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Sebbene siano uno degli strumenti più basilari disponibili per gli ingegneri audio, non pensiamo spesso ai filtri. Nel migliore dei casi, potremmo pensare se utilizzare un filtro passa-basso o alto-scaffale. C'è molto di più! In questo tutorial, esamineremo i diversi tipi di filtri analogici e come selezionarli meglio nel processo di missaggio. Se non si conosce la differenza tra "Butterworth", "ellittiche", "ripple" -read on!
Per capire le diverse varietà di filtri, dobbiamo prima sapere come sarebbe un filtro ideale. Cos'è un filtro ideale? Uno che non possiamo raggiungere!
In genere, quando ci si riferisce a un filtro ideale, in realtà stiamo parlando di un filtro passa-basso ideale poiché i filtri passa-basso sono gli elementi costitutivi di tutti gli altri filtri. Più specificamente, il nostro filtro ideale ha le seguenti proprietà:
Il problema con il filtro ideale è che non possiamo raggiungere i criteri sopra indicati. Con i filtri reali, abbiamo bisogno di scendere a compromessi, il che ci porta a varie approssimazioni del filtro ideale. Ognuna di queste approssimazioni tenta di raggiungere uno o più dei precedenti, e nel processo sacrifica un altro.
A causa di questi compromessi, alcune approssimazioni sono migliori di altre in situazioni diverse. Hanno anche suoni diversi.
Infinite Impulse Response Filters (IIR) sono i classici esempi di filtri usati nel dominio analogico (e da allora sono stati digitalizzati). Questi filtri sono indicati come IIR a causa del fatto che c'è sempre un segnale che passa attraverso di essi, non importa quanto piccolo. Perché? Perché questi filtri usano il feedback!
Dato che c'è sempre almeno un po 'di segnale che torna all'ingresso, non si è mai veramente a corto di segnale. In pratica, c'è un punto nullo in cui il segnale non ha importanza, ma è ancora tecnicamente lì.
I seguenti sono alcuni dei più famosi filtri IIR.
Prende il nome da Stephen Butterworth, lo scopo di questo filtro (a volte chiamato anche filtro Linkwitz-Riley) è quello di essere massimamente piatto nel dominio della frequenza. Cosa significa questo? Significa che non c'è ondulazione (variazioni di guadagno) nella banda passante, nella banda di transizione o nella banda di arresto.
Questa funzione è utile per assicurare un'accurata risposta in frequenza di qualunque segnale sorgente ci fornisca. Il compromesso si presenta sotto forma di una leggera pendenza nella banda di transizione.
Pertanto, i filtri Butterworth sono scarsi per attenuare le frequenze indesiderate. Come tutti i filtri IIR, anche i Butterworths inducono uno sfasamento, ma lo fanno in modo molto lento e fluido.
Ecco uno schema di utilizzo generale per i filtri Butterworth:
Derivati dai polinomi di Chebyshev, questi filtri sono più pratici nelle loro caratteristiche. Un filtro Chebychev di tipo I induce il ripple nella banda passante, mentre un Type II induce il ripple nella banda di stop. Tuttavia, a differenza del Butterworth, la banda di transizione è significativamente più ripida.
Ciò rende Chebyshev più efficace nell'eliminare le frequenze problematiche con un effetto minimo sulla risposta in frequenza. Per quanto riguarda lo sfasamento, i cambiamenti indotti da un Chebyshev sono alquanto irregolari e possono prestarsi a un suono più unico.
Ecco uno schema di utilizzo generale per Chebyshev:
Se il Chebyshev è un buon filtro a tutto tondo, allora l'Elliptical è il re dell'arresto. Al costo del ripple in entrambe le bande di stop e pass, un Elliptical offre una banda di transizione molto ripida.
Ciò rende i filtri ellittici ideali per i filtri in stile brick-wall o per la rimozione super chirurgica di frequenze specifiche. Lo sfasamento sarà anche colorato con i filtri ellittici poiché l'accento è posto sulla possibilità di avere la transizione più acuta possibile.
Ecco uno schema di utilizzo generale per Ellittica:
Per l'ossessionato dalla fase, il filtro di Bessel offre la migliore risposta di fase di qualsiasi IIR, data la sua attenzione per avere una risposta di fase quasi lineare. Ha inoltre il vantaggio di essere al massimo piatto nel dominio della frequenza, come il Butterworth. Hanno un suono minimo per l'avvio!
Quindi perché non usarlo per tutto? Perché ha la peggiore banda di transizione di qualsiasi filtro. Ciò rende molto poco pratico concentrarsi su determinate frequenze.
Ecco uno schema di utilizzo generale per i filtri di Bessel:
Come puoi vedere, i filtri IIR sono disponibili in molte forme e gusti. Mentre ci sono più progetti esoterici, questi sono generalmente gli unici filtri che vedrai nell'hardware analogico. Anche con i filtri digitali specializzati (di più su quelli la prossima volta) le versioni digitali di IIR sono ovunque.
Supponendo che siano stati progettati da un ingegnere competente, non vi è alcun motivo per cui un pezzo più economico di attrezzi o plug-in dovrebbe sembrare diverso da uno più costoso. Scegli semplicemente il filtro giusto per il lavoro giusto e il tuo flusso di lavoro sarà molto più semplice!
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