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Ben tornato! L'ultima volta abbiamo esaminato i vari tipi di filtri IIR, cosa li rende diversi e come utilizzare ciascun tipo. In questo tutorial sposteremo l'attenzione da IIR a FIR. Non conosci la differenza? Non preoccuparti! Vedremo cosa è un filtro FIR, come differiscono da IIR e come usarli. Pronto? Continuare a leggere!
Se leggi l'articolo precedente, probabilmente hai una discreta supposizione su ciò che FIR rappresenta. Anche se sei nuovo nella serie, prendi una pugnalata! Pronto?
Risposta ad impulsi finiti. Bene, forse non è molto eccitante, ma sono filtri molto interessanti.
Mentre i filtri Infinite Impulse Response (IIR) si basano sull'idea di un filtro (analogico) infinito, FIR ha infatti un finale. Perché questo importa? Perché non possono esistere nel dominio analogico! (Almeno non facilmente.) Questo rende i filtri FIR per la maggior parte completamente digitali.
Le proprietà di un FIR sono le seguenti:
Aspetta, quale fu l'ultima parte? Fase lineare?
Il più grande vantaggio di un FIR per un ingegnere audio è l'idea della fase lineare. Più spingere un filtro IIR, più uno sfasamento introduciamo. Mentre piccole quantità potrebbero non essere visibili, grandi quantità possono imbrattare i transienti e ridurre la chiarezza di una registrazione.
Un filtro di fase lineare, tuttavia, non sporgerà i transienti. Invece, un filtro di fase lineare crea semplicemente un ritardo uguale su tutte le frequenze al posto di uno sfasamento. Quasi ogni singolo filtro di fase lineare che hai usato è un filtro FIR.
Come con qualsiasi altra cosa nella vita, ci sono degli svantaggi nell'usare un filtro FIR. Ecco i problemi principali:
Quindi scegliere un FIR su un IIR (o viceversa) dovrebbe essere deciso caso per caso. Inoltre, proprio come abbiamo avuto diversi filtri IIR, possiamo anche avere variazioni sui filtri FIR.
No, non il sistema operativo! Le finestre nella progettazione del filtro FIR sono il modo in cui determiniamo esattamente dove si trova il punto finito in una FIR. O dovremmo dire, dove vogliamo che il punto finito sia.
Ricordate sopra dove abbiamo detto che i filtri FIR non sono molto buoni per ottenere una risposta in frequenza specifica? Bene, i filtri IIR sono bravi in questo lavoro, ma vogliamo che siano finiti. Dal momento che non si stabiliscono mai a zero, dobbiamo farli, troncando l'impulso. Voilà zero! Questo atto di troncare si chiama windowing.
In genere, i filtri FIR si basano sul filtro ideale (vedere l'articolo precedente) e vengono quindi troncati per avere una risposta impulsiva finita. Tuttavia, c'è più di un modo per bloccare un impulso.
Ora che sappiamo cosa è la finestra, diamo un'occhiata alle varie finestre disponibili per vedere come influiscono sul filtro ideale.
La finestra rettangolare (a volte chiamata boxcar) è di gran lunga l'approccio di windowing più semplice disponibile. Perché? Perché pesa uniformemente tutti i valori all'interno del rettangolo (la finestra) e taglia fuori tutto ciò che si trova al di fuori di esso.
Sembra grandioso vero? Beh sfortunatamente l'attenuazione non è molto buona. Aggiungi il superamento e il suono e può sembrare solo brutto.
Allora perché usarlo? Perché hanno la banda di transizione più nitida e altamente selettiva di particolari frequenze.
Queste finestre sono utilizzate quando hai bisogno di un bel po 'di selettività. La differenza tra i due è che Hanning raggiunge lo zero mentre Hamming non è del tutto. Hamming è un po 'più selettivo della sua controparte, mentre la perdita è inferiore su Hanning. L'unico inconveniente principale è che entrambe le finestre hanno la tendenza a imbrattare i transienti.
Se esistesse una finestra generale, probabilmente sarebbe il Blackman-Harris. Offre buona attenuazione e buona selettività. Certo, non è chirurgico come un rettangolo o persino un Hanning, ma può comunque concentrarsi abbastanza bene per scopi audio.
Se hai notato, una risposta in frequenza dei filtri FIR ha questi lobi molto strani e molto brutti che si verificano. Questi sono semplicemente artefatti del filtro FIR e non possono essere evitati. Finestre differenti producono diverse dimensioni e intensità dei lobi, ma continueranno a persistere.
Nel determinare quanta attenuazione la finestra può raggiungere, misuriamo dalla cima dei lobi. La maggior parte degli EQ disegna questa linea e non i lobi stessi, quindi perché non li vedi all'interno del tuo plugin!
Come puoi vedere, i filtri FIR, mentre usati per gli stessi scopi di IIR, sono realizzati in un modo molto diverso. Mentre abbiamo coperto le funzioni della finestra principale qui, ci sono una moltitudine di opzioni disponibili per modellare la risposta all'impulso, ognuna con i suoi vantaggi e svantaggi. Esistono anche diversi metodi diversi dalle finestre per creare un FIR, ma per l'audio sono un po 'troppo esoterici per essere visti.
Il grande vantaggio per noi come ingegneri del suono è che quasi ogni FIR che usiamo è fatto per essere una fase lineare. Questo naturalmente ha lo svantaggio del ritardo. Tuttavia, a meno che tu non stia mixando dal vivo, dovresti essere in grado di vivere con ritardo.
Assicurati semplicemente di scegliere una finestra adatta alle tue esigenze. Hai bisogno di precisione transitoria sopra ogni altra cosa? Forse per un de-esser personalizzato? Vai al rettangolo. Hai bisogno di un filtro tacca? Hanning e Hamming sono buone scommesse. Solo un controllo generale del tono? Rotolare con un Blackman-Harris.
Quindi vai fuori e scegli l'FIR che è giusto per te! Grazie per aver letto.
Accentsconagua