную штатную решетку, можно конечно вот таким образом пофиксить это дело, но её форма по сложнее в E60, пока не знаю как это реализовать проще. И второе, конечно не хватает сабвуфера, но об этом совсем скоро напишу.
Изготовление корпуса и установка сабвуфера
Секреты подключения и настройки автоусилителей
Правильная настройка усилителя — залог его качественной работы. Без специальных знаний выполнить её не просто. Если у вас небольшой опыт в настройке музыкальной системы в машине или вы вообще впервые взялись за это, то вам пригодятся данные советы.
Вы решили улучшить звучание системы в машине и купили усилитель. Теперь надо разобраться, как его правильно подключить к магнитоле и акустике, а затем настроить, чтобы добиться лучшего качества звучания. Ряд действий надо выполнить перед первым включением усилителя и затем правильно его отрегулировать.
Настройка перед первым включением
Прежде чем включить усилитель, важно произвести его предварительную настройку. Это можно сделать ещё на не установленном усилителе, зная состав компонентов аудиосистемы:
1) регулятор Gain или Level должен быть на минимуме;
2) фильтр LP для сабвуферного канала должен быть включен предварительно на 80 Гц, а фильтр Subsonic можно выставить на 20-30 Гц, если используется сабвуфер в фазоинверторном корпусе;
3) фильтр HP предварительно выставляем в положение Full для дверных динамиков или в задней полке, а если усилитель будет подключен к маленьким динамикам 8-10 см в торпедо, тогда включаем HPF на 120 Гц;
4) при использовании усилителя в поканальном режиме фильтр HP для твитеров и LP для мидбасов должны быть включены предварительно на 4 кГц;
5) переключатель Hi\Low Level должен соответствовать виду подключения. Если на усилитель будет приходить сигнал с акустических проводов, тогда нужно установить регулятор в положение Hi Level. Если сигнал взят с линейных выходов магнитолы, тогда регулятор выставляем, соответственно, в положение Low Level;
6) басбусты и эквалайзеры должны быть выключены на этапе предварительной регулировки;
7) на усилителях, оснащённых селектором входов, можно обойтись без Y-разветвителей. Например, переключив селектор входов в положение 2CH (копировать сигнал с двух RCA входов на все остальные каналы), можно подключить 5-канальный усилитель к магнитоле, имеющей всего одну пару линейных выходов. Но при использовании всех линейных RCA входов надо не забыть выключить селектор, иначе пропадёт возможность регулировки звука с магнитолы.
Как правило, все регуляторы усилителей «утоплены» в корпус, чтобы избежать случайных изменений настроек, а в некоторых моделях регулировочная панель скрыта съёмной крышкой.
Включаем усилитель и, в первую очередь, смотрим на индикатор подключения — красный он или зелёный. Если вы все правильно подключили и никакой усик из проводки не замкнул, тогда индикатор будет светиться зеленым цветом, а если что-то не так — красным. Начинать настройку можно только в первом случае. Если индикатор красный — найдите неточность в подключении и устраните ее.
Сперва настраиваем входную чувствительность (регулятор Gain или Level). Для этого на магнитоле с выключенными эквалайзерами и тонкомпенсацией (LOUD) добавляем уровень громкости до появления клипированного сигнала (шума, «хрипа» и т. п.). А затем возвращаем немного «назад» регулятор громкости, чтобы слышимые искажения исчезли. Оставляя звук на данном уровне громкости, переходим к регулятору усилителя Gain или Level и так же находим на слух крайнее громкое неискажённое звучание фронтальной акустики. Повторяем ту же процедуру с уровнями остальных каналов и подгоняем их под заданный в начале уровень громкости фронтальной акустики.
В поканальном режиме настраиваем неискажённый звук в первую очередь для пищалок, так как они тяжелее переносят клиппирование усилителя.
Использовать или нет HPF для дверных динамиков 165 мм или овалов в задней полке, определяем на слух. По теории, в аудиосистемах с сабвуфером нужно разгружать динамики от низкого баса, чтобы они чище воспроизводили средние частоты и чтобы ограничить ход диффузора. На практике в некоторых системах низкие частоты кажутся неестественными с HPF. Возможно, при отключении фильтра басы станут более плотными, убедительными и т. п.
