Bạn đọc viết | Tại sao Car Audio lại là 1 bộ môn khó nhằn?

Cafe xe | Lam Trường 09/07/2024 18:30

Thiết bị âm thanh trên xe sử dụng điện 12V là một trong những yếu tố khiến việc thiết lập hệ thống nghe nhạc trên xe trở nên khó nhằn.

Khi bắt đầu tiếp quản EMMA, lúc đấy thú thực là chưa hiểu gì, mình có hỏi anh chuyên gia Khoa Vu là cái món Car Audio thì khác gì Home Audio, vì mình thấy bản chất cũng chỉ là cặp loa phối ghép với amply ... Ảnh trả lời là do thiết bị âm thanh trên xe sử dụng điện 12V, lúc đó mình nghe vẫy thì biết vẫy.

Giờ đã có một chút kinh nghiệm để hiểu tại sao món âm thanh xe hơi này nó lại khác biệt với home audio, xin tổng hợp lại ở đây để anh em chém gió.

===

1. Không gian nghe có nhiều bề mặt cứng phản xạ âm

Sóng âm phản xạ lại khi gặp 1 bề mặt cứng, các sóng này có thể phản xạ nhiều lần trong cabin lái (kính trước, kính 2 bên, kính sau) rồi mới tới tai người nghe, dẫn đến có thể một số dải tần số âm thanh bị cộng hưởng nghe to lên, trong khi một số dải tần khác bị triệt tiêu, nghe bé đi hoặc thậm chí không nghe được.

Đặc thù của sóng phản xạ có độ trễ sẽ tạo nên những sai lệch về âm sắc và không gian của bản thu âm.

Các vật liệu ở trong xe, xung quanh người nghe cũng ko đồng đều: trần nỉ, táp pi cửa nhựa, ghế da ... rất khó kiểm soát và rất khó thay đổi vị trí, vật liệu.

2. Bị nhiều tạp âm từ bên ngoài

Rõ ràng là xe di chuyển trên đường thì bị rất nhiều tạp âm. Thường xuyên và rõ ràng nhất là tiếng lốp (vỏ) bánh xe ma sát tiếp xúc với mặt đường, và tiếng gió lùa khi xe chạy ở vận tốc cao. Đặc biệt những âm trầm tần số thấp dễ bị trap ở trong xe, tạo nên tiếng ù rào rào đặc trưng khó chịu.

Ngoài ra còn tiếng của môi trường bên ngoài truyền vào bên trong xe.

Người chơi muốn có một hệ thống âm thanh tốt thì bắt buộc phải xử lí âm học để ngăn cản, triệt tiêu bớt các tạp âm này.

3. Người nghe ngồi lệch về một bên

Một nguyên tắc cơ bản của psychoacoustic và loa stereo: để có hiệu ứng 3D nổi khối ở chính giữa sân khấu cũng như không còn cảm giác âm thanh phát ra từ 2 loa 2 bên, thì người nghe phải ngồi chính giữa 2 loa; tốt nhất là tạo thành 1 tam giác đều 3 cạnh giữa người nghe và 2 loa, để thời gian sóng âm từ 2 loa 2 bên tới 2 tai là (gần) như nhau.

Khi người nghe ngồi lệch như ở các vị trí ở trên xe, hệ thống âm thanh tốt sẽ phải sử dụng DSP (digital signal processor) để tạo độ trễ (time delay) với các củ loa (driver) ở vị trí gần hơn, giúp sóng âm của 1 dải tần số từ 2 bên truyền tới đầu người nghe cùng 1 lúc.

Vì lí do này nên một cấu hình nghe tốt nhất phải luôn đi kèm với vị trí người ngồi nghe ở trên xe. 2 người cùng nghe nhạc ngồi ở 2 ghế khác nhau sẽ có 2 cảm nhận về âm hình, âm trường, âm sắc hoàn toàn khác nhau!

Đối với EMMA thì vị trí để đánh giá chất lượng âm thanh là ở ghế tài dành cho driver. Các thí sính mang xe đi thi cũng sẽ chỉ căn chỉnh (tune) hệ thống âm thanh dành cho vị trí tài xế.

4. Không gian chật hẹp

Near field listening: Khoảng cách giữa loa và người nghe rất gần chỉ khoảng 40-50cm, dễ dẫn đến việc bị lệch pha (phase) các dải tần số.

Ngoài ra, giới hạn về mặt không gian của xe cũng khiến việc chọn subwoofer, đúng thùng sub và đặt thùng sub ở đâu để đạt chất lượng âm thanh tối ưu, đồng thời phải tiết kiệm không gian để chứa đồ.

5. Vị trí loa và vị trí người nghe bị cố định.

Ở nhà chúng ta có thể dễ dàng di chuyển vị trí loa, hoặc nếu loa bị cố định thì có thể di chuyển vị trí nghe để đạt được 1 âm trường (sound stage/ sân khấu) tối ưu, nhưng trên xe thì điều đó là không thể.

Vị trí của người nghe bị cố định hoàn toàn, chỉ có thể đẩy ghế lái gần vào hoặc xa hơn một chút tối đa khoảng 20-30cm. Muốn thay đổi vị trí loa thì phải “độ loa”.

6. Các củ loa (driver) có khi không cùng nằm ở một chỗ.

Đối với loa home audio, các củ loa trên 1 thùng loa thường nằm trên 1 trục thẳng đứng hoặc đồng trục ngang. Tuy nhiên trên xe thì có các cách đặt loa phổ biến như sau:

- Các loa đồng trục nằm hết trên cánh cửa

- Loa woofer đánh midbass nằm trên cánh cửa, loa treble nằm ở táp lô đánh phản xạ lên kính lái, hoặc nằm ở cửa xe.

