Stereokuva ja äänilava autossa

Stereokuva tarkoittaa sitä, miten selkeästi eri äänilähteet – laulaja, kitara, rumpusetti – asettuvat kuulokuvassa omille paikoilleen kuuntelijan edessä. Äänilava on laajempi käsite: koko tila, syvyys ja leveys, jonka sisällä nuo lähteet erottuvat. Autossa kumpikin on vaikeampi saavuttaa kuin kotisalissa, koska kuuntelupaikka on aina lähellä kaiuttimia ja epäsymmetrinen.

Miksi auto on vaikea tila

Kotisalissa kaiuttimet ja kuuntelupaikka voi asetella symmetrisesti, saman etäisyyden päähän molemmin puolin. Autossa kuljettaja istuu kiinteästi toisella puolella, jolloin esimerkiksi oikean oven kaiutin on tyypillisesti 20–40 cm kauempana kuin vasemman oven kaiutin. Ääni etenee noin 343 metriä sekunnissa, joten jo 30 cm:n matkaero tarkoittaa lähes millisekunnin viivettä – riittävästi siirtämään koetun äänilähteen selvästi lähemmän kaiuttimen suuntaan.

Sama koskee voimakkuutta: lähempänä oleva kaiutin kuuluu äänekkäämpänä ilman mitään säätöä. Nämä kaksi tekijää, aikaero ja tasoero, ovat suurin syy siihen, että säätämätön autohifi kuulostaa usein siltä kuin kaikki soisi kuljettajan vasemmalta puolelta.

Äänilava ja paikannettavuus

Hyvässä äänilavassa äänilähteet tuntuvat pysyvän paikoillaan riippumatta siitä, mikä instrumentti soi. Paikannettavuuteen vaikuttavat eniten keski- ja korkeat taajuudet (karkeasti yli 500–1000 Hz), koska korva paikantaa äänilähteen pääasiassa niiden avulla. Basso sen sijaan on käytännössä lähes paikannettamaton: matalat taajuudet leviävät ja heijastuvat niin paljon suljetussa tilassa, että subwooferin sijoitus vaikuttaa enemmän tasaisuuteen kuin paikannukseen.

Tämän vuoksi diskantin ja keskialueen sijoitus ja kulma ratkaisevat äänilavan laadun paljon enemmän kuin subwooferin paikka.

Erillissarja antaa tähän enemmän vapausasteita kuin koaksiaalikaiutin, koska diskantin voi sijoittaa ja suunnata erikseen bassoelementistä. Koaksiaalikaiuttimessa diskantti on kiinni bassoelementin keskellä, tyypillisesti alaovessa, mistä käsin sen suuntausta ja korkeutta ei voi säätää – äänilava jää tästä syystä usein matalammaksi ja epätarkemmaksi kuin erillissarjalla. Ero näkyy kaiuttimien valintaoppaassa tarkemmin.

Vaihe ja napaisuus

Kaiuttimen plus- ja miinusnavan kytkentä väärin päin kääntää sen signaalin vaiheen 180 astetta. Kun toinen kaiutin soi normaalisti ja toinen käännetysti, osa äänestä kumoutuu erityisesti alueilla, joilla molemmat kaiuttimet toistavat samaa taajuutta – kuuluu ohuena, epämääräisenä bassona ja äänilavana, joka ei tunnu asettuvan mihinkään. Napaisuus kannattaa tarkistaa jokaisesta kaiuttimesta asennuksen yhteydessä, sillä virhe ei aina kuulu selvästi ilman vertailua.

Myös jakosuotimen suunnittelu vaikuttaa vaiheeseen: eri kertaluvun suotimilla (esimerkiksi 2. ja 4. asteen) on erilainen vaihesiirto jakotaajuuden ympärillä, mikä voi vääristää äänilavaa juuri siinä kohdassa, missä basso- ja diskanttielementti toistavat samaa aluetta. Tämä on yksi syy, miksi valmiiksi suunniteltu, mitattu jakosuodin toimii usein paremmin kuin sattumanvaraisesti yhdistellyt komponentit.

Kaiuttimien sijoitus ja kulma

Korkeampi sijoitus tuo äänilähteen lähemmäs korvan tasoa ja vähentää kojelaudan tai ovipaneelin heijastuksia. Tästä syystä diskantit sijoitetaan usein A-pilariin tai peilikolmioon oviasennuksen sijaan, jos rakenteet sen sallivat. Suuntaus (toe-in) kohti kuuntelijaa tasoittaa korkeiden taajuuksien säteilyä; suoraan sivulle osoittava diskantti menettää helposti kirkkautta, koska korva ei ole enää elementin pääsäteilykeilassa.

Molemminpuolinen symmetria on tärkeämpää kuin täydellinen etäisyys kuuntelijaan: jos oikea ja vasen diskantti ovat eri korkeudella, eri etäisyydellä kojelaudasta tai eri kulmassa toisiinsa nähden, äänilava vinoutuu riippumatta siitä, mitä aikakorjauksella tehdään. Mittanauhalla tarkistettu, symmetrinen sijoitus on siis edellytys sille, että DSP:n aikakorjauksesta ylipäätään saadaan täysi hyöty. Suunnittele sijoitus kaiuttimien sijoitusarviolla ennen reikien poraamista.

