Jak se ladí auto na hudbu i na telefonování?

Možností, jak dnes automobil vybavit kvalitní audio technikou, je řada. Věděli jste třeba, že zvuk se ladí jinak pro reprodukci a jinak pro telefonování? „Ozvučení automobilu se definuje jeho třídou. Vznikne koncept a strategie, kterou pak při sestavování sady reproduktorů používáme. Liší se mimo jiné třeba podle toho, zda se počítá s externím zesilovačem,“ otevírá téma Vlastimil Navrátil, koordinátor oddělení příjmu a zvuku v Technickém vývoji ŠKODA AUTO.

Umístění reproduktorů ve výplni předních dveří nové verze modelu ŠKODA KODIAQ.

Základní verze ozvučení se skládá z rádia a reproduktorů. Nesrovnatelně lepší zážitek nabízejí takzvané sound systémy, které přinášejí lepší zvuk a vyšší počet reproduktorů. ŠKODA nabízí dva typy, jednodušší, který najdeme v nižších modelech, se jmenuje ŠKODA Sound a automobilka si jej vyvíjí sama. Pro modely OCTAVIA, SUPERB, vozy SUV a elektromobily tu pak je sound systém Canton. Ten se vyvíjí společně s prestižním německým výrobcem. Nabízí třípásmový systém pro přední a dvoupásmový pro zadní dveře a jeho součástí je i středový reproduktor a subwoofer.

K ovládání audia dnes slouží hlavně dotykový displej infotainmentu, jako zde v nejnovějším voze z Mladé Boleslavi, elektrickém SUV ŠKODA ENYAQ COUPÉ RS iV

Boj o každou píď

Zásadní pro dobré ozvučení interiéru je umístění reproduktorů. Jde u toho doslova o milimetry. „Naše vozy vynikají vzdušným interiérem, takže například výplně dveří se dělají co nejtenčí. Pro různé komponenty je v nich tedy málo místa – jsou tam stahovače oken, řídicí jednotka dveří nebo požadavek na prostor pro uložení plastové lahve. A k tomu se tam my potřebujeme vejít s reproduktory,“ popisuje Petr Rakušan, který zodpovídá za reproduktory ve voze.

Reprobedny ve dveřích musí nejen dobře znít, ale také vypadat

Inženýři se snaží zajistit, aby reproduktor měl co nejmenší odstup od krycí mřížky a nekolidoval s ostatní „dveřní výbavou“. Významnou roli hraje také tuhost plechu, i proto nelze reproduktory umístit kamkoliv. Především ten basový potřebuje co nejtužší místo, proto se umisťuje do spodního rohu dveří u pantu, aby se zvukový výkon nepřenášel do dalších částí. Středový reproduktor se montuje přímo na výplň dveří, tedy na plast. „Tady se potýkáme s tím najít tu skutečně nejlepší pozici. S nejlepším místem a natočením na posádku si hodně hrajeme i tady,“ odkrývá Navrátil.

Praktickou novinkou ve vozech ŠKODA, která zjednodušuje přehrávání obsahu z mobilu, je dobíjecí Phone box.

Výškový reproduktor býval rovněž ve dveřích, před časem se ale přesunul do A-sloupku, což znamenalo výrazný posun kvality reprodukce. Poloha je to optimální, technici tedy řeší především natočení a optimalizaci mřížek tak, aby se o ně zvuk nerozbil, než se vůbec dostane do prostoru interiéru. Mimo jiné kvůli dobrému výhledu mají vozy ŠKODA přední sloupky velmi štíhlé, takže na reproduktor v nich je minimum prostoru, který navíc ubírají airbagy a odvodňovací hadice od střešního okna. Je to boj o každý milimetr.

Spolupráce i boj o dobré umístění

Posledním typem reproduktoru je ten středový na palubní desce. ŠKODA zvuk z něj směruje na čelní sklo, od něhož se odráží do kabiny. „Tento reproduktor výrazně vylepšuje dojem z poslechu a přirozenost zvuku – interpreta nebo jinou hlavní zvukovou linku slyšíte před sebou, nikoli ze stran,“ vysvětluje Tomáš Bambásek zodpovědný za sound systémy.

