Как сделать срез высоких частот

Фильтры нижних и высших частот

Рассмотрим в качестве фильтра простейшую цепь RC, принцип работы которой основан на зависимости реактивного сопротивления конденсатора от частоты сигнала.

Если к источнику переменного синусоидального напряжения U частотой f подключить последовательно резистор сопротивлением R и конденсатор ёмкостью C, падение напряжения на каждом из элементов можно вычислить исходя из коэффициента деления с импедансом Z.

Тогда на выводах резистора напряжение U_R будет составлять:

X_C – реактивное сопротивление конденсатора, равное 1/2πfC

При равенстве R = X_C на частоте f, выражение упростится сокращением R и примет вид:

Следовательно, на частоте f равенство активного и реактивного сопротивлений цепочки RC обеспечит одинаковую амплитуду переменного синусоидального напряжения на каждом из элементов в √2 раз меньше входного напряжения, что составляет приблизительно 0.7 от его значения.
В этом случае частота f определится исходя из сопротивления R и ёмкости С выражением:

Повышение частоты уменьшит реактивное сопротивление конденсатора и падение напряжение на нём, тогда напряжение на выводах резистора возрастёт. Соответственно, понижение частоты увеличит напряжение на конденсаторе и уменьшит на резисторе.

Зависимость амплитуды переменного напряжения от его частоты называют амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ).

Ниже представлены схемы включения RC-цепочек в качестве фильтров соответственно ФНЧ и ФВЧ.

Частоту f = 1/(2π τ) называют граничной частотой f_гр или частотой среза f_ср фильтра.

Частоту среза фильтра можно посчитать с помощью онлайн калькулятора

Достаточно вписать значения и кликнуть мышкой в таблице.
При переключении множителей автоматически происходит пересчёт результата.

Похожие страницы с расчётами:

Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Источник

Основы частотной обработки звука:
простая памятка для новичков

Частотная обработка звука (или эквализация) — один из самых важных процессов в сведении песни. Грамотная эквализация поможет «вычистить» из мультитрека лишнюю грязь, раскрыть потенциал всех музыкальных инструментов, заставить их звучать слаженно и гармонично. Главное, что для этого понадобится (помимо непосредственно записей) — качественная программа для обработки музыки с понятным и удобным аудиофильтром, Рекомендуем обратить внимание на АудиоМАСТЕР.

Содержание:

Что такое частотная обработка?

Процесс частотной фильтрации заключается в уменьшении или, наоборот, увеличении частот в определённом спектре. Благодаря специальным приборам и плагинам вы можете производить эквализацию максимально точно, убирая или добавляя по несколько Герц (единица измерения при фильтрации). Применений у подобной обработки множество: удаление конфликтующих частот, понижение громкости неприятных уху шумов, формирование «тела» звукового сигнала, обогащение записи гармониками и многое другое.

Также одной из главных задач эквалайзера является «расчищение» места в миксе, т.е. после обработки каждый инструмент, живой или электронный, должен занять своё место и не мешать другим. Например, басовые звуки обычно располагаются по центру и снизу, среднечастотные инструменты (гитары, малый барабан, клавишные) в середине, а вокал лучше «поднять наверх», чтобы его было слышно над всеми дорожками.

Таблица частотных характеристик для разных инструментов

Немаловажно сделать акцент на удалении неприятных отзвуков — передвинув несколько ползунков на эквалайзере, вы сможете избавиться от лязганья струн гитары, шума тарелок и вздохов вокалиста. Однако важно не переусердствовать и не вырезать «полезные» частоты, которые обогащают звук и делают его объёмным.

Типы фильтров

Эквалайзер содержит разные типы кривых, при помощи которых можно фильтровать частоты. Они делятся на:

Ограничительные фильтры

Эти кривые «намертво» обрезают все частоты, находящиеся за ними. Степень наклона можно регулировать, переходя от вертикальной прямой («кирпичная стена») до небольшого среза в районе 1-3 дБ. К ним относятся:

Обрезка верхних частот

Используется в основном для обрезки верха баса и гармоничной укладки его в микс, а также для придания инструментам глубины и чёткости, удаления звона и шороха.

Обрезка нижних частот

Чаще всего применяется для удаления баса у инструментов, чьи основные частоты располагаются в среднем и верхнем диапазоне, таким образом оставляя «низ» микса непосредственно басу и бочке.

Выделение средних частот

Режекторный фильтр

Или «полосно-ограничительный». Вырезает частоты узкой линией только на определённой полосе. Позволяет избавиться от всех неприятных отзвуков. Помощник звукорежиссёра для точечной обработки звукозаписей.

