El coche para la audición de calidad, un difícil reto…

car audio

Hoy en día, muchos aficionados a la música, pasan más tiempo sentados en el coche, conduciendo al trabajo, viajando el fin de semana, o desplazándose por ocio, que pudiendo sentarse en el salón a escuchar música tranquilamente. La ajetreada vida actual, en la que tanto nos desplazamos en coche por obligaciones o deseo, así lo propicia.

Más que verse como un castigo impuesto por la sociedad actual, esta circunstancia se presenta para mucha gente como una oportunidad. Una oportunidad para aprovechar el tiempo de conducción compartiéndolo con la actividad de la escucha. La escucha de noticias, información, radio… y como no, disfrutar del placer de la música en alta fidelidad.

Un vehículo, como cualquier otro entorno de escucha, en el que el sonido es reproducido por un sistema de audio, está sometido a diferentes requerimientos que rara vez proveerá correctamente un “sistema de serie” cuando se pretende reproducir el sonido grabado con alta fidelidad: calidad en la grabación, fidelidad de la fuente de reproducción, de la amplificación, de los altavoces, de los medios de transmisión… Pero a su vez, las peculiaridades propias del coche como entorno de audición, aportan unos handicaps añadidos, que lo convierten en un auténtico reto con sus inconvenientes propios…

A continuación, vamos a enumerar y describir brevemente los más importantes. Y dejamos así iniciado un camino, que nos permitirá en próximos artículos, tratarlos individualmente, con técnicas y detalles.

 

 LOS INCONVENIENTES ACÚSTICOS DEL AUTOMÓVIL

Distancia asimétrica de los altavoces a los oyentes

Una de las primeras cosas que se nos vienen a la cabeza al pensar en la reproducción del sonido dentro de un coche es que “los oyentes están más cerca de unos altavoces que de otros”. Y como muestra: el conductor tiene los altavoces izquierdos mas cerca que los derechos…

Esto rompe con una de las enseñanzas básicas del estéreo tradicional, que dice que, para una correcta recreación del espacio sonoro, el oyente ha de estar a la misma distancia de los altavoces derecho e izquierdo…

Como se aprecia en la imagen, el conductor de un coche no está situado en el centro de la incidencia de los altavoces.

De esta manera, al oyente le llega el sonido de un lado un poquito antes y un poquito más fuerte que el del otro, dependiendo de la mayor o menor asimetría de cada coche.

Y no sólo eso, sino que si el sistema de sonido de nuestro coche tiene más de una vía por canal, o sea, si para cada canal tenemos altavoces especializados para los diferentes rangos de frecuencias (tweeters para agudos más arriba, woofers para graves más abajo, etc), estaremos complicando el problema, ya que no solo es que el canal izquierdo estará a diferente distancia del derecho, sino que además cada uno de estos canales tiene 2 altavoces especializados, situados a diferentes distancias de nosotros.

De esta manera, tenemos en la parte delantera 4 altavoces emitiendo el sonido desde distancias asimétricas, y que incide en nosotros en 4 instantes un poco diferentes entre sí. Si a esto le añadimos los altavoces traseros que llevan muchos coches hoy en dia, la cosa se complica…

El resultado de esto, es una cierta incoherencia en el sonido que incide en nuestro oido, unas ciertas cancelaciones y refuerzos entre altavoces a determinadas frecuencias deteriorando sutilmente la linealidad de la respuesta en frecuencia, y una recreación del espacio sonoro original menos fiel…

La solución: “El Alineamiento Temporal”

Como para todo en este mundo existe una solución, este caso no podía ser menos. En el mundo del car audio, existe una técnica de procesado de la señal que sale de cada uno de los altavoces, y que consiste en retrasar independientemente un poco la emisión de cada uno de los altavoces, de forma que se sincronicen para que la incidencia del sonido en nuestro oido sea al mismo tiempo, tal como ocurriría si estuviesemos sentados justo en la mitad entre los altavoces.

