Análisis

DSP, el computador del car audio: Procesando el sonido

DSP, el computador del car audio: Procesando el sonido

Estaba en la disyuntiva sobre la fecha de publicación de este tema pero viendo que se hizo un par de anuncios en el recientemente pasado CES de Las Vegas, es que me motivé más aún de comentarles sobre los procesadores: el nuevo computador para el car audio. A mi parecer son definitivamente uno de los mejores equipos disponibles para nuestros sistemas de sonido, y no es que sean un producto nuevo, son más bien una actualización tecnológica (y de conectividad) de los conocidos DSP (Digital Sound Proccesor) con perillas.

Cuáles son los grandes iconos en la historia del car-audio? a mi juicio el comienzo de los sistemas estéreos, la llegada de nuevos formatos de almacenaje (CD, Pendrive, etc), la aplicación de sistemas inalámbricos para la transmisión de música (bluetooth, wifi, etc), y cómo no, la electrónica diseñada para modificar los parámetros del sonido, o sea, los DSP. Las radios siempre han existido con más o menos funciones; los amplificadores igual, sean externos o integrados en las radios; los altavoces son físicamente iguales a los primeros, con diferentes formas, tamaños y materiales, etc.

12604762_957172864358780_3909352223813353474_oLos actuales Procesadores son máquinas tan poderosas que pasan a ser un producto ALTAMENTE recomendable (mas no imprescindible) para TODOS los usos del car audio, más aún cuando hablamos de sistemas de alta fidelidad o competición. Son tan completos que ya casi no tienen perillas, sino que se manejan a través de un software desde un computador, y en algunos casos desde un control remoto digital.

Y cuáles son las funciones principales de los procesadores?

1- Limpiar la señal que está ingresando para entregarla en bruto a los amplificadores. Los procesadores pueden recibir 2 tipos de señales: la “alta” y la “baja”… es decir, la que viene amplificada y la que no. La señal que viene amplificada es la que obtenemos de las radios originales, que es una señal de alto voltaje que viene con mucha suciedad y distorsión. Mientras que la señal que no viene amplificada es la que obtenemos desde las salidas RCA de una radio aftermarket, y en algunos casos también es la que obtenemos desde las salidas digitales/ópticas de las radios más caras. Es decir, los procesadores nos permiten conectar absolutamente cualquier tipo de radio, o incluso directamente un smartphone para el streaming vía bluetooth o cable.

Esta es una medición con RTA de un auto con su sistema original de fábrica. Claramente enfocado a los rangos medios.

Esta es una medición con RTA de un auto con su sistema original de fábrica. Claramente ecualizado para aumentar el rango medio

2- Desecualizar la señal que está entrando. Todas las radios vienen con una ecualización predefinida, la idea de este paso es que la señal quede lo más plana posible para, ya sea manual o automáticamente, poder ecualizarla al gusto personal, considerando el ambiente interno del auto.

3- Ecualización. Normalmente los Procesadores vienen con una infinidad de bandas (o frecuencias) de ecualización, ya sea por par de altavoces o incluso por cada uno. Este paso es el más crítico cuando estamos configurando un procesador y probablemente sea esta una de las razones del porqué en Chile no es tan masivo su uso, ya que es imprescindible el uso de máquinas de medición (los conocidos RTA: Real Time Analyzer), a oído es imposible hacer un buen ajuste teniendo fácilmente más de 100 bandas para modificar. Quien pretende hacer un buen ajuste con un smartphone anda muy perdido.

Un procesador con 32 bandas de ecualización para el altavoz izquierdo y 32 para el derecho

Un procesador con 30 bandas de ecualización para el altavoz izquierdo y 30 para el derecho

Lo más común es encontrarse con procesadores que pueden modificar entre 10 y 32 bandas por cada altavoz, multipliquen entonces por cada uno de los altavoces que conectaremos en nuestro sistema. Además, tenemos los ecualizadores gráficos y paramétricos. Un ecualizador gráfico sólo nos permitirá ecualizar una frecuencia. Los ecualizadores paramétrico son los que nos permiten ecualizar una frecuencia y de paso las frecuencias a su alrededor, formando una especie de campana. Aquí nace otro concepto, que es el “Q”, que en el fondo es el “ancho de banda”, o sea cuántas bandas vecinas queremos alcanzar con 1 ajuste.