Zvuk ze skrytého reproduktoru na palubní desce míří na čelní sklo.

Z výše popsaného je patrné, že během vývoje na sebe narážejí často protichůdné požadavky různých týmů, které pochopitelně hájí právě tu svou zodpovědnost. Do jaké míry tedy může oddělení příjmu a zvuku „lobbovat“ za co nejlepší umístění reproduktorů? „S designéry pochopitelně úzce spolupracujeme, můžeme si vymyslet ideální zástavbové místo, pak ale kolega, který má na starosti například gyroskopické senzory pro airbagy, řekne, že danou pozici potřebuje, a má pochopitelně přednost,“ vysvětluje Rakušan.

Počty reproduktorů pro jednotlivé úrovně audiosystému jsou dané. Volit tedy lze základní ozvučení jen vpředu či ve všech dveřích, nebo jeden ze dvou sound systémů. Ten nejlepší Canton tak nabízí jedenáct reproduktorů a subwoofer o výkonu dvakrát sto wattů. Celkový výkon této soustavy činí podle modelu vozu až 675 wattů. Paušálně lze říct, že parametry jako počet reproduktorů a hudební výkon jsou s drobnými odchylkami stejné pro všechny modely, do nichž se daný systém montuje.

Technika i lidské ucho

„Železo“ bychom tedy měli, teď je potřeba vše správně naladit. Jako první se přikročí ke statickému měření. Auto stojí v ideálních podmínkách v laboratoři, je ticho, žádný venkovní hluk. „Měříme frekvenční charakteristiky vozu, abychom zjistili, jak různé parametry ovlivňuje krycí mřížka nebo uložení reproduktoru ve dveřích či na palubní desce. Snažíme se docílit co nejvyrovnanějších charakteristik, tedy co nejplošší křivky. Jinými slovy aby to, co je na vstupu, bylo i na výstupu. Abychom nepřidávali basy, středy a podobně. Cílem je, aby nahrávka zněla co nejvíc tak, jak ji namíchal zvukař ve studiu,“ vysvětluje Bambásek.

Vozy ŠKODA nabízejí i algoritmus pro prostorový zvuk: k dispozici je Dolby Pro Logic nebo Fraunhofer Panorama.

Tímto způsobem se naladí asi osmdesát procent parametrů (u systému Canton se tato část provádí automatizovaně), zbylá pětina se potom dělá takzvaně na ucho. „Ve dvou si sedneme dovnitř a v podstatě vychytáváme mouchy. Každý máme naposlouchané různé skladby, víme, jak by měly znít ve studiových podmínkách na kvalitní aparatuře, takže víme, co bychom chtěli slyšet. Snažíme se k tomu co nejvíc přiblížit i ve voze,“ vypočítává Bambásek.

Poslední fází testování audio sestavy je také zkušení jízda na polygonu.

Jakmile je statické ladění hotové, vyráží se na polygon. Tam se simulují různé povrchy a rychlosti a poslouchá se dál. Testeři také střídají různá sedadla vychytávají i drobné zvukové nuance, které se objevují. Jde o velice subjektivní věc, proto je potřeba, aby se při zkouškách vystřídalo víc lidí a poslouchali skladby, které důvěrně znají. Jen tak jsou schopni odhalit i drobné odchylky. Čeští inženýři přiznávají, že často zjistí, že používají stejné skladby jako jejich kolegové z ostatních značek koncernu. Jsou jednoduše dobře nahrané.

Haló, jak mne slyšíte?

Doteď byla řeč o nastavování zvuku pro zábavu, tedy ponejvíce pro vychutnání si hudby. Vlastimil Navrátil a jeho kolegové se však musejí zabývat i dalšími parametry například pro hands-free hovor s připojeným telefonem, ovládání hlasové asistentky Laury nebo hlasového asistenta v telefonu. A v neposlední řadě také modulu nouzového volání, který se aktivuje v případě nehody.