Tendremos la oportunidad de verlo con más detalle en futuros artículos, pero para entenderlo, veamos un ejemplo: Supongamos que tenemos en nuestro coche, una distancia desde el altavoz izquierdo hasta nuestro oido de 90 cms, y una distancia desde el altavoz derecho hasta nuestro oido de 150 cms. De esta forma, el sonido del altavoz izquierdo llega a nuestro oído casi 2 milisegundos antes que el del altavoz derecho… Entonces, ¿Que tal si desde la fuente de sonido, retrasamos la emisión de sonido del altavoz izquierdo en 2 milisegundos? Asi sí, el sonido de ambos altavoces llegará a la vez y en sincronía, a nuestro oido, tal como si estuviésemos situados justo en el centro entre ellos…

Esto es básicamente el alineamiento temporal, que puede hacerse incluso con cada via individual de cada canal. Lo unico necesario para hacerlo, es que nuestra fuente de audio (Radio CD o procesador) dé la posibilidad de hacerlo. Hoy en dia existen dispositivos que lo ponen muy fácil e incluso procesadores que lo hacen automáticamente después de realizar un test sonoro en nuestro coche. Ya sea de forma automática, o con precisión manual, esta técnica realizada correctamente permite conseguir una mayor coherencia y cohesión en la recreación del espacio sonoro dentro de nuestro vehículo.

Espacio pequeño, con muchas reflexiones

El interior de un coche es un espacio reducido, en el que estamos rodeados de multitud de diferentes superficies cercanas que reflejan el sonido que incide sobre ellas: el plástico y goma del salpicadero, el volante y control de mandos, los cristales de las ventanillas y parabrisas, etc. Cada una de estas superficies, refleja el sonido en cierta manera, de forma que cuando los altavoces reproducen música, nosotros oímos el sonido directo del altavoz sumado al sonido reflejado. Este sonido reflejado tiene bastante potencia, ya que, al contrario de lo que ocurre en una sala grande, las superficies que reflejan el sonido están muy cercanas a nosotros y a los altavoces, por lo que el sonido reflejado no tiene tiempo de atenuarse con la distancia, y llega a nuestro oído con más potencia que en una sala grande.

 

Estas reflexiones de cierta potencia, hacen que la sonoridad directa se refuerce, pero a su vez, como este sonido reflejado recorre diferentes caminos que la señal directa, llega con varios desfases respecto a la señal original, haciendo que el sonido pierda definición y precisión.

La solución: “La orientación de los altavoces”

La solución para aprovechar el refuerzo de la sonoridad, y reducir la perdida de definición de la música que causan las reflexiones, está en la orientación de los altavoces, sobre todo los de altas frecuencias (tweeters). Hay que conseguir maximizar el sonido que viene directo del altavoz al oido respecto al sonido que viene procedente de las reflexiones. Asi, conseguiremos percibir con mas claridad el sonido directo.

La orientación de los altavoces de agudos es especialmente importante para aumentar la definición respecto a las reflexiones, y no perder respuesta en el extremo más alto de las frecuencias

Esto es especialmente necesario en los altavoces de altas frecuencias, que, al ser más directivos (emiten el sonido de forma más focalizada), puede ocurrir que si no están bien orientados hacia nuestro oido, estemos desaprovechando mucha potencia de incidencia directa, y oyendo más cantidad de las reflexiones. Y por lo tanto, perdiendo definición, claridad, y respuesta en altas frecuencias, que se perderían en otras direcciones antes de llegar a nuestro oído.

 

Resonancia de los paneles y superficies

Los paneles y plásticos internos de los coches, por sólidos que puedan parecernos, siempre sufren de vibración cuando hacemos sonar música a ciertos niveles de potencia en el interior del coche. Esto es especialmente notable en los paneles interiores de las puertas, donde suelen ir colocados los altavoces, que vibran y oscilan con la presión de la música.

Esto es perjudicial en dos sentidos. Por un lado, la vibración de las puertas resonando, crea ruido ambiente, que se añade y ensucia la música reproducida. Por otro lado, la baja rigidez de los paneles, forma una base poco solida para los altavoces cuando el coche tiene los altavoces anclados en los paneles (y no en el metal interno de la puerta), perjudicando la consistencia y solidez como soporte del altavoz a la hora de reproducir graves potentes.

La solución: “Insonorización, y anclaje de altavoces”

Puerta de vehiculo insonorizada con tela asfáltica, y woofer anclado a la estructura metálica de la puerta.

Una práctica importante para un equipo de audio de alta calidad, es la insonorización de las puertas donde van colocados los altavoces, mediante láminas de tela asfáltica diseñadas para car audio. Tendremos la posibilidad de analizarlo más en detalle en futuros artículos, pero básicamente, la razón es que estos materiales tienen la propiedad de reducir el ruido de vibración gracias a su capacidad de absorción y su masa, mejorando la limpieza en la reproducción general y la claridad en graves.