Применение басбуста среди профессиональных настройщиков звука считается не рациональным как для динамиков, так и для сабвуфера. Басбуст увеличивает, как правило, частоту 40 Гц. Динамики с гораздо меньшим ходом диффузора в сравнении с сабвуферным ходом не способны громко и чисто воспроизвести эти частоты, а сабвуфер, играющий только одну ноту, мягко говоря, подойдёт не для всех стилей музыки. Фильтр сабсоник применяется для сабвуферов с фазоинвертоным оформлением. Если в закрытом объёме чрезмерный ход диффузора тормозит сжатый воздух, то в корпусах с трубой тормозить ход диффузора будет только сабсоник. Обычно этот фильтр выставляют на частоте немного (на несколько Гц) ниже настройки фазоинвертора используемого сабвуфера.
Как видим, процесс подключения и начальной настройки усилителя не такой простой, как с обычным усилителем в стереосистеме. Тем не менее, если следовать приведенным советам и инструкции к устройству, то у вас все получиться.
Как сделать процессорный звук в Жигулях
Обычно люди идут в магазин автозвука и покупают компоненты. Я же сначала спаял цифровой аудиопроцессор, а компоненты поставил какие есть.
Самая большая проблема автозвука-установка динамиков в самых неподходящих местах: динамик который играет прямо в ногу, сабвуфер массирует спину, влияние формы салона. Пока звук дойдет до ушей он будет уже не тот. Именно поэтому я начал с DSP-процессора.
Оглавление:
0. Термины
1. Начало
Вдохновился разработками фирмы miniDSP и захотел создать подобное для машины. Сердце процессора чип от Analog Devices ADAU1701
Это готовый DSP процессор для аудио со встроенным 2 канальным АЦП и 4 канальным ЦАП. Практически все используют его в режиме 2х4. Но у меня самая обычная для авто система: 2 мидбаса, 2 пищалки, сабвуфер. Нужно минимум 5 каналов.
Почитав описание выяснилось, что чип поддерживает подключение внешнего ЦАП по I2S шине.
Спаял все на макетке и проверил:
Чип действительно выдает все сигналы для работы цапа и поддерживает дополнительные каналы.
Была разработана и спаяна плата:
Подобран корпус и сделаны передние и задние панельки:
2. Что внутри
Схема главного блока:
RC_IN1 и RC_IN2 это входы для подключения крутилки/кнопки. Защищены резисторами и диодами. Конденсаторы для защиты от дребезга контактов. Транзистор для внутреннего формирователя напряжения ядра 1,8В. Инвертор с триггером Шмитта для вывода тактовой частоты(masterclock) на ЦАП. Повторитель на ОУ для средней точки аналоговых частей устройства.
Остальная обвеска по даташиту для работы внутренних частей микросхемы.
Входы принимают сигнал с тюльпанов либо с выходов на динамики (вдруг перекочует в машину со штатной магнитолой). Уровни взяты стандартные + небольшой запас, чтобы не получить клиппинг, но и не регулировать в железе. Если что усиление можно сделать в самом процессоре.
Выходной фильтр 2 порядка по даташиту:
ЦАП с точно таким же фильтром:
3. Установка
Магнитола: Alpine CDE-110
Миды: 16см 35гдн-62 в покупных подиумах внизу двери. Динамики так себе
Пищалки: 2,5см Асалаб НЕО-25 в самодельных подиумах на верхней накладке двери, развернуты на водителя. Хорошие динамики с алюмокерамическим куполом.
Сабвуфер: корпусной с фазоинвертором на 8” динамике от АСАлаб
Все динамики были в наличии, поэтому система вышла такая
Усилки: 1 готовый ACV 4 канальник (чёрный справа) и 1 самодельный для пищалок (снизу, серебристый):
4. Настройка
Настройка ведется через утилиту SigmaStudio:
Она позволяет как угодно тасовать блоки обработки, входы, выходы. Все настройки применяются “на лету”. Но после перезагрузки чип загружается с EEPROM, поэтому настройки сами не сохраняются. Нужно принудительно прошить EEPROM в этой же утилите.
