Aikakorjauslaskuri DSP:lle

Aikakorjauslaskuri muuttaa mitatut etäisyydet kaiuttimista kuuntelupaikkaan DSP:n kanavakohtaisiksi viiveiksi: syötä jokaisen kaiuttimen etäisyys senttimetreinä, niin laskuri kertoo, kuinka monta millisekuntia tai näytettä kukin kanava tarvitsee viivettä, jotta äänet saapuvat kuuntelupaikkaan samanaikaisesti.

Mitä syöttökenttiin laitetaan

Etäisyys (cm) mitataan mittanauhalla jokaisen kaiuttimen kartion keskeltä valittuun kuuntelupisteeseen, yleensä kuljettajan pään paikalle. Mitä useampi kaiutin (etuovet, diskantit, subwoofer) syötetään samalla kertaa, sitä täydellisemmän viivelistan laskuri antaa. Näytteenottotaajuus (oletus 48 000 Hz) valitaan DSP:n mukaan, jos DSP näyttää tai vastaanottaa viiveen näytteinä millisekuntien sijaan. Lämpötila on valinnainen tarkennus äänen nopeuteen; oletus 20 °C riittää lähes aina auton sisätilassa.

Miten tulosta luetaan

Jokaiselle kaiuttimelle näkyy viive millisekunteina ja viive näytteinä valitulla näytteenottotaajuudella. Kauimpana kuuntelupaikasta oleva kaiutin saa aina viiveen 0 ms – kaikkien muiden viive lasketaan suhteessa siihen. Arvot syötetään sellaisenaan DSP:n kanavakohtaisiin viivesäätöihin.

Laskuesimerkki

Kuljettajan korva kuuntelupisteenä, etuovet 100 cm ja 150 cm päässä, 48 kHz näytteenottotaajuus:

Tulos: vasen ovi 1,46 ms (70 näytettä) viivettä, oikea ovi 0 ms (0 näytettä) – oikea ovi on kauimpana kuljettajan korvasta, joten se toimii referenssinä. Kun mukaan lisätään subwoofer 220 cm päässä, koko lista muuttuu: vasen ovi 3,50 ms (168 näytettä), oikea ovi 2,04 ms (98 näytettä), subwoofer 0 ms – nyt subwoofer on uusi kauimmainen referenssipiste, koska se on fyysisesti etäämmällä kuin kumpikaan ovi.

Sama laskuri arvioi myös diskanttien polkueron kuuntelijan kahteen korvaan: 100 ja 150 cm:n etäisyyksillä tulos on 50 cm:n ero, joka vastaa 1,46 ms:n saapumisaikaeroa – noin 97-kertaisesti ihmiskuulon interauraalisen huomaamiskynnyksen (n. 15 mikrosekuntia) yli, eli kuva vetäytyy selvästi lähempänä olevan kaiuttimen suuntaan ilman korjausta.

Käytännön esimerkki useammalla kanavalla

Todellisessa asennuksessa jokainen elementti mitataan omana kanavanaan, koska esimerkiksi saman oven keskibasso ja diskantti eivät istu täsmälleen samassa kohdassa:

Kanava	Etäisyys	Viive
Vasen keskibasso	95 cm	3,35 ms (161 näytettä)
Vasen diskantti	90 cm	3,50 ms (168 näytettä)
Oikea keskibasso	145 cm	1,90 ms (91 näytettä)
Oikea diskantti	140 cm	2,04 ms (98 näytettä)
Subwoofer	210 cm	0 ms (0 näytettä)

Muutaman sentin ero saman puolen keskibasson ja diskantin välillä näkyy tuloksessa muutamana kymmenesosamillisekuntina – pieni ero, mutta DSP ottaa sen huomioon, jos kanavat mitataan ja syötetään erikseen yhden yhteisen ovikohtaisen arvon sijaan.

Kaava lyhyesti

viive_ms = (kauimman_etäisyys − etäisyys) / c, jossa c on äänen nopeus (343 m/s 20 °C:ssa, muunnettuna cm/ms:ksi). Näytteinä: viive_näytteet = pyöristä(viive_ms / 1000 × näytteenottotaajuus).

Rajoitukset

Aikakorjaus optimoi yhden kuuntelupisteen, tavallisimmin kuljettajan korvan – toiselle istuimelle sama säätö ei ole enää täydellinen, koska etäisyydet muuttuvat. Osa DSP:istä tarjoaa useamman muistipaikan eri kuuntelupisteille (esimerkiksi kuljettaja ja keskikohta), jolloin laskuri kannattaa ajaa erikseen jokaiselle pisteelle omilla mitatuilla etäisyyksillään. Laskuri ei myöskään tiedä autokorin sisäisistä heijastuksista, jotka voivat vaikuttaa koettuun saapumisaikaan mitattua etäisyyttä enemmän.

Etäisyydet kannattaa mitata istuimen ollessa normaalissa ajoasennossa, koska penkin siirto muutaman sentin eteen tai taakse muuttaa jo tuloksia havaittavasti. Jos penkkiä säädetään pysyvästi myöhemmin, mittaus ja laskenta kannattaa toistaa – aikakorjaus ei ole kertaalleen tehty asetus, vaan sen tarkkuus riippuu suoraan siitä, kuinka hyvin syötetyt etäisyydet vastaavat todellista kuunteluasentoa. Ennen aikakorjauksen tekemistä kannattaa myös tarkistaa kaiuttimien vaiheistus (napaisuus) kuuloaistilla tai mittauksella, koska väärin kytketty vaihe voi kumota osan viiveellä saavutetusta hyödystä. Kaiuttimien sijoitusarvio auttaa valitsemaan asennuspaikat, jotka pienentävät alkuperäistä epäsymmetriaa ennen kuin DSP:tä edes tarvitaan sen korjaamiseen, DSP-valintasivu käsittelee, minkälainen laite tekee tämän säädön käytännössä, ja Stereokuva ja äänilava selittää, miksi aika- ja tasosäätö yhdessä ratkaisevat koetun äänikuvan sijainnin.