Por otro lado, el mejor anclaje de los altavoces, es en el metal interno de la puerta, tal como vienen de serie muchos coches. Pero en caso de que nuestro coche no sea asi, o no ser posible, es muy aconsejable que se refuerce con aros de madera la zona del panel donde va anclado. La mejora en el resultado valdrá la pena, sobre todo para los anclajes de fábrica menos sólidos.

 

Refuerzo sonoro propio del habitáculo (cabin gain)

Todos nos habremos percatado alguna vez de que la música siempre parece tener los graves reforzados en el interior de los coches. Y no solo la musica, sino incluso a veces puede percibirse esto mismo en sonidos reales como nuestras voces cuando hablamos, o el ruido ambiente.

La linea punteada representa la respuesta de un subwoofer en caja sellada, al aire libre. Y la linea contínua es la respuesta en el interior de un coche (filtrado paso-bajo). Como puede verse, el extremo grave resulta reforzado por el interior del coche, debido al “cabin gain”

Esto es debido al “cabin gain” o ganancia propia del habitáculo. Un fenómeno que ocurre en recintos pequeños respecto a ciertas longitudes de onda, como lo son los coches respecto a las frecuencias graves. Junto a las paredes y cristales del coche, se dan altas presiones de sonido a todas las frecuencias, pero cuando estas frecuencias son tan bajas como para que su longitud de onda suponga que esas altas presiones ocupan todo el interior del habitáculo, desde una pared a la de enfrente, percibimos un refuerzo a partir de esas frecuencias, y más bajas.

 

La solución: “Ecualización, ganancias y filtrado”

El ideal en toda sala de escucha, es tener una respuesta plana por parte del recinto. Pero un refuerzo en graves a partir de ciertas frecuencias, como es el “cabin gain”, suele estropearlo. Una de las soluciones más típicas es el utilizar estratégicamente la ecualización, la ganancia del subwoofer y su filtrado respecto a los woofer, para conseguir una transición lineal entre los graves y los subgraves y una respuesta más plana. En futuros artículos tendremos también la oportunidad de verlo con más detalle y analizar algún caso práctico como ejemplo.

 

Sonido motor y rodadura

En el interior de los coches en marcha, es inevitable oir el ruido del motor y rodadura, en mayor o menor medida, pero inevitable. Lo que supone otra importante diferencia respecto a la audición en salas.

Este ruido supone muchas veces un sutil (y otras veces no tan sutil) e incómodo enmascaramiento de los detalles musicales a ciertas frecuencias, reduciéndose el rango dinámico percibido de la grabación original. Por esto, se puede reducir la percepción de ciertas sensaciones, armónicos sutiles y matices, que deberian formar parte de la experiencia musical… Además, la musica parece tener menos sonoridad en la zona que afecta el ruido, propiciando una sensación general de “no linealidad”. Por lógica parece una cuestión inevitable, pero ¿hay remedios factibles?…

La solución: “Ecualización e insonorización”

El ruido del motor y rodadura tendrá un patrón espectral propio en cada coche, siendo en casi todos un ruido principalmente de frecuencias graves y medio-graves. Este patrón y su intensidad además varíará con la velocidad.

Ejemplo del análisis espectral del ruido del motor y rodadura de un coche en marcha. Como se aprecia, la mayor carga energética está en frecuencias medias y graves.

Una solución para disminuir el enmascaramiento y la perdida de rango dinámico, y así aumentar la relación “señal a ruido” en esa franja frecuencial en la que está afectando el ruido, es aumentar la sonoridad de la música con un patrón de ecualización similar al que añade el ruido. De esta forma, conseguiremos una percepción más lineal, más plana, de la música reproducida, y con una dinámica más fiel a la original. En futuros artículos podremos ver con más detalle como aplicar esta técnica.

Por otro lado, y para el que esté dispuesto, siempre vendrá bien también reducir el ruido que entra al habitáculo en los coches más ruidosos mediante la insonorización del suelo del habitáculo, del suelo del maletero, etc.

 

LOS INCONVENIENTES ELECTROACÚSTICOS DEL AUTOMÓVIL

Limitaciones eléctricas

Cómo no, las características eléctricas del coche tampoco son como las de las salas de audición. La energía eléctrica suministrada por la batería y el alternador tiene limitaciones propias respecto a la suministrada por la red eléctrica convencional.

