Высокочастотные фильтры
Задача фильтра верхних частот прямо противоположна фильтру нижних частот: чтобы обеспечить легкий проход высокочастотного сигнала и сложный переход к низкочастотному сигналу. Как и следовало ожидать, индуктивные (рис. Ниже ) и емкостные (рис. Ниже ) версии фильтра верхних частот просто противоположны их соответствующим фильтрам нижних частот:
Емкостный фильтр верхних частот.
Сопротивление конденсатора (рис. Выше ) увеличивается с уменьшением частоты. (Рис. Ниже ). Этот высокоимпеданс в серии имеет тенденцию блокировать низкочастотные сигналы от загрузки.
Емкостный фильтр верхних частот V1 1 0 ac 1 sin C1 1 2 0,5u Rload 2 0 1k .ac lin 20 1 200 .plot ac v (2) .конец
Реакция емкостного фильтра верхних частот увеличивается с частотой.
Индуктивный фильтр верхних частот.
Сопротивление индуктора (рис. Выше ) уменьшается с уменьшением частоты. (Рис. Ниже ). Этот низкий импеданс параллельно имеет тенденцию к короткому замыканию низкочастотных сигналов от попадания на нагрузочный резистор. Как следствие, большая часть напряжения падает на последовательный резистор R
Индуктивный фильтр верхних частот V1 1 0 ac 1 sin R1 1 2 200 L1 2 0 100 м Rload 2 0 1k .ac lin 20 1 200 .plot ac v (2) .конец
Реакция индуктивного фильтра верхних частот увеличивается с частотой.
На этот раз емкостная конструкция является самой простой, требующей только одного компонента выше и выше нагрузки. И, опять же, реактивная чистота конденсаторов над индукторами имеет тенденцию способствовать их использованию в конструкции фильтра, особенно с фильтрами верхних частот, где высокие частоты обычно приводят к тому, что индукторы ведут себя странно из-за скин-эффекта и потерь электромагнитного ядра.
Как и фильтры нижних частот, фильтры верхних частот имеют номинальную частоту отсечки , выше которой выходное напряжение увеличивается выше 70,7% от входного напряжения. Как и в случае емкостной схемы фильтра нижних частот, частоту отсечки емкостного фильтра верхних частот можно найти по той же формуле:
В примере схемы нет сопротивления, кроме нагрузочного резистора, так что это значение для R в формуле.
Используя стереосистему в качестве практического примера, конденсатор, соединенный последовательно с динамиком высокочастотного динамика (высокочастотного), будет использоваться в качестве фильтра верхних частот, создавая высокий импеданс для низкочастотных басовых сигналов, тем самым предотвращая потерю энергии на Динамик неэффективен для воспроизведения таких звуков. Подобным же образом индуктор, соединенный последовательно с динамиком низкочастотного динамика (баса), будет служить фильтром нижних частот для низких частот, которые конкретный динамик предназначен для воспроизведения. В этой простой примерной схеме среднечастотный динамик подвергается полному спектру частот от выхода стерео. Иногда используются более сложные сети фильтров, но это должно дать вам общую идею. Также имейте в виду, что я показываю вам только один канал (слева или справа) на этой стереосистеме. Реальное стерео было бы иметь шесть динамиков: 2 вуфера, 2 средних диапазона и 2 твитера.
Высокочастотный фильтр направляет высокие частоты на высокочастотный динамик, в то время как низкочастотный фильтр пропускает низкочастотный динамик.
Для повышения производительности мы хотели бы иметь какую-то фильтрующую схему, способную передавать частоты, которые находятся между низким (низкочастотным) и высоким (высокочастотным), на громкоговоритель среднего диапазона, так что ни одна из мощности низкочастотного или высокочастотного сигнала не теряется На громкоговорителе, неспособном эффективно воспроизводить эти звуки. То, что мы будем искать, называется
- ОБЗОР:
- Высокочастотный фильтр позволяет легко проходить высокочастотные сигналы от источника к нагрузке и затруднять прохождение низкочастотных сигналов.
- Емкостные высокочастотные фильтры вставляют конденсатор последовательно с нагрузкой; Индуктивные фильтры верхних частот вставляют резистор последовательно и индуктор параллельно с нагрузкой. Первая конструкция фильтра пытается «заблокировать» нежелательный частотный сигнал, в то время как последний пытается его сократить.
- Частота среза для фильтра верхних частот — это частота, при которой выходное (нагрузка) напряжение составляет 70,7% от входного (источника) напряжения. Выше частоты отсечки выходное напряжение больше 70,7% от входного сигнала и наоборот.
