Kompetence značky Audi v oblasti HiFi

[T4]

Současní zákazníci si stále častěji chtějí ve svých automobilech dopřávat požitek z poslechu oblíbených nahrávek v highendové kvalitě, a tak tato oblast techniky získává na významu. Audi udává tempo a směr vývoje i v tomto oboru, přičemž už dlouhé roky stanovuje měřítka díky úspěšné spolupráci s prémiovými dodavateli Bang & Olufsen a Bose. Nezávisle na tom si vývojáři Audi vytvořili obrovskou vlastní vědomostní základnu v tomto oboru. Jejich nejnovější projekt přichází se zcela novým technickým přístupem, který by mohl spustit revoluci v sektoru HiFi.

62 reproduktorů: projekt Audi Sound Concept

Když Peter Gleim otáčí ovladačem, jeho oči se rozzáří. Diplomovaný inženýr pracuje ve vývoji informačních a zábavních systémů Audi v Ingolstadtu, kde vede projekt Audi Sound Concept. Objektem jeho zájmu je Audi Q7, které zvenku vypadá jako sériové provedení, ale uvnitř je přestavěno na pojízdné studio HiFi na základě radikálně nové myšlenky.

Audi Sound Concept vychází z fyzikálního principu označovaného termínem syntéza vlnových polí, díky němuž lze na čelo libovolné zvukové vlny pohlížet také jako na výsledek překrytí jednotlivých vln. V akustice to znamená, že zvukovou vlnu lze imitovat velkým počtem malých zdrojů zvuku umístěných těsně za sebou podél čela vlny.

Koncem 80. let zrealizoval tento princip poprvé v praxi jeden nizozemský vědec. Dnes jej můžete zažít na vlastní uši v kině „Linden-Lichtspielen“ v durynském městě Ilmenau. V promítacím sálu je každý ze 192 jednotlivých reproduktorů samostatně ovládán rychlým procesorem, a to přesně v okamžiku, v němž by jeho umístěním v prostoru probíhalo virtuální čelo vlny. V závislosti na poloze reproduktoru dochází ke zpoždění některých signálů o milisekundy. Výsledek je fascinující: každý návštěvník vnímá na svém sedadle dokonalý prostorový zvuk v optimální kvalitě.

Vedoucí postavení v oboru syntézy vlnových polí si udržuje Fraunhoferův institut pro technologie digitálních technologií IDMT v Ilmenau. Ve spolupráci s ním zahájila značka Audi před pěti lety vývojové práce na projektu Audi Sound Concept. Současný stav vývoje představuje prototyp Audi Q7, který stojí v dílně. Velkou část jeho zavazadlového prostoru zabírá obrovský zesilovač propojený tlustými kabely se třemi PC.

V interiéru Audi Q7 je nainstalováno 62 reproduktorů – pět vysokotónových, pět hlubokotónových a 52 středotónových reproduktorů umístěných na přístrojové desce pod předním oknem, ve střešních sloupcích a ve dveřích. Do horní části výplní dveří je integrováno po pěti reproduktorech v řemeslně dokonalém provedení, které je pro značku Audi typické. Specialisté vyřízli potřebné otvory v plechu, zhotovili nové kryty a kliky pro otvírání dveří přemístili dolů.

„A nyní budete okamžitě u vytržení,“ říká Peter Gleim, otáčí ovladačem a oči mu přitom září. Z reproduktorů se dere zvuk jako hrom, umělecká směsice hudby, rámusu z dopravy a zvířecích zvuků. Hlasatelka provádí posluchače akustickou vřavou, v jeden okamžik tancuje kolem něj na pravé straně, po chvíli zase vlevo. A všude kolem uší projíždějí automobily a řvou lvi. Je to jako by napříč interiérem Q7 pochodovala hudební kapela. A nakonec dělá ještě vrtulník kolečko pod stropem.

„To je speciálně zhotovený materiál pro demonstraci zvukových polí,“ říká Gleim. „Tvoří jej až 32 zvukových stop a ke každé z nich existuje prostorová informace. Takové zvukové nosiče nejsou na trhu k dostání, protože nejsou k dispozici ani přehrávače. Ale několik filmových studií už tento proces při své práci používá.“

Nový zvuk v kvalitě stereo vytváří široké virtuální pódium

Syntéza vlnových polí není ovšem odkázána pouze na speciální materiál, aby dokázala uplatnit své přednosti. Také z konvenčních stereo nahrávek dokáže vytvořit zcela nový zvukový obraz. Gleim k tomu vysvětluje: „Dokážeme totiž simulovat libovolné čelo vlny. U stereo nahrávky můžeme vytvořit zvuk, jako by oba reproduktory byly umístěny daleko od sebe mimo interiér vozidla. A k tomu dokážeme vypočítat libovolný prostorový dojem, a to nikoli jako zvukový efekt, ale jako matematicky přesnou simulaci.“