Aikakorjaus tasoittaa etäisyyserot

DSP:n aikakorjaus lisää pienen viiveen lähempänä oleviin kaiuttimiin, jolloin kaikkien kaiuttimien ääni saapuu kuuntelijan korvaan yhtä aikaa samasta virtuaalisesta etäisyydestä riippumatta todellisesta asennuspaikasta. Käytännössä mitataan jokaisen kaiuttimen etäisyys kuuntelupaikasta (yleensä kuljettajan pään korkeudelta) ja syötetään arvot aikakorjauslaskurille, joka muuntaa etäisyyserot viiveiksi millisekunteina.

Aikakorjaus ei poista epäsymmetriaa kokonaan – yhden kuuntelijan optimointi siirtää painopistettä hieman toisen matkustajan kustannuksella – mutta se on tehokkain yksittäinen keino keskittää äänilava kuljettajan paikalta kuunneltuna.

Kanavien määrä vaikuttaa siihen, kuinka tarkasti korjaus voidaan tehdä. Kaksikanavaisella aikakorjauksella (vain vasen ja oikea) voi tasoittaa ainoastaan puolten välisen eron, kun taas useamman kanavan DSP mahdollistaa jokaisen elementin – basso, keskiääni, diskantti erikseen molemmin puolin – viivästämisen omana yksikkönään. Mitä useampi kanava on erikseen aikakorjattavissa, sitä tarkemmin äänilava saadaan koottua yhteen pisteeseen, koska myös saman puolen elementtien keskinäinen ajoitus voidaan hienosäätää.

Tasosäätö ja taajuuskorjaus

Aikakorjauksen lisäksi jokaisen kanavan taso pitää säätää tasapainoon: lähempänä oleva kaiutin ajetaan hieman hiljaisemmalle, jotta molemmat puolet kuuluvat yhtä voimakkaina kuuntelupaikalta. Taajuuskorjaus (EQ) tasoittaa koria ja verhoilua vasten syntyviä resonansseja ja vaimennuksia, jotka muuten värittävät toista kanavaa eri tavalla kuin toista – ilman tasapainoista taajuusvastetta kumpaankin suuntaan, aikakorjauskaan ei tuota siistiä, keskittynyttä kuvaa.

Akustiikka: heijastukset ja vaimennus

Auton sisätila on pieni ja täynnä kovia, heijastavia pintoja: tuulilasi, sivuikkunat, kojelauta, muovipaneelit. Heijastukset saapuvat korvaan hieman viiveellä suoraan äänen jälkeen ja hämärtävät paikannusta, erityisesti kirkkailla, kovilla pinnoilla soivissa taajuuksissa. Ovipaneelien ja tavaratilan äänieristys ja vaimennus (katso auton äänieristys) vähentävät myös epäsuoraa, hajaantunutta heijastusta, mikä terävöittää äänilavaa epäsuorasti – vähemmän kolisevaa peltiä tarkoittaa vähemmän ylimääräistä, paikannusta sekoittavaa ääntä.

Näin testaat ja säädät stereokuvan

1. Aja jokainen kanava yksitellen mono-testisignaalilla ja tarkista, että ääni kuuluu odotetusta suunnasta.
2. Mittaa etäisyys jokaisesta kaiuttimesta kuuntelupaikkaan ja syötä arvot aikakorjauslaskurille.
3. Säädä kanavien tasot tasapainoon korvakuulolla tai mittausmikrofonilla.
4. Kuuntele tuttua, hyvin tuotettua kappaletta ja arvioi, pysyykö laulu keskellä ja erottuvatko taustainstrumentit omilla paikoillaan.
5. Hienosäädä aikakorjausta ja tasoja pienin askelin – suuret kertamuutokset tekevät kuuntelusta vaikeaa arvioida.
6. Vaihda testikappale muutamaan tyystin erilaiseen tuotantoon (akustinen, elektroninen, livetallenne), koska hyvin sekoitettu kaupallinen tuotanto paljastaa epäsymmetrian eri tavalla kuin runsaasti kaiuttava livetallenne.

Säätö kannattaa tehdä auton ollessa paikallaan, ikkunat kiinni ja moottori sammutettuna niin, ettei tuulen tai moottorin ääni peitä pieniä eroja. Sama säätö ei aina toimi identtisesti ajossa, koska rengasmelu ja korin resonanssit muuttavat huoneakustiikkaa hieman – karkea säätö tehdään paikallaan, hienosäätö kannattaa vielä tarkistaa normaalilla ajonopeudella.

DSP-laitteiston valinnassa kannattaa katsoa DSP:n valintaopas, ja jos jakotaajuudet ja suotimien jyrkkyys ovat vielä epäselviä, jakosuotimet käy läpi, miten ne vaikuttavat äänikuvaan jakosuodinvalinnan tasolla.