Sistemas de áudio em veículos elétricos

Um sistema de áudio de um veículo elétrico é uma cadeia de sinal completa, não uma contagem de altifalantes. A fonte, o software, o processamento digital, os amplificadores, a posição dos altifalantes e a acústica do habitáculo determinam em conjunto aquilo que chega a cada ocupante.

Da fonte ao som

A música pode ter origem em rádio, num ficheiro local, num serviço de streaming, em áudio por Bluetooth ou USB, ou na projeção do telemóvel. A unidade principal descodifica essa fonte e envia-a através de um processador digital de sinal. O processador pode dividir as frequências entre os altifalantes, corrigir o alinhamento temporal e a resposta em frequência, criar canais surround, gerir zonas sonoras e ajustar a mistura à velocidade ou ao ruído no habitáculo. Os amplificadores de potência acionam depois os altifalantes.

O sistema de áudio automóvel também tem de gerir chamadas, assistentes de voz, sinais de estacionamento e instruções de navegação. O Android Automotive, por exemplo, classifica os fluxos de acordo com a utilização e pode encaminhar, misturar ou reduzir o nível de um fluxo quando outro mais importante exige atenção. Os sons de aviso essenciais para a segurança podem ser gerados ou misturados fora do sistema operativo de infoentretenimento, para que a falha de uma aplicação não os silencie. Android Open Source Project: Automotive audio overview

Esta arquitetura explica por que razão um sistema com especificações publicadas modestas pode soar coeso, ao passo que um grande número de altifalantes ou uma potência elevada em watts podem, ainda assim, produzir um som irregular.

Altifalantes e respetivas posições

Os transdutores dos altifalantes são otimizados para diferentes partes da gama audível:

Os tweeters reproduzem as frequências altas e são frequentemente montados na parte superior das portas, no tabliê ou nos pilares.
Os altifalantes de médios cobrem grande parte da gama que transporta vozes e instrumentos.
Os woofers reproduzem frequências mais baixas e precisam de uma maior área e movimento do cone.
Os subwoofers reproduzem os graves mais profundos, normalmente com uma caixa dedicada e um canal de amplificação próprio.

Um altifalante coaxial reúne vários transdutores numa só unidade. Um sistema de componentes separa-os, dando ao fabricante maior liberdade de posicionamento e orientação. Nenhuma das designações garante qualidade; o desenho do crossover, a instalação e a calibração continuam a ser determinantes. JBL: Coaxial and component car speakers

As portas oferecem espaço para transdutores maiores, mas apresentam dificuldades mecânicas e acústicas: os vidros, vedantes, painéis de revestimento e variações de pressão no habitáculo podem provocar vibrações ou fugas acústicas. Uma posição no tabliê ou no pilar A pode aproximar as frequências altas do nível dos ouvidos, enquanto os altifalantes centrais podem estabilizar vozes e instruções junto ao centro do para-brisas.

Os altifalantes nos encostos de cabeça encurtam o percurso acústico até um ocupante. Podem facilitar a localização das instruções de navegação ou das chamadas e permitir zonas de audição separadas, mas um altifalante de campo próximo não substitui automaticamente um sistema bem integrado no habitáculo.

Amplificadores e processamento digital

O número de canais de um amplificador indica quantas saídas pode controlar de forma independente. A potência nominal só é significativa quando acompanhada das condições de ensaio: potência contínua ou de pico, impedância da carga, tensão de alimentação, gama de frequências e distorção permitida. Dois fabricantes podem publicar valores de potência incomparáveis para sistemas com um desempenho semelhante na utilização normal.

O processamento digital de sinal é central nos sistemas de áudio de fábrica. Entre as funções comuns encontram-se:

crossovers que enviam a cada transdutor uma banda de frequências adequada;
equalização para o habitáculo e para a resposta dos altifalantes;
alinhamento temporal para que o som proveniente de diferentes distâncias chegue de forma coerente à posição de audição;
gestão da gama dinâmica e dos graves;
compensação das variações do ruído da estrada ou do vento;
expansão estéreo ou reprodução multicanal; e
zonas de áudio separadas para diferentes lugares.