Точечная «очистка» спектра

Shelf-фильтры

Имеют прямую форму, также делятся на High и Low. Первый используется для компенсации недостающих высоких частот, второй, соответственно, — для низких. Можно создать комбинацию этих кривых, одновременно подняв и опустив разные частоты дорожки, в таком случае получается Tilt Shelf.

Балансная обработка верха и низа

Фильтр присутствия

Самым популярным является колокообразный фильтр. Он имеет округлую форму и усиляет выбранный диапазон.

Поднятие определённых частот

Так, для гитар наиболее часто используется усиление в районе примерно 500 Hz для придания «тела» и «округлости» звуку. А для вокала, например, рекомендуется поднимать частоту близко к 5 kHz для продвижения его вперёд и создания эффекта «присутствия»

Существует также динамическая эквализация, при которой происходит совместная работа эквалайзера и компрессора. В таком случае выбранная частота спектра не вырезается полностью на всём протяжении песни, а ослабляется только в нужные моменты, когда достигает установленного порога. Это позволяет достичь гибкости при обработке микса, поскольку частота будет звучать на тихих моментах и не будет «выпирать» на громких.

Советы по сведению основных инструментов

1. У баса стоит отрезать не только верх, но и самый нижний низ — там находится лишний шум, который ничего не добавляет звуку, делая общий микс грязнее. Лучше сразу устанавливать Low Cut фильтр примерно на отметку в 40 Hz и затем плавно перемещать его, внимательно прислушиваясь к преобразованиям. Обрезать верх баса полностью тоже не стоит — чтобы инструмент «пробивался» в миксе, желательно выделить его «тело» в районе 250 Hz. Особенно важно это для электронной музыки, в которой бас играет решающую роль.

2. При сведении гитары стоит отсечь High Pass фильтром всё, что ниже 100 Hz для избежания конфликта с басом и бочкой. Для удаления высокочастотного шипения от дисторшна можно сделать ослабление в районе от 9 до 12 kHz. Там же ищите неприятный звон у хай-хета и прочих тарелок.

3. При сведении вокала, конечно, всё зависит непосредственно от тембра голоса певца, его подачи, качества записи — поэтому сложно выделить какие-то универсальные советы. Но, убрав самый низ (около 70 Hz) и подрезав самый верх (район 7 kHz, где прячутся сибилянты), вы скорее всего улучшите результат.

Производим частотную обработку в АудиоМАСТЕРЕ

Если вы хотите придать своей песне профессиональное звучание, но чувствуете, что не сможете разобраться со сложными DAW-устройствами и плагинами, обратите внимание на АудиоМАСТЕР. Это идеальная программа по обработке звука для новичков, в которой вы с лёгкостью произведёте эквализацию трека и фильтрацию частот.

Скачайте АудиоМАСТЕР и создавайте профессионально звучащие песни прямо из дома!

Эквалайзер

Софт оснащён встроенным графическим 10-полосным эквалайзером, с помощью которого вы легко создадите частотный баланс. Достаточно поднять один из ползунков и нажать «Прослушать» — отличия будут разительны. Так, опытным путём можно найти частоты, которые необходимо опустить или поднять.

Если вы не можете определить их сами — просто обратитесь к готовым пресетам, заранее встроенным в программу. Вы найдёте там все основные варианты, подходящие для сведения: подавление шума, повышение высоких или низких частот, усиление разборчивости речи и другие.

Подберите удобный вам пресет

Присутствуют также эффекты, с помощью которых можно придать стилизацию музыкальному произведению — например, создать ощущение телефонного разговора или голоса диктора на радио.

Частотный фильтр

АудиоМАСТЕР также обладает функцией, имитирующей параметрический эквалайзер, только более понятно и просто. Открыв инструмент «Частотный фильтр», вы сможете вырезать необходимый диапазон. Указать его можно цифрами, или же выбрать один из встроенных профилей — программа автоматически определит промежуток, отвечающий за определённую частоту: одну из октав, неслышимые для уха частоты, гудения трансформатора. Так вы удалите всё ненужное из трека, что поспособствует улучшению качества звука.

Вы можете убрать значения точно до Гц

Частотный спектр

С помощью этой настройки вы сможете эффективно сузить или расширить спектр частот в нужной композиции, сделав её выше или ниже относительно оригинала, при этом сохраняя ритм и скорость.

Вы можете повысить частоту до 200% и понизить до 50%

Итак, теперь вы знаете основные правила сведения и эквализации, что такое фильтр низких частот и его принцип работы. Если вы только новичок, вы сможете сделать простую частотную обработку в АудиоМАСТЕРЕ. Скачав это ПО, вы будете легко осуществлять звукозапись и «чистить» песни в одной программе, а также накладывать различные эффекты, природные атмосферы, добавлять эхо, реверберацию и многое другое. Скачайте АудиоМАСТЕР — и увидите, что создавать свои песни сможет каждый желающий!

