Scientific Filters — фильтры Бесселя, Баттеворта, Чебышева

Командой Effects > Filtres > Scientific Filters открывается окно Scientific Filters, в котором собраны "теоретические" фильтры следующих классов:

фильтр Бесселя — вкладка Bessel;
фильтр Баттеворта — вкладка Butterworth (рис. 6.9);
фильтр Чебышева — вкладки Chebychev 1 и Chebychev 2.

Рис. 6.9. Вкладка Butterworth окна Scientific Filters

Сведения о свойствах этих фильтров вы можете получить, ознакомившись с материалами книги [12]. Сейчас же речь пойдет о назначении элементов интерфейса в окне Scientific Filters.

Вы видите два графика: один из них (на экране он желтый) — АЧХ фильтра, второй (на экране он красный) — либо фазочастотная характеристика (ФЧХ) (если выбран переключатель Phase), либо зависимость задержки (запаздывания) сигнала в фильтре от частоты (если выбран переключатель Delay).

Под координатной плоскостью расположено поле, в котором отображаются координаты курсора: частота, значение АЧХ и значение ФЧХ. Флажок Extended Range служит для переключения отображаемого диапазона значений АЧХ. При сброшенном флажке пределы отображаемых значений АЧХ варьируются от —54 до 12 дБ, при установленном флажке диапазон значений составляет от —120 до 12 дБ

Для каждого из четырех классов фильтров (Bessel, Butterworth, Chebychev 1 и Chebychev 2) кнопками Low Pass, High Pass, Band Pass и Band Stop можно выбрать тип фильтра:

Low Pass — фильтр, пропускающий низкие частоты;
High Pass — фильтр, пропускающий высокие частоты;
Band Pass — полосовой пропускающий фильтр;

Band Stop — полосовой фильтр выреза (режекторный фильтр, фильтр-пробка)

Набор задаваемых параметров определяется классом и типом фильтра Для фильтров Low Pass и High Pass можно задать только частоту среза (Cutoff) А для фильтров Band Pass и Band Stop этот параметр будет уже иметь смысл нижней частоты среза Для полосовых фильтров параметр High Cutoff — это верхняя частота среза.

Для всех классов фильтров, кроме Bessel, следует определить еще четыре параметра:

Order — порядок фильтра;
Transition Bandwith — ширина полосы частот перехода (например, для полосового пропускающего фильтра — от области подавления к области пропускания); при выборе этого параметра порядок фильтра будет установлен автоматически (и наоборот);
High Width — ширина полосы частот верхнего перехода (например, для полосового пропускающего фильтра — от области пропускания к области подавления); этот параметр задается только для полосовых фильтров;
Stop Attn — ослабление спектральных составляющих в полосе подавления.

Для фильтров Chebychev 1 и Chebychev 2 можно выбрать максимальное допустимое значение неравномерности АЧХ в областях пропускания или подавления: Pass Ripple и Actual Ripple.

В группе Master Gain задают общее усиление (отдельно для левого и правого каналов).

В списке Preset содержится 7 весьма поучительных предустановок.

60Hz Hum Notch Filter — фильтр Бесселя 2-го порядка, предназначенный для подавления составляющей фона с частотой 60 Гц. От аналогичных по назначению ранее рассмотренных фильтров он отличается тем, что практически не влияет на соседние частотные составляющие.
Drop Off Bellow 250Hz — фильтр Баттеворта 6-го порядка, обеспечиваю щий подавление спектральных составляющих ниже 250 Гц.
Hiss Cut (above 10kHz) — фильтр Чебышева 6-го порядка, обеспечиваю щий подавление спектральных составляющих выше 10 кГц.
Leave the Bass (lOHz to 400Hz) — фильтр Чебышева 2-го порядка, обеспечивающий подавление всех частот, кроме частот в полосе 10—400 Гц, характерных для баса.
Notch around 1kHz by 6dB — фильтр Чебышева 7-го порядка, обеспечи вающий вырез составляющих в ближайших окрестностях частоты 1 кГц.
Remove Subsonic Rumble — фильтр Баттеворта 18-го порядка, обеспечивающий подавление инфразвуковых спектральных составляющих (ниже 27 Гц).
Strictly 1kHz — фильтр Баттеворта 40-го порядка, имеющий полосу пропускания, в точности равную 1 кГц.

За счет усложнения фильтра (увеличения порядка) удается реализовать почти идеально прямоугольную АЧХ, и амплитудных искажений сигнала в полосе пропускания такого фильтра не будет совсем. Однако фазы спектральных составляющих сигнала, попавших в полосу пропускания такого фильтра, оказываются практически непредсказуемыми. Это обязательно повлияет даже на тембр монофонического аудиофайла, не говоря уж о аудиофайле стереофоническом.

Содержание раздела