Во первых были настроены все уровни:
На этом настройка отверткой закончена. Дальше все только с ноута в сигма студии.
4.1 Настройка задержек
Рулеткой замерил расстояние до динамиков. Затем пересчитывал так:
Таким образом получено расстояние на которое нужно “отодвинуть” динамик.
Задержки задавались в семплах. Т.к. Частота дискретизации была 48000, то формула такая
Задержка=48000*расстояние в метрах/340 метров в сек
Максимальная задержка получается для левой пищалки. Минимальная для правого мида и сабвуфера. Так получилось что сабвуфер и правый мид оказались на одном расстоянии.
Значение Max резервирует нужное количество памяти, чтобы регулировать на лету без компиляции.
Впоследствии при прослушивании во все каналы была добавлена задержка в 100 семплов чтобы “придвинуть” сабвуфер. Это настраивалось на слух. Очень сложно уловить что сабвуфер “придвинулся” как надо. Но если задержку убрать, то слышно что сабвуфер играет как бы отдельно сзади.
4.2 Настройка АЧХ
Далее будет много графиков АЧХ. Сразу уточню почему некоторые красивые, а некоторые кривые. Те АЧХ, которые сняты близко к динамику на расстоянии 5 сантиметров очень красивые. Но при настройке нужно использовать АЧХ в точке прослушивания. Они складываются с отраженным звуком от поверхностей салона. В некоторых местах образуются узкие и сильные провалы от стоячих волн. Это нормально. Если измерить то же самое в помещении с любой крутой системой, то будут такие же кривульки. При настройке АЧХ самое важное выровнять тональный баланс, чтобы была горизонтальная линия без наклонов, сильных горбов и пиков. Узкие провалы не так важны. Их нельзя исправить закачивая больше энергии. Можно только сделать глухую комнату. В машине это просто невозможно.
Кроме того использован некалиброванный микрофон и некалиброванный вход звуковухи. Он дает хорошие результаты до 8-10 килогерц. Дальше его показаниям не стоит верить.
Вот АЧХ из даташита микрофона:
Сначала настраиваем кроссовер. Частоты выбраны стандартные: 80 герц и 3кГц. Если с нижней частотой еще можно поиграться, то частоту среза пищалки сразу следует выбирать правильно.
На данных пищалках частота резонанса 1,4кГц. По паспорту они играют от 3 кГц. Ниже делать опасно. Выше нежелательно-сцена опустится к мидам. Кроме того левый мид не очень хорошо играет 3кГц т.к. находится под большим углом к водителю и закрывается ногой. Угловая АЧХ начинает спадать уже с 2-2,5 кгц.
АЧХ в точке прослушивания:
Для примера красивая АЧХ вблизи:
Кроссовер брался 4 порядка Линквиц-Райли (24дБ/октава).
АЧХ мида с фильтром 3 кГц:
После подстройки уровней пищалок относительно мидов появился провал на АЧХ на стыке полос:
Поэтому сигнал пищалок был инвертирован. АЧХ выровнялось. На графике не так заметно. На слух очень заметна неслитность звука, когда перепутана фаза.
Окно программы обещает провалы, но реальная АЧХ прямая. Это происходит потому, что динамики находятся в разных точках и звук у них складывается совсем не так, как на идеальном графике в программе:
Самыми проблемными по настройке оказались миды. Левый мид не играл нормально 3 кГц из-за того что не развернут и играет в ногу. Пришлось вытаскивать параметриком. На обоих мидах в точке прослушивания появился пик на 700Гц. Причем если измерять вплотную к динамику пика почти нет. Скорее всего это особенность салона. Исправлено параметриком.
У обоих мидов спад с 400 герц скорее всего из-за негерметичности дверей. Исправлено фильтром Low Shelf.
Для каждого динамика подобраны свои параметры фильтров.
АЧХ мида до коррекции:
АЧХ мида после коррекции:
Остальные неравномерности нет смысла править. Они меняются если микрофон сместить на несколько сантиметров.
При замере сабвуфера выявился существенный подъем в области 50 Гц не зависящий от положения микрофона:
АЧХ пищалок не настраивалась.Она получилась ровная за счет того, что сделаны гладкие подиумы и пищалки развернуты прямо в ухо.