Také v tomto případě je poslech přesvědčivý. Pěvecký hlas doléhá k uchu z velké vzdálenosti na levé straně, zdánlivě z rohu dílny, a kytara z druhého rohu. Tento dojem zůstává pořád stejný, lhostejno, zda posluchač sedí za volantem nebo vpravo na zadní lavici modelu Audi Q7. A kvalita zvuku je vždy prvotřídní s perlivými výškami, krystalicky čistými středy a suchými basy. Dokonce i lehké drnčení strun při dopadu prstu se dostává k ušním bubínkům s nejvyšší precizností.

„Naším cílem bylo ukázat vše, co je technicky realizovatelné, zjistit, kde se nacházejí hranice proveditelnosti,“ objasňuje Denis Credé, vedoucí zvukového vývoje u Audi. „Poznatky, které získáváme, použijeme pro vývoj budoucích zvukových aparatur. Je to jako v motoristickém sportu: mnohé z toho, co se vyzkoušelo nejprve na závodní dráze, nalézá později v upravené podobě uplatnění v sériově vyráběných vozidlech. Projekt Audi Sound Concept je takovým motoristickým sportem pro zvukové aparatury.“

Obrovské know-how z vývoje zábavních systémů Audi

Audi Sound Concept je nejpokrokovějším projektem vývojářů zábavních systémů v Ingolstadtu. Značka Audi si během krátké doby vytvořila v oboru HiFi obrovské know-how. Před cca 20 roky zahájila spolupráci s americkým prémiovým dodavatelem Bose a na přelomu tisíciletí začala spolupracovat se značkou Bang & Olufsen.

Od podzimu 2005 může být luxusní limuzína Audi A8 vybavena na přání špičkovou zvukovou aparaturou advanced sound system od dánského výrobce Bang & Olufsen. Poprvé se tak do osobního automobilu začal montovat přímo z výroby systém, který dokázal nabídnout posádce highendový zvuk v podání čtrnácti aktivních reproduktorů (dva z nich měly podobu akustických čoček) zakrytých mřížkami z eloxovaného hliníku a napájených zesilovačem o výkonu 1100 W. Otevřeně propagovaná spolupráce obou společností byla další novinkou v evropském automobilovém průmyslu a pro obě strany se stala velmi úspěšnou. Více než 10 % zákazníků, kteří si objednávají modely A8 a Q7, se rozhoduje pro advanced sound system.

Pokud se počítá s tím, že připravovaný model Audi dostane novou prémiovou zvukovou aparaturu nebo advanced sound system, probíhá jejich vývoj v první řadě u společností Bose a Bang & Olufsen. Inženýři Audi precizně sepíší soubor požadovaných vlastností, který obsahuje například uspořádání systému – druh, počet a rozmístění reproduktorů – vlastnosti reproduktorů, technické charakteristiky zesilovače a cílovou představu o zvuku vhodnou pro dané vozidlo. Prototypy příslušného vozidla se odesílají do švábského Esslingenu a do dánského Strueru, kde partneři pracují na reproduktorech, boxech, zesilovačích a akustických algoritmech. V závěrečné fázi zvuk jemně dolaďují společně se specialisty značky Audi v Ingolstadtu. „Zvuková komise“ tvořená zástupci ze všech podnikových oblastí provádí konečnou přejímku a schvaluje systém do výroby.

Jak věrně vystihuje highendový zvuk v novém Audi A8 skutečnost nahrávky? „Základem jsou vždy montážní prostory ve vozidle a kvalita komponentů,“ odpovídá Gleim. „Pokud si objednáte vůz se zvukovou aparaturou advanced sound system, dostanete nejlepší reproduktory, jaké existují. Mnoho z nich má membrány vyrobené z kompozitního materiálu vyztuženého skleněnými vlákny a jejich zvukový obraz je velmi přirozený a lineární.“

Čistý zvuk je technicky proveditelný, nikoli však žádaný. „Lineární kmitočtová charakteristika by byla v autě nudná,“ říká Peter Gleim. Malý prostor interiéru neumožňuje totiž zvukovým vlnám, aby se šířily jako v obývacím pokoji. Zvukové vlny jsou pohlcovány čalouněním a potahy, a proto je nezbytné v jisté míře převýšit nízké frekvence. Toto vyladění se provádí elektronickou cestou prostřednictvím algoritmů ve zvukovém procesoru.