Os formatos imersivos podem transportar mais informação espacial do que o estéreo convencional, mas o emblema, por si só, não demonstra com que qualidade um determinado habitáculo foi medido e afinado. A disponibilidade da fonte também conta: um sistema não pode recuperar pormenores ou informação de canais que o serviço, a ligação ou a gravação escolhidos não fornecem.

O que muda num veículo elétrico

A ausência do ruído de combustão torna mais fáceis de ouvir, a baixa velocidade, passagens silenciosas e defeitos de baixo nível. Isso não torna silencioso um veículo elétrico. O impacto dos pneus, a textura da estrada, o vento, o movimento da suspensão, as bombas, o sistema de climatização e os sons da propulsão elétrica tornam-se mais evidentes à medida que a velocidade e a carga variam.

O artigo anterior da EVKX afirmava que a bateria de um veículo elétrico fornecia automaticamente ao sistema de áudio uma alimentação mais limpa e estável do que um alternador. Essa explicação é demasiado simples. O infoentretenimento e os amplificadores funcionam normalmente através de um sistema elétrico de baixa tensão e de conversão DC-DC, e o desempenho depende de toda a conceção da alimentação, da ligação à massa e do amplificador. A bateria de tração de alta tensão não é uma garantia direta de menor distorção.

A configuração de um veículo elétrico pode criar novos locais para altifalantes, mas as baterias, as estruturas de colisão, as condutas de climatização, os mecanismos das portas e as necessidades de carga continuam a limitar o projeto. Um sistema deve ser avaliado no habitáculo final, em vez de partir de uma suposição geral sobre a arquitetura dos veículos elétricos.

Gestão ativa do ruído

O controlo ativo do ruído de rolamento utiliza sensores, microfones, processamento e o sistema de áudio para gerar um contrassinal para componentes selecionados do ruído. A Bose descreve uma solução de produção que recorre a acelerómetros e microfones para atuar sobre o ruído da estrada, dos pneus e do chassis numa gama de frequências. Bose Automotive: Active sound management

A técnica tem limites físicos. É mais eficaz em ruídos previsíveis, nas posições para as quais o sistema foi calibrado; não consegue eliminar todos os sons transitórios em todo o habitáculo. Uma calibração deficiente também pode afetar a sensação de pressão ou o equilíbrio tonal. Se o veículo o permitir, ouça com a função ativada e desativada.

O que as especificações não revelam

A contagem de altifalantes pode incluir pequenos transdutores com funções muito limitadas. A potência do amplificador não revela a distorção, a margem dinâmica nem quanta potência chega a cada canal. Um sistema de marca pode utilizar hardware e calibração específicos do modelo, pelo que o mesmo emblema pode corresponder a resultados diferentes em dois veículos.

Para uma audição de teste útil:

desative uma equalização de demonstração exagerada e compare com o volume igualado;
utilize uma fonte familiar e de elevada qualidade, em vez de avaliar apenas a faixa de demonstração integrada;
procure vozes faladas nítidas, voz principal estável ao centro e graves que terminem de forma limpa;
experimente os lugares dianteiros e traseiros;
aumente a velocidade em estrada e a velocidade da ventoinha da climatização;
verifique se a navegação, as chamadas e os sinais de aviso interrompem o conteúdo multimédia de forma sensata;
teste fontes de telemóvel com e sem fios; e
confirme que qualidade de streaming, formatos surround e serviços ligados exigem uma subscrição.

O melhor sistema não é necessariamente o que toca mais alto. É aquele que permanece equilibrado, inteligível e sem ruídos parasitas que distraiam, nos lugares e nas condições que importam ao proprietário.