Шельф (Shelf) фильтры и Всепропускающие (All-pass). Назначение и настройки.
В настроечном арсенале процессорного усилителя Nakamichi FDSD370 помимо фильтров нижних частот (LPF - Low Pass Filter), высоких частот (HPF – High Pass Filter), их комбинации – полосовой фильтрации (BPF – Band Pass Filter), и привычного параметрического эквалайзера (PEQ) присутствуют ювелирные инструменты – Шельф фильтры (Shelf Filters) и Всепропускающие фильтры (All-pass Filters) Являются частью раздела Эквалайзер (EQ) в настроечном ПО. Их назначение и влияние на итоговое звучание системы, разберем ниже.
Шельф-фильтры (Shelf-filters)
Шельф-фильтры (Shelf-filters) — это тип эквализации, который позволяет усиливать или ослаблять амплитуду определенного диапазона частот выше или ниже определенной точки (частоты), создавая форму «шельфа» или "полки" на кривой амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).
В основном, в автомобильных звуковых процессорах встречаются два типа шельф-фильтров:
High-Shelf filter — усиливает или ослабляет частоты выше определённой частоты, оставляя низкие частоты без изменений.
Пример применения:
- Усиление высоких частот — фильтр может добавить ясность и присутствие вокалу, тарелкам и другим высокочастотным инструментам.
- Ослабление высоких частот — фильтр может смягчить резкие звуки и создать более тёплый, более сдержанный тон.
Low-Shelf filter — усиливает или ослабляет частоты ниже определённой частоты, оставляя высокие частоты без изменений.
Пример применения:
- Обработка вокальной записи с слишком большим резонансом низких частот — фильтр Low Shelf с резким порогом помогает снизить нежелательные частоты в конкретном диапазоне, сохраняя остальной спектр частот.
- Усиление слабых низких частот — фильтр может использоваться для усиления ослабленных низких частот.
- Можно не только понижать диапазон частот, но и придавать звуку нужную окраску. Легкое поднятие «шельфом» высоких частот дает равномерную «просветленную» окраску, без выпячивания каких-либо резонансов.
- При работе шельфовым фильтром «в минус», звучание инструмента не остается обедненным, т.к. он не «убивает» частоты так радикально, как это делает обрезающий фильтр (HPF, LPF)
- Частота порогового значения — определяет точку (частоту), с которой фильтр начинает усиливать или ослаблять частотный диапазон.
- Уровень усиления — регулирует усиление или ослабление амплитуды.
- Q-фактор — добротность — контролирует ширину кривой частотной характеристики фильтра.
High-Shelf filter на 400 Гц «в минус» 10 дБ
Low-Shelf filter на 400 Гц «в плюс» 10 дБ
Low-Shelf filter на 400 Гц «в минус» 10 дБ
Всепропускающие фильтры (All-pass filters)
Всепропускающие фильтры (All-pass filters) — модель фильтров, имеющих плоскую АЧХ во всем частотном диапазоне. Как фильтры, предназначенные для частотной фильтрации сигнала, смысла не имеют. Тем не менее, имея определенную ФЧХ, могут применяться как фазовые корректоры полос.
Отличительной чертой фильтров всепропускающего типа является:
- Плоская суммарная АЧХ.
- Симметричные характеристики направленности АС в вертикальной плоскости в области частот раздела, благодаря идентичности фазочастотных характеристик разделяемых каналов.
- Низкая чувствительность к изменению значений элементов.
- Ничтожно малый уровень фазовых искажений.
Исходный сигнал без обработки фильтрами — все «в линейку». АЧХ — сплошная линия, ФЧХ — пунктиром.
All-pass filter 1-го порядка на частоте 100 Гц — очень плавный изгиб фазы на 180 градусов. АЧХ — сплошная линия, ФЧХ — пунктиром.
All-pass filter 1-го порядка на частоте 1 кГц — тоже плавный изгиб фазы на те же 180 градусов, но сам изгиб смещен вправо. АЧХ — сплошная линия, ФЧХ — пунктиром.
All-pass filter 2-го порядка на 1 кГц — АЧХ ровная, ФЧХ переворачивается на 360 градусов. АЧХ — сплошная линия, ФЧХ — пунктиром.
В отличие от всепропускающих фильтров первого порядка, у фильтров второго порядка есть возможность настраивать не только частоту, но и добротность. При увеличении добротности растет "скорость" переворота фазы, и групповая задержка.
И последний важный аспект описанных инструментов настройки - Шельф фильтры (Shelf Filters) – изменения в настройках можно услышать «невооруженным» ухом. Манипуляции с должным эффектом Всепропускающих фильтров (All-pass Filters) необходимо производить с профессиональным измерительным оборудованием.