Все динамики были подстроены между собой по уровню. Уровень левого канала немного убавлен, чтобы казалось что сидишь между колонками. Самый хороший эффект дает с задержками.
После того как настроены все динамики по отдельности, включаем все каналы и вносим небольшие правки в финальную АЧХ.
Подьем на суббасе в машине-необходимость. Иначе во время движения дорожный шум забивает бас. У многих качественных автомобильных систем похожий подъем.
Провал в районе 3 кГц-не совсем удалось скорректировать особенность установки мидбаса. Не все можно исправить процессором.
Выше 8-10 кГц-особенность микрофона и входа звуковухи. Дает похожий результат и на других колонках
Финальный результат прошит в EEPROM. Чтобы прошивка заработала нужно перезагрузиться: отключить USB, выключить и включить магнитолу.
5. Прослушивание
Можно приступить к прослушиванию. Проводилось со смартфона с внешним USB ЦАП и записями во flac.
Изначально эта система использовалась с фильтром из одного конденсатора на пищалке и фильтром в усилителе на сабвуфер. Все крутилось отверткой на слух. Вобщем как у всех.
После настройки звук изменился. Даже не так: ИЗМЕНИИИИИЛСЯ!1.
Сцена поднялась, тоесть звук перестал идти из ног и непонятно откуда. А переместился вперед. Все инструменты как живые. Пищалки играют так детально и слитно с мидбасами, как не играли никогда.
Такое ощущение что выкинули все эти мутно звучащие динамики и поставили новые. Удивительно что простые дешевые динамики могут ТАК играть. Сабвуфер перестал бубнеть. Не утапливает все басом. Звучит монолитно с фронтом. Иногда думаешь: где саб? Почему не звучит? А если выключить, то сразу слышно.
После прослушивания была еще одна доработка. На АЧХ сабвуфера заметно, что несмотря на хороший фильтр он играет достаточно далеко за свой диапазон. На музыке это сказалось в том, что его звук как бы затягивает удары и низкие ноты которые и так отыгрываются передними динамиками. В итоге был добавлен еще 1 фильтр выше 100 герц. И этот недостаток пропал.
6. Итоги, достоинства, недостатки
Вывод: не динамики красят звук. Динамики просто должны быть достаточно качественными и нормально установленными. Но самое главное: НАСТРОЙКА. С готовыми кроссоверами без настройки вы никогда не получите идеальный результат. Можно мучаться и менять систему постоянно или настроить 1 раз и радоваться звуку.
Вчера проехался на пассажирском: звук вроде тот же, но уже какой-то простоватый, нет глубины. В безпроцессорной системе этот недостаток тоже есть, но там нет такой большой разницы. Что у водителя, что у пассажира “сцена” хуже, чем на водительском месте системы с процессором.
Самое главное достоинство: Очень приятно настраивать звук с ноута и микрофона. Все изменения не требуют крутить отверткой, паять детали, менять компоненты.
Можно легко исправить любые мелочи, которые в обычной системе потребуют существенной переделки.
Из планов на будущее: улучшить установку мидов. Сейчас двери и технологические отверстия просто проклеены виброй STP. А покупные подиумы прикручены на тонкую обшивку двери.
Провести более тонкую настройку АЧХ и задержек.
7. БОНУС
Кто внимательно читал “ЦАП PCM1754 2 канала”. Это значит что процессор получился 6 канальный! Чтобы получить шестой канал достаточно припаять еще один тюльпан к выходу ЦАПа.
Данная статья написана с целью самозанятости, потому что в данный момент нахожусь в поиске любых предложений для сотрудничества.
Интересна ли вам тема автозвука?
Настройка процессора звука
Мы производим профессиональную настройку процессоров звука и процессорных усилителей в нашей студии по установке автозвука «AutoHiFi-Customs». Чтобы не быть голословными, постараемся в этой статье объяснить, как именно у нас происходит этот процесс и описать основные этапы настройки.
Этап 1 настройки процессора звука.
