Obecnie istnieje wiele sposobów na wyposażenie samochodu w wysokiej jakości technologię audio. Ciekawostką może być fakt, że dźwięk jest kalibrowany inaczej dla funkcji odtwarzania niż do rozmów telefonicznych. – System dźwiękowy samochodu jest definiowany przez klasę pojazdu. Następnie opracowuje się koncepcję i strategię, która jest wykorzystywana podczas składania zestawu głośników. Różnią się one w zależności od tego, czy przewidziany jest wzmacniacz zewnętrzny – mówi Vlastimil Navrátil, koordynator działu odbioru i dźwięku w Škoda Technical Development.

Podstawowy zestaw obecny w samochodzie składa się z radia i głośników. Nieporównywalnie lepsze wrażenia oferuje nagłośnienie, które posiada większą liczbę urządzeń oraz dostarcza lepszej jakości dźwięk. Škoda oferuje dwa typy tej technologii – rozwiązanie prostsze, występujące w mniejszych modelach (Škoda Sound), które jest opracowywane przez markę, oraz system dźwiękowy Canton dla modeli Octavia, Superb, SUV-ów i samochodów elektrycznych. Opracowany wspólnie z prestiżowym niemieckim producentem, Canton oferuje system trójpasmowy dla przednich i dwupasmowy dla tylnych drzwi, a także zawiera głośnik średniotonowy i subwoofer.

Rozmieszczenie głośników ma kluczowe znaczenie dla dobrego nagłośnienia wnętrza. To dosłownie kwestia milimetrów.

Nasze samochody mają przestronne wnętrza, ale mimo to np. panele drzwiowe są tak cienkie, jak to tylko możliwe. Oznacza to, że nie ma wiele miejsca na różne komponenty – zajmują je mechanizmy regulacji okien, kontrolery drzwi i miejsce na plastikową butelkę. A musimy zamontować tam jeszcze głośniki – mówi Petr Rakušan, który odpowiada za głośniki samochodowe.

Inżynierowie starają się, aby głośnik znajdował się jak najbliżej osłony siatkowej i nie kolidował z innym „wyposażeniem drzwi”. Istotną rolę odgrywa też sztywność blachy, dlatego głośników nie można zamontować w dowolnym miejscu. W szczególności niskotonowy potrzebuje jak najsztywniejszej przestrzeni, dlatego umieszcza się go w dolnym rogu drzwi w pobliżu zawiasu, aby wyjście audio nie przenikało do innych części. Głośnik średniotonowy montowany jest bezpośrednio na panelu drzwiowym, czyli na plastiku.

W tym przypadku trudno znaleźć najlepszą pozycję. Wykonujemy wiele prób, aby znaleźć najlepsze rozmieszczenie i kąt dla pasażerów samochodu – ujawnia Navrátil.

Głośnik wysokotonowy też był umieszczany w drzwiach, ale został przeniesiony na słupek A, co przyniosło znaczną poprawę jakości. Jest to optymalna pozycja, więc inżynierowie obecnie zajmują się przede wszystkim kątem i optymalizacją osłon maskownicy, aby dźwięk przechodził przez nie bez utraty wierności, zanim dotrze do przestrzeni wewnętrznej. Samochody Škoda, m.in. aby zapewnić dobrą widoczność, mają bardzo smukłe przednie słupki, więc głośnik musi konkurować o przestrzeń z poduszkami powietrznymi i wężami odpływowymi z szyberdachu.

Ostatnim typem głośnika w samochodzie jest średniotonowy, który jest umiejsciowiony na desce rozdzielczej. Dźwięk z niego kierowany jest na przednią szybę, skąd odbija się w kabinie.

Ten głośnik znacznie poprawia wrażenia słuchowe i naturalność dźwięku – głos wokalisty lub inny główny element dźwiękowy słyszy się przed sobą, a nie z boków – wyjaśnia Tomáš Bambásek, odpowiedzialny za nagłośnienie.

Co ciekawe, proces rozwoju systemu audio często musi zmagać się ze sprzecznymi wymaganiami różnych zespołów.

Oczywiście ściśle współpracujemy z projektantami i możemy wymyślić idealną pozycję głośników, ale potem kolega odpowiedzialny za czujniki żyroskopowe poduszek powietrznych, mówi, że potrzebuje tego miejsca. On naturalnie ma pierwszeństwo ­– wyjaśnia Rakušan.

Na kolejnym etapie konieczne jest sprawdzenie czy wszystko działa poprawnie. Pierwszym krokiem jest wykonanie pomiarów statycznych. To badanie odbywa się w idealnych warunkach laboratoryjnych – ciszy nie zakłóca hałas z zewnątrz.

Mierzymy charakterystykę częstotliwościową samochodu, aby zobaczyć, jak na różne parametry wpływa osłona grilla głośnika lub umieszczenie głośnika w drzwiach czy na desce rozdzielczej. Staramy się osiągnąć jak najbardziej zrównoważony charakter dźwięku, czyli możliwie najbardziej płaską krzywą. Innymi słowy, wejście jest takie samo jak wyjście, dlatego nie dodajemy basów, średnich tonów itp. Celem jest, aby dźwięk nagrania w jak największym stopniu odzwierciedlał to, co zostało stworzone w studiu – wyjaśnia Bambásek.

Około osiemdziesiąt procent parametrów jest kalibrowanych w ten sposób (w systemie Canton ta część jest wykonywana automatycznie), a pozostałe dwadzieścia procent jest wykonywana ze słuchu.