Por un lado, la limitación de potencia contínua viene dada por las posibidades de entrega de corriente contínua del alternador. Si el sistema de carga del coche no es capaz de evitar que se vaya descargando la bateria mientras escuchamos música, quiere decir que nuestro sistema de amplificación consume más potencia RMS de la que puede suministrar nuestro alternador. En ese caso, o necesitamos sustituir el alternador por otro de mayor capacidad, o sustituir los amplificadores por otros más eficientes (Clase D), u oir la música a niveles menos fuertes…

Pero no hay que alarmarse, muchas veces no es necesaria ninguna modificación. Lo normal es que, si después de una escucha prolongada a cierto volumen y con el coche en marcha, no experimentamos pérdidas de intensidad en las luces, o bajada del voltaje del sistema eléctrico del coche, significa que nuestro sistema eléctrico es suficiente para nuestro equipo de audio (a ese nivel de volumen).

Por otro lado, otra limitación eléctrica en los coches está en la entrega de picos de potencia instantáneos. Este es un aspecto importantísimo en la reproducción musical de calidad, y es que es básico, para mantener la fidelidad dinámica original (con toda la transmisión de sensaciones que ello implica), que el sistema eléctrico sea capaz de inyectar los chorros instantáneos de corriente que solicita la amplificación en cada variación de intensidad sonora que contiene constantemente la música humana. En este sentido, la batería es la que juega el papel más importante, ya que es la reserva energética rápida, que suple los chorros instantáneos de corriente que no tiene tiempo de proporcionar el alternador. En futuros artículos podremos ver el efecto dramático que tiene este aspecto en la calidad sonora, y algunas técnicas posibles para mejorarlo.

 

Limitaciones de tecnologías de amplificación

Por cuestiones de disponibilidad eléctrica, estética, espacio y posibilidades de refrigeración, no todas las tecnologias de amplifcación nos van a resultar adecuadas para la utilización en el coche. Esta limitación dependerá de las circunstancias concretas de cada coche, y de nuestros requerimientos concretos ajenos al audio, como la funcionalidad, la estética, espacio, etc.

Podemos comentar, eso sí, las características más básicas de las tecnologías de amplificación típicas que suele ofrecer el mercado para el automóvil.

Amplificadores Clase A:

Alta calidad de sonido. Gran tamaño respecto a la potencia que dan. Alto consumo eléctrico y poca eficiencia, por lo que se calientan y pueden necesitar refrigeración automática. Suelen ser poco prácticos en car audio.

Amplificadores Clase AB:

Alta calidad de sonido. Menor consumo y mayor eficiencia. Son los más comunes en car audio, debido a su alta relación calidad de sonido/practicidad.

Amplificadores Clase D:

Calidad de sonido más comprometida en sonidos medios y agudos, aunque esta mejorando notablemente en los últimos tiempos. Bajo consumo y alta eficiencia. Tamaño muy reducido respecto a la potencia que proporcionan. Son los más prácticos para car audio, pero sin cumplir todavía con los requerimientos de calidad sonora más exigentes, sobre todo en medios y agudos. Muy buena opción para amplificación de graves y subgraves.

Otras tecnologías:

Existen otras tecnologías y combinaciones de las anteriores, menos comunes, pero que pueden ofrecer carácterísticas combinadas que nos pueden ser de interés.

En futuros artículos tendremos la oportunidad de ver más en detalle cada una de ellas, su tecnología y algunas de sus posibilidades.

 

Conclusión

Como hemos visto, conseguir hacer de un coche un entorno de audición de alta calidad, no es tarea fácil. No sólo está sometido a los mismos problemas que la sonorización de cualquier sala (estudio y elección de los componentes, estudio de configuraciones, acústica, etc), sino que además tiene grandes particularidades propias. Esto lo convierte en un interesante reto, que podremos llevar a cabo nosotros, o contando con la ayuda de un buen instalador profesional que nos dé el trabajo realizado “llave en mano”.

Para nuestro alivio, mejorar el sistema de sonido de un coche no exige solucionar todos y cada uno de estos problemas, sino que debemos decidir cuales y en que grado estamos dispuestos a corregir, y en base a esto, mayor será la satisfacción que consigamos. Pero eso sí, conseguir los mejores resultados requerirá de tanta o más exigencia que la sonorización de cualquier otro recinto de audición.

 

Share on Facebook0Tweet about this on TwitterShare on Google+0Share on LinkedIn0Share on Reddit0Email this to someone

Acerca de Diego Ena

Desde siempre he tenido un gran interés por los fundamentos y curiosidades del sonido. Durante mis estudios tuve la suerte de poder hacer una especialización sobre audio, y aunque no me dedico profesionalmente a ello, a día de hoy sigo siendo un gran aficionado. Con este blog espero aportar mi granito de arena a la afición por el interesante mundo del sonido.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *