Проектирование системы обработки цифровых сигналов

Когда дело доходит до создания потрясающе звучащей аудиосистемы, включение в систему цифрового сигнального процессора дает установщику необходимые инструменты. требуется для компенсации большинства ограничений, налагаемых транспортными средствами. Чтобы максимизировать преимущества, при проектировании системы цифрового сигнального процессора необходимо учитывать характеристики и преимущества процессора. В этой статье мы собираемся объяснить некоторые ключевые различия между системой с цифровым сигнальным процессором и без него.

Что такое процессор цифровых сигналов?

Цифровой сигнальный процессор, также называемый DSP, представляет собой аудиопроцессор, который использует микрокомпьютер для настройки сигнала в цифровой домен. В автономном процессоре аудиосигнал от источника преобразуется в цифровой поток данных с помощью аналого-цифрового преобразователя. Оказавшись в цифровой области, процессор может выравнивать, фильтровать и даже задерживать сигнал. Большинство процессоров имеют шесть или более выходных каналов, что дает нам возможность отправлять различные сигналы на выделенные каналы усилителя. Каждый канал имеет цифро-аналоговый преобразователь, обеспечивающий обычный аналоговый аудиовыход.

Цифровые сигнальные процессоры предлагают множество преимуществ по сравнению со своими аналоговыми собратьями. Все настройки выполняются в цифровом виде, что делает систему невосприимчивой к ошибкам из-за различных номиналов пассивных электронных компонентов. Диапазон регулировки у DSP намного шире, чем у аналогового процессора, а поскольку все расчеты основаны на математических уравнениях, результаты более точны и воспроизводимы. Такие функции, как задержка сигнала, гораздо проще выполнять в цифровой области, чем с использованием аналоговых компонентов.

Выбор динамиков для аудиосистем на базе DSP

Ваш выбор динамиков и сабвуферов не зависит от наличия сигнального процессора. Критерии точности, ясности и возможности вывода ничуть не меняются. Что изменится, так это то, нужны ли вам пассивные перекрестные сети.

Работа пассивного кроссовера заключается в разделении аудиосигнала, поступающего от вашего усилителя, на полосы частот, подходящие для низкочастотного и высокочастотного динамиков в вашем наборе динамиков. Само собой разумеется, что твитер не сможет точно воспроизвести информацию о средних и низких частотах, а низкочастотный динамик не сможет обработать высокочастотную информацию. В пассивных кроссоверных сетях используется сеть конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов, чтобы разделить сигнал и отправить его на соответствующий драйвер.

До сих пор мы говорили о компонентных динамиках. Мы, безусловно, можем построить потрясающую аудиосистему с коаксиальными динамиками. Коаксиальные динамики очень распространены, когда место динамика в приборной панели может вместить четырехдюймовый водитель, и многие люди выбирают коаксиальные динамики для задних мест в своих автомобилях.

Когда мы разрабатываем аудиосистему, в которой будет использоваться процессор цифровых сигналов, мы можем использовать этот процессор для разделения аудиосигнала перед его отправкой на усилитель. Недостаток в том, что нужны дополнительные каналы усилителя. Преимущество заключается в том, что у нас есть полный контроль над наклоном кроссовера и частотой для каждого драйвера. Эта гибкость настройки взаимодействия между драйверами в соседних частотных диапазонах позволяет нам гарантировать, что выходной сигнал обоих драйверов точно суммируется там, где они перекрываются. При правильном выполнении переход от одного к другому более плавный.

Соображения о размещении выступающих

В большинстве случаев мы устанавливаем модернизированные динамики в заводских местах в дверях. Твитер часто размещают в верхней части двери или на приборной панели. В зависимости от вашего автомобиля, это может поместить твитер ближе к месту прослушивания или дальше. Еще одно соображение об установке аудиосистемы в транспортном средстве заключается в том, что мы сидим гораздо ближе к левой стороне автомобиля, чем к правой. Это означает, что левые динамики воспринимаются как более громкие, и мы слышим сигнал от них раньше, чем тот, который создают правые динамики. В результате звуковая сцена сгущается с левой стороны автомобиля.

Все цифровые сигнальные процессоры имеют возможность применять задержку к выходному сигналу каждого канала. Мы можем использовать эту функцию задержки вместе с некоторыми простыми вычислениями, чтобы вы, слушатель, могли одновременно слышать звук как левого, так и правого динамика. Эффект очень похож на прослушивание высококачественной домашней аудиосистемы, где вы сидите на равном расстоянии от каждого динамика. При правильном исполнении ваша музыка будет исходить из виртуальной звуковой сцены, которая простирается за пределы ширины вашего лобового стекла.

С некоторой дополнительной настройкой мы можем отрегулировать время прихода всей передней сцены, чтобы компенсировать расстояние до сабвуфера. При правильной настройке звук из сабвуфера будет исходить из передней части автомобиля, если вы используете высококачественный сабвуфер с низким уровнем искажений.

Усилители с цифровым сигнальным процессором

Мы упоминали, что звуковые системы, разработанные с использованием цифрового сигнального процессора, часто требуют дополнительных каналов усиления. Большинство производителей предлагают четырех-, пяти- и шестиканальные усилители, а некоторые даже восьмиканальные усилители. Эти многоканальные усилители идеально подходят для аудиосистем с активной фильтрацией.

В самой простой системе мы можем использовать пятиканальный усилитель с цифровым сигнальным процессором для питания набора высокочастотных динамиков, набора среднечастотных драйверов и сабвуфера. Для более сложных систем вам могут понадобиться отдельные СЧ-динамики на приборной панели и СЧ-динамики в дверях, поэтому вам понадобится еще одна пара каналов. Если вам нравятся задние динамики, добавьте еще пару каналов. Вы можете счесть идеальным сочетание шести- или восьмиканального усилителя со специальным усилителем для сабвуфера, чтобы получить правильное количество каналов и именно ту мощность, которую вы хотите.

Выравнивание системы

Еще одним огромным преимуществом использования DSP в системе является то, что он дает нам возможность выравнивать сигнал, поступающий на каждую колонку, чтобы компенсировать отражения и резонансы в автомобиле. Динамики имеют разные кривые отклика под разными углами. В результате динамик будет звучать по-разному в зависимости от того, где он установлен.

Гибкость системы

Еще одним преимуществом создания системы, включающей цифровой сигнальный процессор, является возможность учитывать в проекте несколько конфигураций. Многие процессоры включают несколько предустановок, к которым можно получить доступ с помощью дополнительного пульта дистанционного управления или простого переключателя. Мы могли бы настроить одну предустановку, чтобы предоставить водителю отличное изображение, а вторую конфигурацию, предназначенную для использования, когда в машине находится несколько человек. Этот второй вариант устранит некоторые задержки сигнала. Точность и расположение звуковой сцены несколько ухудшится для водителя, но значительно улучшится для пассажира.

Если вы проектируете модернизацию аудиосистемы с нуля, поговорите с местным магазином автомобильных стереосистем о включении в систему цифрового сигнального процессора и не забудьте включить в стоимость час или два работы по настройке системы после ее установки. Если у вас уже есть модернизированная система, зайдите к местному продавцу аксессуаров для мобильных устройств и попросите его продемонстрировать преимущества процессора цифровых сигналов. При правильной настройке DSP может улучшить звучание вашего существующего аудиооборудования. Мы знаем, что вы будете впечатлены!