что такое High-Pass фильтр и как им пользоваться — SAMESOUND
Фильтры высоких частот — простые инструменты с огромным влиянием на общее звучание микса. При правильном использовании High-Pass фильтр превращает мутные исходники в чистые треки, а бубнящие звуки — в плотные и упругие сигналы. Вместе с тем бесконтрольная фильтрация высоких частот вымывает из микса вес, создавая ощущение дряхлости и плоскости.
Продолжая серию материалов об эквализации, редакция SAMESOUND.RU приводит адаптированный перевод заметки из блога компании iZotope, посвящённой возможностям высокочастотных фильтров. Из этого текста вы узнаете, что такое High-Pass фильтры, а также посмотрите на несколько вариантов использования этого инструмента, доказывающие, что возможности фильтра богаче простого ограничения сигнала.
Что такое High-Pass фильтр
High-Pass фильтр, высокочастотный пропускной фильтр или фильтр высоких частот (ФВЧ) — инструмент, отрезающий все низкие частоты после определённой отметки, называемой частотой среза (точка обрезки). Во время работы фильтр устраняет всё, что выходит за выбранную точку обрезки, но не затрагивает сигнал выше. Звукорежиссеры используют High-Pass фильтры для устранения гулких и мутных сигналов, уплотнения звучания инструментов, а также придания миксу более чистого и ясного звука.
Фильтр — простейший инструмент, управляемый только параметром частоты среза, однако его влияние на звучание микса велико.
Основное предназначение высокочастотных фильтров — ограничить низкочастотный контент, который не нужен миксу. Для настройки параметров работы используется всего лишь один параметр — точка обрезки, задающий конкретную границу спектра, после которой происходит отсечение частот. К примеру, применив высокочастотную фильтрацию к бас-бочке и выбрав точку обрезки в районе 80 Гц, мы можем устранить весь частотный контент ниже заданной отметки. Чаще всего высокочастотным фильтром устраняют шумы, гул, бубнёж, наводки и низкочастотный грохот, а также убирают лишний низ у барабанов (особенно томов и бочки), баса, электрогитар вокала и других инструментов.
Как и другие студийные инструменты, высокочастотный фильтр нужно использовать осторожно. Слишком активная фильтрация лишает сигналы низких частот и делает звучание тонким и скучным, вырезает из него низкочастотный грув. Бездумная фильтрация как высоких, так и низких частот делает микс плоским, а общее звучание неестественным. Конечно, частое применение High-Pass и Low-Pass фильтров устранит большинство столкновений частот, но вместе с тем убьёт всю жизнь в музыке. По этой причине работа с фильтром должна быть аккуратной и сдержанной: здесь как никогда работает правило 20/80, где 20% усилий приносят максимальный результат.
Как высокочастотная фильтрация влияет на сигнал
High-Pass фильтр — один самых распространенных инструментов среди начинающих продюсеров и звукорежиссеров. Благодаря моментально проявляющемуся эффекту фильтрации и простоте использования, новички применяют его так часто, как только могут. Тем не менее мало кто задумывается о глобальном влиянии High-Pass фильтра на сигнал.
Даже при аккуратной работе с фильтром его деструктивная природа может привести к смерти микса от нехватки низких частот. Проблема работы с высокочастотным фильтром в том, что вносимые им изменения заметны практически моментально, что быстро бьёт в голову: человек щедро режет низ у всех инструментов среднего и верхнего диапазона, не замечая, как отсекает то, что отрезать не стоит. Обычно под раздачу попадают частоты, которые придают миксу глубины и драйва. При этом обрезка делается очень крутой, что вредит особо плотным миксам: крутые кривые обрезки создают звон, искажения и другие проблемы вокруг точки среза.
Чтобы оценить влияние высокочастотного фильтра на сигнал, проведём небольшой эксперимент. Поместите фильтр на мастер-канал DAW и установите достаточно низкую частоту обрезки — 20-30 Гц или ниже. По мере повышения точки фильтрации (при движении фильтра вправо) микс будет становиться всё тоньше и тоньше (особенно чётко потеря низа проявится, когда обрезка перевалит за 1 кГц). Теперь постепенно снизим порог среза (двигайте фильтр влево). Понижение точки обрезки вернёт миксу плотность и вес.
Чтобы понять, как High-Pass фильтр влияет на сигнал, послушайте несколько аудиопримеров, в которых дорожка вокала отфильтрована несколькими способами.