Laura zahájí mimo jiné navigaci k určenému cíli, vyhledá oblíbenou hudbu nebo si nechá nadiktovat SMS.

Tyto parametry se liší v závislosti na použité technologii. Pro každou je kvalita audio signálu, tedy řeči, doporučena nebo dokonce vyžadována normou, a vlastnosti jsou ověřovány při homologaci vozu. Uživatel má možnost využít klasické Bluetooth hands-free nebo pokročilejší technologie Apple CarPlay nebo Android Auto, kde se data přenášejí pomocí Wi-Fi nebo USB kabelu. „Rozdíl oproti nastavení sound systému je zejména ten, že u hlasových aplikací nám do řetězce vstupuje další prvek, mikrofon. Ten samozřejmě nesnímá jen hlas hovořícího, ale všechny zvuky a hluky ve voze. Naším hlavním úkolem v této oblasti je zpracovat signál tak, aby nežádoucí okolní hluky a zvuky byly potlačeny a mluvenému slovu bylo současně rozumět za všech okolností, což je třeba u nouzového volání, kdy je vůz poškozen a posádka může být zraněná, velmi důležité,“ vysvětluje Tomáš Choura zodpovědný za hlasové aplikace.

Technologii Apple CarPlay, stejně jako Android Auto, k přehrávání hudby a dalších zábavných obsahů najdete samozřejmě i v plně elektrickém SUV ŠKODA ENYAQ iV.

Inženýři provádějí testy z větší části akusticky a z menší pořád ještě elektricky. Pro hands-free se například provádí téměř pět set testů, při nichž se měří základní parametry telefonního kanálu, jako je úroveň, zkreslení, frekvenční charakteristika či potlačení zpětné vazby. Pokročilejší testy ověřují stabilitu a srozumitelnost při souběžné řeči. „Když jsme po těchto prvních testech spokojeni, v laboratoři nasimulujeme jízdu vozu a snažíme se okolní hluk potlačit, ne však zcela. Ponecháváme ho na nízké úrovni, aby bylo zřejmé, že člověk musí v první řadě věnovat pozornost řízení. Hlas při hovoru samozřejmě nesmí v tomto hluku zanikat, naopak musí být jasný a zřetelný,“ popisuje Choura.

V poslední fázi se podobně jako při ladění reprodukce testuje v reálných podmínkách na zkušebním polygonu. Tím se doladí poslední nedostatky, velká pozornost se věnuje okolnímu hluku. Používané algoritmy jsou velice robustní a flexibilní, díky čemuž se umí dynamicky přizpůsobit nejrůznějším jízdním podmínkám.

Co bude dál?

S ohledem na to, že dříve či později přijde doba autonomní jízdy čtvrté a páté úrovně, kdy si posádka bude chtít užívat zábavu a nenechat se rušit hlukem zvenčí, je nasnadě, že se dál a víc budou vyvíjet systémy jeho potlačování. Část zdrojové informace přichází od externích mikrofonů, je ale nutné zpracovat i hluk od podvozku, podběhů a podobně. Tato technologie už existuje, jde ovšem stále o velice nákladná řešení, která si většina automobilek dovolit nemůže. Budoucnost tedy v tomto ohledu spočívá v tom najít technicky vhodné a fungující řešení za rozumnou cenu.

Ve vývoji už je technologie, se kterou bude moct každý pasažér poslouchat svůj zvuk - děti pohádku, rodiče AC/DC.

Na závěr ještě jedno nahlédnutí do budoucnosti od týmu příjmu a ozvučení: představte si, že každý pasažér v autě si bude moci pustit vlastní zvuk a navzájem se nebudou rušit. Vzniknou jakési zóny: jeden může telefonovat, jiný poslouchat audioknihu a další si pustit Mozarta nebo AC/DC. A budou v pohodě sdílet jeden interiér. Výzkum a vývoj už probíhá a podobná řešení existují, jsou ale zatím v plenkách. Vize je to nicméně lákavá.