Проверка полярности подключения все динамиков аудиосистемы. Для этого мы запускаем специальный трек на источнике звука, на котором последовательно записаны 3 щелчка в фазе и 1 в противофазе. Берем калиброванный измерительный микрофон AudioControl CA-4100i, подключаем его к смартфону с установленным на него ПО. Последовательно, в полной тишине, включаем по одному динамику аудиосистемы, подносим к ним микрофон и проверяем правильность фазировки подключения.
Этап 2 настройки процессора звука.
Снимаем амплитудно-частотные характеристики (далее сокращенно АЧХ) каждого динамика аудиосистемы. У большинства современных динамиков в инструкциях есть графики АЧХ, но измерения их произведены обычно в идеальных условиях, которые не всегда достижимы при установке в реальных условиях в автомобиль. Поэтому, закрепляем наш микрофон на месте головы слушателя:
Запускаем специальный трек, в котором записана звуковая волна, ровно проходящая по всему динамическому диапазону и меряем АЧХ каждого динамика аудиосистемы.
В результате получаем вот такие кривые:
АЧХ левого высокочастотника
АЧХ правого высокочастотника
АЧХ левого среднечастотника
АЧХ правого среднечастотника
АЧХ левого мидбаса
АЧХ правого мидбаса
АЧХ левого сабвуфера
АЧХ правого сабвуфера
Этап 3 настройки процессора звука.
Стыкуем динамики аудиосистемы друг с другом. Производим анализ полученных данных при замере АЧХ и задаем срезы частот в процессоре звука. Это один из самых сложных процессов, описать который не возможно. Тут требуется опыт и понимание как работает фильтрация в современных цифровых процессорах звука, какой фильтр и для какого диапазона лучше использовать. Задача, получить максимально ровное АЧХ на выходе.
Меряем результаты левой и правой стороны после стыковки.
АЧХ правой стороны
АЧХ фронта полностью
Итоговая АЧХ, которую получили после добавления сабвуфера
Как мы видим, получилось достаточно ровно, поэтому следуем далее.
Этап 4 настройки процессора звука.
Выставляем временную коррекцию. Включаем одну пару динамиков аудиосистемы и запускаем специальный трек с нашей тестовой флэшки. Кстати, на ней у нас записан набор необходимых аудиозаписей в трех разных форматах: Flac, WAV и MP3 с максимальным битрейтом. То есть, если источник звука аудиосистемы поддерживает Lossless, то используем первые два, а если не поддерживает, то используем MP3, т.к. его воспроизведет любое современное устройство.
В треке записан голос, который должен находиться по центру торпедо, в середине нашей виртуальной сцены. Добиваемся этого, настраивая временную коррекцию. Для настройки сабвуфера используем следующий трек.
Этап 5 настройки процессора звука
Самый приятный этап. Слушаем знакомые композиции и вносим мелкие корректировки в настройки процессора звука, чтобы получить максимально приближенный к натуральному результат. Понимание того, как должен звучать каждый из инструментов в этих треков нам дают периодические посещения живых концертов, прослушивание этих и других треков на домашних аудиосистемах уровня Hi-Fi.
Вот так происходит процесс настройки процессоров звука у нас в студии, который в среднем занимает 1-2 часа с небольшими перерывами. Мы не гонимся за количеством, не устраиваем из настройки конвейер и считаем, что один специалист может качественно настроить не более одной аудиосистемы в сутки. Также мы не считаем свою настройку идеальной и «лучшей в мире», как делают некоторые известные настройщики автозвука. Мы просто стараемся выполнить настройку процессора звука максимально приближенно к натуральному звучанию и выжать максимум из компонентов Вашей аудиосистемы.
PS. Мы не настраиваем аудиосистемы с эстрадной акустикой.
С августа 2020 года наш магазин находится по новому адресу: Москва, Волоколамское шоссе, д.112, кор.1, стр.5.
2021-12-17
Усилитель мощности Audio System X-2000.1 D.
2021-12-15
Процессорный усилитель мощности HELIX V TWELVE DSP MK2.
2021-12-14
Процессорные усилители мощности RedPower: RedPower DSP 10, RedPower DSP 12CH, RedPower DSP 12CHv2.
2021-12-11
Усилители мощности Audio System: Audio System R-250.2, Audio System X-100.4 MD.