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2 de mayo de 2023

¿Por qué DSP?

DSP son las siglas de Digital Signal Processing (procesamiento digital de señales), una forma muy rápida de cálculo que puede se utiliza en muchos productos. Detectores de radar, controles de crucero y sistemas de sonido utilizan DSP.  chips de hoy. Hablemos un momento de cómo funciona el DSP en el audio de los coches. 

Tome el altavoz Audison Thesis. Ahora, ponlo en un coche.

Dondequiera que lo instalemos en un coche, no es una ubicación perfecta para el altavoz. Puede estar en una puerta, o puede estar en un salpicadero, o puede estar en un panel embellecedor. Puede estar en el eje o fuera del eje, pero sabemos que el sonido se verá afectado casi con toda seguridad por el lugar en que lo instalemos y los reflejos del vehículo. El DSP nos permite gestionar la respuesta del altavoz con ecualización, para que suene mejor, a pesar de haberlo instalado en un coche. 

Podemos decir con seguridad que este altavoz ganó't poder reproducir todos los sonidos que queramos jugar a reproducir música. Un altavoz ganó't tocar desde los agudos más altos hasta los graves más bajos. Normalmente necesitamos altavoces de diferentes tamaños (tweeters, midranges, woofers, subwoofers) cuando queremos hacer un buen trabajo de reproducir todas estas notas diferentes. 

Una vez que tenemos uno de estos sistemas de altavoces multielemento -un sistema de dos vías o un sistema de tres vías o un sistema de cuatro vías- ¡hemos pasado de un altavoz a 2, o 3, o 4! Los transductores de cada altavoz interactuarán entre sí en las frecuencias en las que se solapen, es decir, en las que ambos contribuyan al sonido. Queremos que el resultado de esta interacción suene bien, pero siempre que haya dos altavoces tocando la misma nota, es posible que se anulen mutuamente en cierta medida (a veces, en gran medida).

Esto puede ocurrir incluso si todos los transductores de los altavoces están instalados en una caja (piense en un "altavoz doméstico"), pero es aún peor cuando los distintos transductores de los altavoces están instalados en distintos lugares del vehículo, a distintas distancias del oyente. DSP nos ayuda a gestionar nuestro altavoz para que cada altavoz toque sólo las notas que debe, y nos permite asegurarnos de que nuestros múltiples altavoces tocan bien juntos sin malas cancelaciones.

Además, estamos hablando de coches estéreo. El estéreo utiliza dos canales, izquierdo y derecho, y cuando está bien configurado oímos una ilusión de intérpretes musicales entre los altavoces, delante de nosotros. Para ello, necesitamos altavoces a izquierda y derecha delante de nosotros, para cada tipo de transductor que utilicemos: tweeters, midranges y woofers (los subwoofers están exentos de este requisito). De repente, ¡necesitamos casi el doble de altavoces que en el párrafo anterior! De nuevo, cuando varios altavoces reproducen los mismos sonidos, pueden interferir entre sí, y los altavoces estéreo reproducen los mismos sonidos a izquierda y derecha siempre que el intérprete esté en el centro del escenario, así que ése es otro gran problema potencial.

El DSP nos ayuda a gestionar los altavoces izquierdo y derecho para que todo esté alineado y funciona bien en conjunto, y entonces el intérprete grabado en el centro del escenario suena como debe.

 

A menudo, los sistemas de sonido de los coches tienen que ser más potentes, porque hay mucho más ruido de fondo (¡y a veces porque es lo que prefiere el cliente!) Por eso, a menudo añadimos altavoces traseros. Pues bien, cuando instalamos altavoces traseros, creamos otra oportunidad para que los altavoces que tocan las mismas notas interfieran entre sí. Ahora los altavoces traseros pueden interferir con los delanteros.

El DSP nos ayuda a gestionar este problema potencial: podemos hacer que los auriculares traseros y los frontales suenen bien juntos, sin arruinar el sonido -o la ilusión estéreo- de la parte delantera.