Cохраните статью, чтобы не потерять:

Источник

Нарисуем табличку с расчётом фильтра для низкочастотных приложений.

ТАБЛИЦА ДЛЯ LC- РЕЗОНАНСНОГО (ПОЛОСОВОГО) ФИЛЬТРА ДЛЯ НЧ.

Если параметр активного сопротивления катушки R опущен, его значение принимается равным 100 Омам.
Необходимо отметить, что все полученные в таблице данные верны и для последовательного колебательного контура. При этом, если мы хотим использовать свойства контура полностью, т. е. получить острую резонансную кривую, соответствующую конструктивной добротности, то параллельный контур надо нагружать слабо, выбирая R1 и Rн намного больше Rо (на практике десятки-сотни кОм), для последовательного же контура, сопротивление генератора R1 наоборот должно быть на порядки меньше характеристического сопротивления ρ.

ТАБЛИЦА ДЛЯ LC- РЕЗОНАНСНОГО (ПОЛОСОВОГО) ФИЛЬТРА ДЛЯ ВЧ.

Теперь плавно переходим к LC фильтрам верхних и нижних частот (ФВЧ и ФНЧ).

Рис.2

Номиналы элементов и параметры ФВЧ и ФНЧ вычислим для согласованных LC фильтров. За частоту среза, как водится, примем частоту, на которой ослабление сигнала составляет 3дБ. Крутизна спада АЧХ в полосе подавления таких фильтров составляет 12 дБ/октаву.
Ну да ладно, ближе к делу.

ТАБЛИЦА LC- ФИЛЬТРОВ ВЕРХНИХ и НИЖНИХ ЧАСТОТ.

А если надо рассчитать L и C при известных значениях Fср и ρ?

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ LC- ФИЛЬТРОВ ВЕРХНИХ и НИЖНИХ ЧАСТОТ.

РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ LC- ФИЛЬТРОВ ВЕРХНИХ и НИЖНИХ ЧАСТОТ для АКУСТИКИ и прочего.

Приведённые выше ФВЧ и ФНЧ называются Г-образными.
Для получения более крутых скатов АЧХ используют два или более Г-образных звеньев, соединяя их последовательно, чтобы образовать Т-образное звено (на Рис.3 сверху), или П-образное звено (на Рис.3 снизу). При этом получаются ФНЧ третьего порядка. Обычно, ввиду меньшего количества катушек, предпочитают П-образные звенья.

Рис.3

Что касается многозвенных LC-фильтров высоких порядков, то более грамотным решением (по сравнению с последовательным соединением фильтров низших порядков) будет построение подобных устройств с использованием полиномов товарищей Чебышева или Баттерворта.

Именно такие фильтры 3-го, 5-го и 7-го порядков мы и рассмотрим на следующей странице.

Источник

Частота раздела (частоты срезов) СЧ/ВЧ-как выбрать?

В двушке с обычным мидом было проще: вытягивал из мида всё, что он может, и лепил к нему ВЧ.
Но сейчас мид режу примерно на 6500Гц с крутизной спада 24дБ/окт (Баттерворт).

Что ты называешь мидом, НЧ или СЧ?
Зачем сабвуферная крутизна среза?

Дело не в динамиках, важен сам принцип. Как высоко можно стыковать СЧ/ВЧ диапазон, не нарвавшись на грабли.

Про крутизну-почитай Батя, поймёшь. Чем меньше область совместного воспроизведения, тем легче стыковать.

По-моему, однозначного ответа тут быть не может. Все зависит от расположения динамиков( по оси, 30, 50 градусов) и свойств каждой конкретной головки(музыкальные способности на разных частотах, АЧХ). Есть мнение, что желательно устанавливать и выбирать сч так и такие, чтобы можно было их резать не ниже 5-6 Кгц.

Легче, понятное дело, но мы ведь лёгких путей не ищем?

Дело не в динамиках, важен сам принцип. Как высоко можно стыковать СЧ/ВЧ диапазон, не нарвавшись на грабли.
Про крутизну-почитай Батя, поймёшь. Чем меньше область совместного воспроизведения, тем легче стыковать.

Фокусировка получше становится с 3-4 порядком, но жизнь, легкость, красота в звуке имхо испаряются.. в прошлой системе мне максимум второй порядок нравился, в текущей не думаю, что что-то изменится.

Статистика ничего не даст, срез зависит от конкретной пары СЧ/ВЧ.

[quote name=’RAzZin’]Фокусировка получше становится с 3-4 порядком, но жизнь, легкость, красота в звуке имхо испаряются..