El proceso de ecualización debe hacerse con el famoso Sonido Rosa, que es una curva levemente modificada considerando la sensibilidad del oído humano a las frecuencias medias, de todas las frecuencias audibles desde la 20 hasta la 20.000. A diferencia, el Sonido Blanco son todas las frecuencias sonando al mismo volumen. En el siguiente video, podemos ver el proceso de lectura y ajuste de una radio que viene con un DSP sencillo incorporado.

4- Corte de frecuencias. Recuerdan el artículo anterior en donde hablábamos de los Crossover?. Bueno, acá estamos hablando de un corte de frecuencias activo, y lo podemos configurar por cada altavoz o por cada par, incluso configurar 2, 3, 4 o 5 cortes de frecuencia diferentes para cada altavoz. Además, existen diferentes tipos de crossover que también podemos elegir, que normalmente llevan el nombre del personaje que los diseño, como por ejemplo Linkwitz, Bessel o Butterworth. Otro concepto que debemos considerar en este paso, es la pendiente de corte y se mide en decibeles/octava… para no entrar en tanto tecnicismo, el más común es el de 12 dB/oct. Podemos encontrarnos con 6-12-24 dB/oct (1°, 2°, 3° orden), siendo el de 6 el que menos pendiente tiene, y el de 24 el que más pendiente tiene, es decir, cuando fijamos un corte de tweeter a los 2000 hertz a 6dB/oct, el tweeter seguirá reproduciendo sonidos más abajo de esa frecuencia; mientras que a 24 dB/oct el corte es más brusco, hará que el tweeter reproduzca menos sonidos abajo de esa frecuencia de corte.

Pendiente de corte de un crossover de 1°, 2°, 3° y 4° orden

Pendiente de corte de un crossover de 1°, 2°, 3° y 4° orden

5- Ajuste de Tiempo. Cómo vamos a tener un efecto escenario si no ajustamos los tiempos de salida del sonido de cada altavoz?. Imposible hacerlo. Por esto el ajuste de tiempo es tan crítico en sistemas de alta fidelidad. El ajuste de tiempo va a retardar el sonido de cada altavoz mientras más cercano esté al oyente con respecto al altavoz más lejano. Es decir, si el subwoofer está más lejos del conductor, todos los demás altavoces deben ser retrasados en su tiempo para que todos los sonidos lleguen al mismo tiempo al conductor. Como el oyente no está sentado al medio, todos los altavoces están a diferentes distancias, y eso es lo que el ajuste de tiempo trata de hacer, compensar las distancias modificando los tiempos, y lo hace en microsegundos. Debido a esto, es que se dice que el car-audio de alta fidelidad es sólo para el conductor, ya que el ajuste de tiempo sólo se hace para 1 persona… por suerte los procesadores tienen más memorias, en donde podemos configurar al acompañante también, y así el WAF* no reclama sobre nuestra inversión.

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6- Inversión de Fases. Este paso es menos importante que esté incluido en un procesador ya que lo podemos hacer manualmente… pero en la mayoría de los casos hay que hacerlo igual. En el fondo, es el que le dice a un subwoofer ubicado detrás nuestro que su sonido esté adelante de nosotros… si suena detrás, deja de ser real. Se mide en grados en/entre 0 y 180. Físicamente le estamos diciendo al subwoofer que una la onda de sonido con la del midbass, y así también evitamos que haya un retardo en los sonidos.

