ОФИЦИАЛЬНЫЙ САЙТ КОМПАНИИ «ИМЛАЙТ»
Вход  [Регистрация]
Вход  [Регистрация]

Автор: Микеле Марани

Цикл публикаций о процессах преобразования сигнала в цифровой среде вызвал немалый интерес среди наших читателей. Замечательно! Значит, есть все шансы надеяться, что профессионалы индустрии высоко оценят наши новые товары, которые вскоре будут представлены на рынке (но это пока секрет).

Ну а сегодня мы снова поговорим о новых типах фильтров.

В наиболее популярных кроссоверах используются пары фильтров Линквица-Райли (L-R) с крутизной среза 24 дБ на октаву. В некоторых случаях было бы желательно иметь фильтры кроссоверов, которые обеспечивают крутизну среза более 24 дБ на октаву. Однако независимые тесты при прослушивании показали, что фильтры более высокого порядка влияют на качество воспроизведения звука. Например, кроссовер с фильтром L-R с крутизной среза 48 дБ на октаву субъективно звучит не так хорошо, как кроссовер, где используется фильтр с крутизной среза 24 дБ на октаву. Это, скорее всего, связано с большим фазовым сдвигом, который происходит в кроссоверах с фильтрами более высокого порядка. Новые кроссоверы MIR с линейной фазовой характеристикой сочетают в себе преимущества обоих решений. Вы можете использовать фильтры с линейной фазовой характеристикой с крутизной среза 24 дБ на октаву в качестве прямой альтернативы фильтрам L-R (крутизна среза 24 дБ), но с более прозрачным звуком благодаря идеальной фазочастотной характеристике (ФЧХ). Кроме того, вы можете использовать более высокие значения крутизны среза без сопутствующих негативных последствий радикально искривлённой ФЧХ.

Измерения на кроссоверах с фильтрами Линквица-Райли

АЧХ и ФЧХ фильтров Линквица-Райли с крутизной среза 24 дБ и 48 дБ показаны ниже на рисунках 1 и 2 соответственно. ФЧХ показана вверху каждого рисунка, а АЧХ — внизу каждого рисунка. Синяя кривая показывает фильтр L-R нижних частот, а зелёная кривая — фильтр L-R верхних частот. Оранжевая кривая показывает электрическое суммирование двух фильтров. Пары фильтров L-R электрически суммируются до достижения ровной АЧХ, что является одной из причин, делающих фильтры L-R такими популярными. Атрибут суммированной ровной АЧХ обеспечивает оптимальную характеристику направленности многополосных акустических систем.

 

 

Рис. 1 — Пара фильтров Линквица-Райли с крутизной среза 24 дБ

Синяя линия — фильтр нижних частот, зелёная линия — фильтр верхних частот, оранжевая линия — суммирование

 

 

Рис. 2 — Пара фильтров Линквица-Райли с крутизной среза 48 дБ

Синяя линия — фильтр нижних частот, зелёная линия — фильтр верхних частот, оранжевая линия — суммирование

 

Как видно из приведённых выше измерений, популярные фильтры L-R демонстрируют значительные фазовые искажения, что приводит к нежелательному взаимодействию между громкоговорителями в области разделения частот кроссовером. В оригинальной статье AES Линквиц комментирует фазовые искажения при работе кроссоверов с фильтрами L-R. Его вывод заключается в том, что версия фильтра с крутизной среза 24 дБ на октаву субъективно приемлема. Стремление к кроссоверам с более высокими значениями крутизны среза привело к развитию фильтров L-R с крутизной среза 36 дБ и 48 дБ на октаву, но большой фазовый сдвиг (как показано выше на рисунке 2) сделал кроссоверы с фильтрами L-R более высокого порядка субъективно неприемлемыми в большинстве областей применения.

Кроссоверы MIR с линейной фазовой характеристикой

В контроллерах MIR существует возможность выбрать тип из всех классических фильтров, включая фильтры Баттерворта и Линквица-Райли. Также для любого из фильтров возможен выбор величины крутизны среза.

При этом MIR-фильтры обладают линейной фазовой характеристикой независимо от порядка или типа фильтра.

Далее мы используем в качестве примера фильтры LR24 и LR48.

На рисунках 3 и 4 показаны фильтры MIR с линейной фазовой характеристикой, крутизна среза 24 дБ и 48 дБ соответственно. ФЧХ показана вверху каждого рисунка, а АЧХ — внизу каждого рисунка. Опять же, синяя кривая показывает фильтр нижних частот с линейной фазовой характеристикой, а зелёная кривая — фильтр верхних частот с линейной фазовой характеристикой. Красная кривая показывает электрическое суммирование двух фильтров. Пары фильтров с линейной фазовой характеристикой электрически суммируются до достижения ровной АЧХ. Атрибут суммированной ровной АЧХ обеспечивает оптимальную характеристику направленности многополосных акустических систем.

 

 

Рис. 3 — Пара MIR-фильтров с линейной фазовой характеристикой, крутизна среза 24 дБ

Синяя линия — фильтр нижних частот, зелёная линия — фильтр верхних частот, оранжевая линия — суммирование

 

 

Рис. 4 — Пара MIR-фильтров с линейной фазовой характеристикой, крутизна среза 48 дБ

Синяя линия — фильтр нижних частот, зелёная линия — фильтр верхних частот, оранжевая линия — суммирование

 

Как можно увидеть из приведённых выше измерений, MIR-фильтры с линейной фазовой характеристикой демонстрируют ту же АЧХ, что и пары фильтров L-R (крутизна среза 24 дБ и 48 дБ), но ФЧХ значительно улучшена до точки обеспечения идеальной ФЧХ.

Используя кроссовер MIR с линейной фазовой характеристикой, можно оперативно заменить существующий кроссовер с фильтрами Линквица-Райли без необходимости изменения пресетов остальных фильтров эквалайзера, используемых на каждом выходе для многополосных акустических систем.

Одним из существенных преимуществ использования кроссоверов с линейной фазовой характеристикой является то, что различные типы громкоговорителей могут использоваться вместе без эффекта акустического подавления из-за разных центральных частот кроссовера.

Кроссоверы с фильтрами NXF

Фильтры NXF (режекторные фильтры для кроссоверов), наряду с фильтрами Neville Thiele, называемыми кроссоверными фильтрами NTM, используют увеличенную крутизну среза по сравнению с фильтрами L-R эквивалентной сложности реализации. Мы реализовали несколько срезов, типичных для фильтров NXF.

Контроллеры MIR также оснащены фильтрами NXF с линейной фазовой характеристикой с высокой величиной крутизны среза.

На Рисунке 5 показано сравнение крутизны среза фильтров MIR LR48 и NXF 40.

Для всех них фаза является линейной, но, при необходимости, фильтры NXF позволяют добиться очень высокой крутизны среза.

 

 

Рисунок 5 — MIR-фильтр, 48 дБ (зелёный) и фильтр NXF 40 (синий) с линейной фазовой характеристикой

Выводы

В данной статье были рассмотрены общедоступные технологии в области кроссоверов, обеспечиваемые современными цифровыми процессорами для акустических систем. Кроссоверы с фильтрами Линквица-Райли и NTM страдают фазовыми искажениями, которые влияют на возможность применения кроссоверов с высокой крутизной среза и получения субъективно приемлемых акустических характеристик при использовании многополосных акустических систем. Кроссоверы MIR с линейной фазовой характеристикой позволяют использовать IIR-фильтры с линейной фазовой характеристикой любого типа, а также NXF-фильтры с высокой крутизной среза.

Комментарии
1: 2:

чтобы комментировать

?
Войдите чтобы комментировать