Фокусировка получше становится с 3-4 порядком, но жизнь, легкость, красота в звуке имхо испаряются.. в прошлой системе мне максимум второй порядок нравился, в текущей не думаю, что что-то изменится.

P.S. сейчас порезано сч на 3.6, вч на 8, оба первым порядком. Ачх ровная, но срезы далеко не финальные.

Дело не в динамиках, важен сам принцип. Как высоко можно стыковать СЧ/ВЧ диапазон, не нарвавшись на грабли.
Про крутизну-почитай Батя, поймёшь. Чем меньше область совместного воспроизведения, тем легче стыковать.

Не стОит увлекаться фильтрами высоких порядков, Серёжа, только минимально необходимыми.
Для того, чтобы уменьшить область совместной работы головок, можно просто раздвинуть частоты среза НЧ и ВЧ фильтров.

Источник

Онлайн расчёт активных фильтров на ОУ и транзисторах.

И начнём мы с активных фильтров нижних частот (ФНЧ) и фильтров верхних частот (ФВЧ) 2-го и 3-го порядков имени товарищей Бесселя, Баттерворта и Пафнутия нашего Чебышева.

Эко нас понесло! Почему бы не удовлетвориться одним учёным мужем? К примеру, привычный с детства Баттерворт совсем не плох, к тому же широко известен в узких кругах.

Фильтры построим на основе повторителей, они просты в расчётах, к тому же легко могут быть реализованы не только на операционных усилителях, но и на транзисторах.

Рис.1

На Рис.1 приведены схемы активных фильтров нижних частот (ФНЧ) 2-го и 3-го порядка на ОУ и, для примера, реализация фильтра на биполярном транзисторе, отличающаяся от схем на операционниках только наличием двух резисторов, задающих необходимое напряжение смещения на базе.

Критерии выбора величины сопротивления R, такие же, как и в пассивных фильтрах, она должна быть на порядок больше выходного импеданса предыдущего каскада и на порядок меньше входного сопротивления ОУ или ЭП (на практике 1-100 кОм).

РИСУЕМ ТАБЛИЦУ ДЛЯ АКТИВНЫХ ФНЧ БЕССЕЛЯ, БАТТЕРВОРТА И ЧЕБЫШЕВА

Плавно переходим к активным фильтрам верхних частот (ФВЧ) 2-го и 3-го порядка на ОУ (Рис.2). В транзисторной реализации резисторы, задающие напряжение смещения на базе, уже участвуют в формировании необходимой АЧХ фильтра, поэтому значение Rб1 ll Rб2 должно равняться значению резистора R2 в ФВЧ 2-го порядка, либо R3 в ФВЧ 3-го порядка.

Рис.2

Номиналы элементов рассчитываются исходя из следующих формул:
R1=К R1 /(2π*F*C) R2=К R2 /(2π*F*C) R3=К R3 /(2π*F*C) R rб1 llR rб2 =R2 для фильтров 2-го порядка, либо R rб1 llR rб2 =R3 для 3-го.
Для фильтров Баттерворта 2-го порядка К R1 =0,707, К R2 =1,414, а для фильтров Баттерворта 3-го порядка К R1 =0,717, К R2 =0,282, К R3 =4,950.
И опять же, изначально надо определиться с номиналом R1, исходя из принципов, описанных в предыдущих схемах.

ТАБЛИЦА ДЛЯ РАСЧЁТА АКТИВНЫХ ФВЧ БЕССЕЛЯ, БАТТЕРВОРТА И ЧЕБЫШЕВА

И наконец, мы подобрались к схеме полосового активного фильтра.
Здесь всё несколько сложнее, поскольку, при расчёте фильтра, помимо значения центральной частоты, нам не стоит забывать и про такие немаловажные вещи, как коэффициент передачи фильтра в полосе пропускания, да и собственно ширину самой полосы пропускания.

Формулы, для расчёта элементов:
C1=C2=C
R1=Q/(2πF*Kп*C)
R2=Q/((2πF*C*(2Q²-Kп))
R3=2Q/(2πF*C)
Q=F/Bпр, где

В фильтре, приведённом на рисунке, не стоит слишком усердствовать с высокими значениями добротности и коэффициента передачи. Как показывает практика, и тот и другой параметр следует ограничить сверху на уровне 5-6 единиц.

Как всегда, начинаем с выбора номинала резистора R1, который как минимум в 10 раз должен быть выше выходного импеданса предыдущего каскада.

РИСУЕМ ТАБЛИЦУ ДЛЯ АКТИВНОГО ПЛОСОВОГО ФИЛЬТРА 2-го ПОРЯДКА

Источник