Hướng tính của loa treble rất quan trọng, loa này cần hướng về phía tai người nghe, do sóng âm cao (treble/high frequency) có tính định hướng cao, và góc phát âm hẹp, không tỏa rộng như sóng âm dải trung (mid) và dải thấp (bass, subbass).

Đây là các lí do các xe muốn có chất lượng âm thanh tối ưu sẽ phải đặt loa treble, loa mid lên cột A và phải tính toán hướng loa tới tai người nghe.

7. Mỗi mẫu xe có cấu tạo khoang cabin lái, táp lô khác nhau.

Ở nhà chúng ta thường chỉ nghe hệ thống âm thanh ở một vài phòng như phòng khách, phòng ngủ, ... Diện tích và không gian các phòng này thường khá cố định và dễ xử lí âm học (acoustics treatment) bằng cách dán các miếng tiêu âm, tán âm, bass trap.

Còn trên xe ô tô, mỗi mẫu xe khác nhau có hình dạng khoang cabin lái khác nhau, táp lô cao thấp sâu nông khác nhau. Vì thế cùng một cấu hình hệ thống âm thanh có thể nghe trên 1 xe rất hay nhưng mang sang xe khác lại không được như trước nữa.

Một hệ thống âm thanh tốt trên mỗi mẫu xe phải được lắp đặt và căn chỉnh riêng biệt dành riêng cho (mẫu) xe đó mới có thể mang lại chất lượng âm thanh tối ưu nhất.

8. Nguồn điện 12V đặc thù

Để đảm bảo an toàn, nguồn điện thế trên xe là 12V thấp hơn nguồn điện 220V ở nhà; nên để đạt công suất tương ứng với đồ home thì cường độ dòng điện trên xe phải mạnh hơn rất nhiều, theo công thức P = U * I

Dẫn đến tiết diện dây dẫn trong xe phải lớn hơn so với dây audio ở nhà, để tải được dòng lớn tới 20 30 Ampere, nếu không sẽ rất dễ cháy dây. Việc dùng dây tiết diện lớn nhằm đáp ứng tốt về dòng tức thời cao, để đáp ứng điều kiện cho các thiết bị, nhất là amply, làm việc một cách hiệu quả.

Loa và amply trên xe hơi được thiết kế với mức trở kháng danh định thấp (2-4Ω), trong khi loa Home thường là 8Ω. Việc này nhằm khai thác thêm độ lớn về âm thanh, tương ứng với khả năng nguồn cấp trên xe ở mức 12- 14V DC.

9. Thi công lắp đặt phức tạp

Thực hiện những nâng cấp đơn giản như lắp đặt thêm 1 chiếc sub ở gầm ghế sẽ không tốn quá nhiều thời gian và công sức, tuy nhiên để có một hệ thống âm thanh với chất lượng hoàn hảo sẽ cần nâng cấp thay thế rất nhiều thành phần thiết bị trong hệ thống. Việc này thường đòi hỏi lên phương án thiết kế hệ thống từ đầu, cũng như tháo lắp phần nội thất của xe.

Do chiếc xe là một không gian nghe di động, nóng, rung nên việc thiết kế hệ thống, lắp đặt thiết bị và đi dây cần phải làm cẩn thận và tỉ mỉ.

Công việc tháo lắp nội thất nghe thì đơn giản nhưng thợ mà làm ẩu thì khách hàng lại rất dễ bị khó chịu do: lắp thiếu, không chắc chắn, dơ, …

Ở trong chiếc xe ô tô ngoài hệ thống âm thanh còn nhiều thiết bị điện khác nữa như: máy phát, đèn, điều hòa, …dễ gây nhiễu tới điện của hệ thống âm thanh.

Là 1 chiếc xe thì phải di động phải đi lại. Đối với xe động cơ đốt trong thì khoang máy có những bộ phận chuyển động như dây cua roa. Việc đi dây nối các thiết bị từ khoang động cơ vào cabin lái, xuống tới cốp xe vì thế cũng phải được thiết kế và thi công cẩn thận.

Do việc lắp đặt hệ thống âm thanh xe hơi rất phức tạp nên EMMA có riêng một phần thi cho lắp đặt

10. An toàn chống cháy nổ

Key of safety: Phải thiết kế, lắp đặt hệ thống một cách khoa học và tuân thủ các chuẩn mực an toàn chung về điện.

Các trường hợp có thể gây mất an toàn khi lắp thêm hệ thống âm thanh:

- Không lắp cầu chì (hoặc dùng cầu chì vượt chỉ số an toàn) trên các đường dây cấp nguồn. Khi sảy ra quá tải (hoặc bị đoản mạch), các dây này có khả năng bị nóng chảy mà không có thiết bị tự ngắt nguồn

- Thiết kế hệ thống âm thanh có mức tiêu thụ điện năng cao hơn khả năng (công suất) của máy phát điện trên xe, gây quá tải máy phát, giảm hiệu suất khi làm việc của những tải tiêu thụ lớn trên xe (ví dụ máy lạnh)

- Chích dây nguồn của các thiết bị trên xe để lấy nguồn cấp cho những thiết bị gắn thêm (Các dây nguồn của những thiết bị của xe đã được tính về chỉ số dây và cầu chì cho thiết bị đó, nếu chích các dây này để cấp nguồn cho các thiết bị khác có thể sẽ gây quá tải cho các dây dẫn đó)

- Bắt các dây nguồn lỏng lẻo có thể gây nên các tia lửa điện ở những chỗ tiếp xúc

Tiêu chí an toàn luôn được đặt lên hàng đầu khi trọng tài EMMA đánh giá phần thi công lắp đặt.

Tham khảo: Ngô Kỳ Lam