„Naše kompaktní a sportovní modely vylaďujeme směrem k zábavnějšímu pojetí,“ vysvětluje zvukový vývojář. „Naproti tomu v A8 a Q7 je zvuk jemnější a přirozenější. Ale definitivní ideál neexistuje, protože každý člověk vnímá zvuk vlastním způsobem.“

Zvukové aparatury Audi z vlastního vývoje

Pod highendovými a prémiovými systémy nabízí značka čtyř kruhů další řešení jako například zvukové aparatury Audi Soundsystem, které dokážou rovněž nadchnout náročnou technikou a výslednou kvalitou reprodukce. Jejich konstrukce a vyladění je dílem výhradně vývojářů značky Audi, kteří díky tomu získávají cenné zkušenosti.

V elektronickém středisku v závodě Ingolstadt, které bylo založeno v roce 2003, se nalézá zvuková laboratoř, v níž jsou důkladně testovány vyvíjené zvukové aparatury. Inženýři měří od prvních vzorků reproduktory a zesilovače, které jim nabízejí dodavatelé, a dodávanou kvalitu posuzují i v náročných poslechových srovnáních.

Výbava laboratoře reprezentuje hodnotu vyjádřenou vysokou sedmimístnou částkou v eurech a zahrnuje vše potřebné od mikrofonů přes speciálně vyvinuté stanoviště pro měření zesilovačů podle požadavků značky Audi až k tzv. laserovému skenovacímu vibrometru, který laserovým paprskem snímá povrchové kmitání, které vzniká na membránách reproduktorů, jejich pouzdrech nebo na dveřích vozidla, v nichž jsou reproduktory uloženy.

Barevné grafiky, které přitom vznikají, přesně ukazují, zda se membrána zachvívá čistě po celé své ploše. „Slabosti reproduktorů pramení často z jednoduchých konstrukčních nedostatků,“ říká Gleimův kolega Wolfram Jähn. „V mnoha případech je dokáže výrobce odstranit malými změnami, například jemnostmi v klenutí nebo překrytím lepenky pryží na patce pouzdra.“

Analýzy reproduktorů probíhají v měřicí místnosti zvukové laboratoře Audi, která má konstrukci „místnosti v místnosti“ uložené na tlustých elastomerových lůžkách a zcela oddělené od zbytku budovy, což je nezbytné, neboť v bezprostřední blízkosti se nachází válcová zkušebna.

Měřicí místnost je na všech šesti stěnách obložena velkými klíny ze skleněných vláken, které jsou potažené hedvábím a lámou zvukové vlny. Plovoucí drátěná mříž slouží jako podlaha.

Měřicí místnost neodráží zvukové vlny, takže v ní i lidský hlas ztratí svou plnost. Často slouží také k zlepšování zvuků vznikajících při ovládání různých funkcí pomocí otočných ovladačů a tlačítek v interiéru. „Podle našich informací nemá takové zařízení žádný z konkurentů,“ říká Jähn.

Poslechová místnost je resetem pro uši

Zatímco měřicí místnost slouží matematické analýze, sousední poslechová místnost je zařízena pro subjektivní zážitky. Také v tomto případě se jedná o akusticky optimalizovanou konstrukci „místnosti v místnosti“, jejíž speciální dvojité dřevěné stěny vycpané tlumicím materiálem připouštějí pouze žádané lineární odrazy zvuku. Přesně kalibrované highendové zařízení, které zde stojí, stálo cca 100 000 eur a jeho elektronkové koncové stupně mají formát malých chladniček.

„Poslechová místnost je naší akustickou lupou,“ vysvětluje Wolfram Jähn. „Zde kontrolujeme, co je skutečně nahráno na CD nebo DVD. To je důležité z toho důvodu, že si sluch rychle zvykne na zvukový obraz a někdy vyhodnocuje chyby jako zajímavé efekty. Když testujeme naslepo vzorky reproduktorů, můžeme je porovnávat s optimálním řešením a udělat si tak reset našich uší.“

Díky náročným měřením a porovnáním dokážou zvukoví vývojáři značky Audi definovat podrobná zadání pro dodavatele reproduktorů. Dalším kamenem úspěchu značky Audi je těsné propojení technického vývoje, výroby a zajišťování kvality, což umožňuje během vývoje nových zvukových aparatur včas zohledňovat požadavky z každodenní výroby a poznatky ze zákaznické praxe.

Zvukový vývojář Peter Gleim tvrdí, že tímto postupem se podařilo v uplynulých letech výrazně zvýšit kvalitu zvukových aparatur. A inženýři přicházejí každý den s novými a novými nápady, jak tento trend dále podpořit. Audi bude svou vedoucí roli v highendovém sektoru dále upevňovat.

zdroj: IVG