We dwóch wsiadamy do samochodu i rozwiązujemy napotkane problemy. Każdy z nas ma różne utwory referencyjne – wiemy, jak mają brzmieć w warunkach studyjnych i na dobrym sprzęcie, więc mamy świadomość, co powinniśmy usłyszeć. W samochodzie staramy się jak najbardziej zbliżyć do tego poziomu – wyjaśnia Bambásek.

Po zakończeniu strojenia statycznego samochód jedzie na tor testowy. Tam symulowane są różne nawierzchnie i prędkości jazdy, kiedy odtwarzana jest muzyka. Testerzy również na zmianę siadają na różnych siedzeniach, wychwytując pojawiające się subtelne niuanse dźwiękowe. To bardzo subiektywna sprawa, dlatego ważne jest, aby podczas testów kilka osób na zmianę słuchało znanych im utworów. Tylko w ten sposób mogą wykryć najmniejsze nieprawidłowości. Czescy inżynierowie przyznają, że często odkrywają korzystanie z tych samych referencyjnych utworów, co ich odpowiednicy w innych markach grupy Volkswagen.

Konfiguracja dźwięku do rozrywki, czyli głównie do słuchania muzyki, różni się od tej do rozmów w trybie głośnomówiącym przez podłączony telefon, sterowania asystentem głosowym Laura lub telefonem oraz modułem alarmowym, który aktywuje się w razie wypadku.

Parametry te różnią się w zależności od zastosowanej technologii. Dla każdego z nich jakość sygnału audio, czyli mowy, jest zalecana lub wręcz wymagana przez normę, a charakterystyka jest sprawdzana podczas homologacji samochodu. Użytkownik ma możliwość skorzystania z klasycznego zestawu głośnomówiącego Bluetooth lub bardziej zaawansowanych technologii Apple CarPlay lub Android Auto, gdzie dane są przesyłane przez Wi-Fi lub kabel USB.

Główna różnica w konfiguracji audio polega na tym, że aplikacje głosowe dodają kolejne ogniwo w naszym łańcuchu – mikrofon. Oczywiście mikrofony nie tylko wychwytują głos mówiącego, ale wszystkie dźwięki i hałasy w samochodzie. Naszym głównym zadaniem w tym zakresie jest przetworzenie sygnału tak, aby niepożądane szumy z otoczenia były tłumione, a wypowiadane słowo zrozumiałe w każdych okolicznościach. To bardzo ważne w przypadku potrzeby wezwania pomocy, np. gdy pasażer dozna kontuzji będąc w uszkodzonym samochodzie – wyjaśnia Tomáš Choura, który jest odpowiedzialny za aplikacje głosowe.

Inżynierowie przeprowadzają większość tych testów akustycznie, chociaż niektóre testy elektryczne są nadal stosowane. Dla zestawu głośnomówiącego np. przeprowadza się blisko pięćset testów, mierzących podstawowe parametry kanału telefonicznego, takie jak poziom zniekształcenia, charakterystykę częstotliwościową i tłumienie sprzężenia zwrotnego. Bardziej zaawansowane próby sprawdzają stabilność i zrozumiałość podczas jednoczesnej mowy. –

W momencie kiedy jesteśmy zadowoleni z tych wstępnych testów, symulujemy jazdę samochodem w laboratorium i próbujemy stłumić hałas otoczenia, ale nie całkowicie. Utrzymujemy go na niskim poziomie, aby było jasne, że kierowca musi poświęcić większość swojej uwagi prowadzeniu. Oczywiście głos musi być czysty, wyraźny i nie może być zagłuszany przez hałas otoczenia – mówi Choura.

Podobnie jak w przypadku testowania głośników, ostatni etap odbywa się w rzeczywistych warunkach na torze testowym. Ten etap usuwa ostatnie niedociągnięcia, zwracając szczególną uwagę na hałas otoczenia. Zastosowane algorytmy są bardzo solidne i elastyczne, co pozwala im dynamicznie dostosowywać się do różnorodnych warunków jazdy.

W momencie, kiedy wejdziemy w erę autonomicznej jazdy, pasażerowie będą chcieli się dobrze bawić podczas podróży bez hałasu z zewnątrz. Z tego względu coraz więcej systemów będzie opracowywanych, aby tłumić dźwięki. Źródłem ich części są mikrofony zewnętrzne, ale hałas z podwozia, nadkoli itp. również musi zostać przetworzony. Ta technologia już istnieje, ale nadal jest bardzo drogim rozwiązaniem, na które większość producentów samochodów nie może sobie pozwolić. Tak więc przyszłość leży w znalezieniu odpowiedniego technicznie i wykonalnego rozwiązania w rozsądnej cenie.

Co ciekawe, w przyszłości będzie możliwe, aby każdy pasażer w samochodzie mógł odtwarzać swój własny dźwięk, nie przeszkadzając przy tym innym. Powstanie wtedy kilka niezależnych stref – jedna osoba będzie mogła rozmawiać przez telefon, inna słuchać audiobooka, a jeszcze inna zachwycać się Mozartem lub AC/DC. Nie będzie problemów z dzieleniem tego samego wnętrza. Badania i rozwój samochodów w tym kierunku trwają, podobne rozwiązania już istnieją, ale wciąż są w podstawowym stadium zaawansowania. Wizja przyszłości jest jednak interesująca.

Źródło: Škoda