7- Función Suma. Cada vez se está haciendo más común el uso de amplificadores externos como equipo original (no incluidos en la radio sino en el maletero por ejemplo). Y muchos de ellos vienen con sus cortes de frecuencia establecidos en su interior y así conectan cada altavoz sin filtros pasivos. Un procesador con función Suma (SUM Function) hace el efecto justamente contrario al crossover, es decir, recibe una señal que ya viene cortada (por ejemplo entre 3000 y 20.000 hertz), la suma con otra (por ejemplo de 20 a 3000 hertz), y forma una señal completa desde los 20 hasta los 20.000 hertz.

Aquí tenemos una señal cortada 2 veces. La función SUMA debe unir la señal para después hacer un corte a medida del altavoz que estamos instalando.

Aquí tenemos una señal cortada 2 veces. La función SUMA debe unir la señal para después hacer un corte a medida del altavoz que estamos instalando

Y recién después de hacer TODO este proceso, manual o automático, estaríamos en condiciones de entregar la señal a los amplificadores y luego a los altavoces. Imposible haber hecho un texto corto teniendo semejante máquina que definir… y les aseguro que me faltó mucho más por detallar.

Ahh, antes que se me olvide: *WAF: Wife Acceptance Factor.

Sencillo diagrama de conexiones de un Procesador

Sencillo diagrama de conexiones de un Procesador

  • Felipe

    que entrete, me hizo acordar de Laplace (y de Newton) con respecto a la propagación del sonido en el aire y su relación con la temperatura del mismo… considerando los climatizadores bi-zona /multi-zona

    • Fcojav

      Tiene mucho que ver,, Felipe, de hecho la fórmula para determinar la corrección de tiempo “L”, necesaria para los altavoces del vehículo, es el resultado de la diferencia entre la distancia más larga y las más corta de los parlantes respecto del oyente para luego sumar la velocidad del sonido (345 m/s) a una temperatura de 20º (considerada como ideal)
      Saludos

      • Fcojav

        Corrección: velocidad del sonido es de 343 m/s

        • Matias Carrillo Bello

          340 m/s

  • Fcojav

    Sin lugar a dudas los procesadores de audio son una herramienta indispensable para cualquier sistema que se precie de tal. La inversión es alta y no termina casi nunca, sin mencionar que, el setup es una cosa y el ajuste fino es otro universo que definitivamente no está al alcance de todos. Existen varias marcas de procesadores y todas hacen lo mismo, con diferencias que radican en más o mejores prestaciones pero, en definitiva, todas esas alternativas, si lo haces bien, te regalarán una soberbia experiencia. Sin mencionar que hay que tener equipamiento extra para “Calibrar” el sistema. A pesar de toda la inversión monetaria y el tiempo empleado, la diversión está garantizada “pero”, la frustración aparece con muchísima facilidad si no sabes lo que haces. Estuve muchos años “refugiado y cómodo” con el audio de casa, hasta que me metí en forma seria al mundo del Car Audio. El viaje ha sido fantástico pero se gasta mucha plata porque inicialmente no se visualiza el gasto global hasta que ya estás embarcado. Eso no ocurre con la inversión de equipos para casa que sabes de antemano que tendrás que invertir una suma predeterminada. Puede que varíe con el tiempo pero tienes una noción previa. Eso no ocurre con él Car Audio. Te felicito Gonzalo por tus artículos, son entretenidos y de fácil lectura para los amigos que empiezan.
    Saludos

    • Francisco, gracias a ti por toda tu ayuda en esto también 😉

  • Matias Carrillo Bello

    Interesante tema. Desde ya, también existen algunos modelos de Radio marca Pioneer que traen ecualizadores de ajuste de tiempo de 24 bits con micrófono de ecualización automática. Si bien, esto último y su desarrollo sería una buena solución para reducir el proceso de programar un audio de calidad. ¿Existe este accesorio para Mosconi y su linea de procesadores?

Análisis

Nací deleitándome con los autos. Actualmente Ingeniero Mecánico de profesión, pero audiófilo a tiempo completo lo que me lleva hoy en día a ser el dueño de Hi End Car

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