Así, el DSP nos ayuda a conseguir mejor sonido de un altavoz individual (con ecualización). Nos ayuda a obtener más salida y mejor sonido cuando utilizamos varios controladores de altavoz para cubrir la gama audible (con filtros de cruce, controles de nivel y gestión de la cancelación mediante procesamiento de retardo y fase). Además nos ayuda cuando utilizamos altavoces izquierdos y altavoces derechos para reproducir sonido estéreo, o para aumentar el volumen añadiendo altavoces en la parte trasera sin interferir con los altavoces frontales (otra vez las herramientas de gestión de cancelaciones). Aunque la mayor herramienta de gestión de cancelaciones que tenemos es el retardo, no es la única que tenemos para gestionarlas.

¿Qué pasa con la integración OEM?

Los diseñadores de sistemas OEM tienen el mismo acceso al procesamiento DSP que nosotros, quizá incluso más, ya que pueden añadirlo a sus unidades principales o amplificadores OEM en la fase de diseño. Si deciden utilizar ecualización, filtros de cruce, retardo o manipulación de fase, tienen la capacidad. Parece que la mayoría de las unidades principales OEM tienen una funcionalidad DSP básica hoy en día - vemos unidades principales básicas con todos esos tipos de procesamiento en muchos coches de nivel medio y básico hoy en día.

La cuestión es que ninguno de esos procesamientos está pensado para nuestro nuevo sistema de altavoces. Si hay filtros de cruce, probablemente no sean los filtros de cruce que harían que nuestros altavoces sonaran bien. Si hay ecualización, o retardo, o manipulación de fase, nada de eso se hizo para nuestro sistema de altavoces (a menudo, es una melodía aguada promediada para ambos asientos delanteros, en lugar de los sistemas optimizados para el asiento del conductor que a menudo vendemos a nuestros clientes). Y lo que es peor, el procesamiento de sonido OEM a menudo frustra las técnicas que planeamos utilizar para gestionar nuestro nuevo sistema de altavoces. Si no corregimos el procesamiento OEM, podemos encontrarnos con grandes dificultades para obtener el sonido que esperamos de nuestros nuevos altavoces. Si queremos utilizar el retardo, necesitamos que todas las señales estén en fase entre sí en todas las frecuencias para que el retardo funcione como esperamos.

Los DSP con capacidad de Integración OEM tienen funciones específicas destinadas a permitirnos corregir el procesamiento OEM antes de utilizar el DSP para gestionar nuestro nuevo sistema de altavoces. No todos los DSP tienen funciones de integración OEM, y la mayoría son bastante limitados en este sentido, pero un DSP con una buena integración OEM puede simplificar mucho la obtención de un buen sonido.

Creía que el DSP era para la gama alta.

Depende de lo que entiendas por "gama alta". Si lo que quiere decir es "nos importa lo suficiente el sonido resultante como para querer que sea bueno", entonces quizá sí sea "de gama alta". Pero los fabricantes de equipos originales lo utilizan para mejorar el sonido y el volumen de los sistemas básicos de cuatro altavoces. No es sólo para coches de "alta gama", ¡puede hacer que cualquier sistema de altavoces suene mucho mejor!

¿El DSP te ayuda a hacer más ruido?

Pues bien, cuando varios altavoces interactúan, a menudo pierden salida en varias notas. Utilizar un DSP para gestionar las cancelaciones puede dar como resultado un sistema con más salida en todas las notas.

¿Qué hacemos con un DSP para que funcione el estéreo en los coches?

Básicamente, hacemos que los lados izquierdo y derecho suenen igual, y gestionamos los distintos altavoces para que no interfieran demasiado entre sí. Una vez hecho esto, la reproducción estéreo se produce sin más: es un efecto secundario de la reproducción de grabaciones estéreo en sistemas que cumplen esas dos condiciones.

¿No hay mucho más en juego?

Bueno, sí y no. Efectivamente, hay cosas en las que la experiencia nos ayuda, pero hacer que el estéreo funcione en un coche es, efectivamente, hacer que la izquierda y la derecha coincidan en nivel y respuesta de frecuencia, y poner los altavoces en fase entre sí utilizando las técnicas de gestión de la cancelación antes mencionadas. Eso es lo que hace que el estéreo funcione en tu salón. En los trabajos de integración de OEM, lo más importante es empezar con una buena señal.

¿Recomienda algún procesador DSP en concreto?

Sí, la nueva familia de amplificadores DSP AF Forza cuenta con funciones de integración OEM líderes en el sector, ecualizadores muy potentes y un gran conjunto de herramientas de gestión de sistemas y cancelaciones.

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