- Эксперимент с высокочастотной фильтрацией 0:41
В первом примере мы слышим исходное звучание вокала. Второй пример содержит адекватно отфильтрованный вокал. Если сравнить первый и второй примеры, заметно исчезновение низкочастотного шума — голос звучит намного ярче, но не становится шипящим. Фильтрация в третьем примере срезала фундамент голоса. Обычно так звучит вокал у большинства начинающих звукорежиссеров — голос чист, но слишком высокая точка среза убила важные частоты. Голос звучит недостаточно сочно и динамично, в нём не хватает жизни. Четвёртый пример — то, как не надо делать. Фильтрация здесь очень агрессивная, голос звучит тонко, словно лист бумаги.
Как использовать High-Pass фильтр при сведении музыки
Самое частое применение высокочастотного фильтра — устранение нежелательных низких частот. Фильтрация делает микс чище, создаёт дополнительное пространство для всех инструментов и уплотняет низкие частоты. High-Pass фильтры прочно ассоциируются с чистотой и ясностью низа микса, что не совсем верно — использовать фильтры можно более нестандартно.
При работе с фильтром нужно всегда помнить о двух важных правилах:
- Основа чистого микса — правильное позиционирование инструментов в пространстве и выбор подходящего уровня громкости. В погоне за чистотой звука начинающие повелители ручек и регуляторов забывают о главном: фильтр — не панацея от всех проблем. Ясность приходит в микс не благодаря эквалайзерам и фильтрам, она создаётся намного раньше включения любой обработки в проекте с помощью регуляторов уровня громкости и панорамы.
- Фильтруйте только то, что мешает слушателю получить удовольствие от трека. Бывают ситуации, когда в звучании инструмента (например, хай-хэта) присутствуют какие-либо интересные краски в нижних частотах, придающие музыке сочности. Их устранение не делает трек лучше — вместо чистоты вы получаете недостаток энергетики и динамики. Если существование таких красок в нижних частотах идёт на пользу миксу — забудьте о фильтре.
Не фильтруйте сигнал в нижнем диапазоне только потому, что сам инструмент живёт выше по спектру.
1 Ослабление и устранение ненужных частот и шумов
Практически все аудиосигналы содержат нежелательные звуки, скрывающиеся за самыми важными частотами. Такие недостатки обычно незаметны нашему слуху, но их присутствие портит общее звучание — в миксе образуется грязь. Из-за того, что большинство ненужных частот скрываются за более громкой основой сигнала, велик риск забыть или не заметить их. Тот факт, что вы не слышите этих «пассажиров» не означает, что их нет вовсе.
Основная зона чистки при работе с низкими частотами — область 20-40 Гц. Здесь образуются неприятный гул и едва заметный грохот, которые не воспринимаются человеческим слухам. Несмотря на то, что мы не слышим грязь в этой области, её постоянное присутствие в миксе становится своего рода убийцей хедрума. Самая большая подлость в том, что источником грязи могут быть сигналы инструментов, о которых вы бы никогда не подумали, как о причине проблем.
Фильтрация шейкераНа скриншоте выше изображен эквалайзер iZotope Neutron, активированный на дорожке шейкера. На первый взгляд здесь всё в полном порядке: нижний низ пуст, частотная основа шейкера живёт в области 1-2 кГц. Однако, если продублировать дорожку шейкера или добавить сигналы со схожей частотностью, кумулятивный эффект выведет весь низкочастотный шум на передний план. Помехи станут настолько сильными, что замаскируют собой по-настоящему важные частоты сигнала. При этом маскировка проявится сильнее в более насыщенных моментах партии и ослабнет в более спокойных местах.
На первых этапах обработки композиции нужно уделить пристальное внимание устранению скрытых шумов и недостатков в нижнем диапазоне. Точка обрезки при этом стоит подбирать на основании особенностей звучания фильтруемого инструмента. Полагаться на пресеты и какой-то единый сценарий обработки бессмысленно: то, что подойдёт одному инструменту, испортит звучание другого. К примеру, возможны ситуации, когда после фильтрации одна гитара звучит чисто, а другая же теряет в естественности и сочности или, наоборот, становится очень мутной и грязной.
Определить достаточное количество фильтрации можно так: активируйте высокочастотный фильтр рядом с самой низкой частотой инструмента и плавно двигайте точку обрезки вправо. Когда из сигнала пропадёт мясо, слегка откатите фильтр назад. Ваша цель — устранить шумы, не повредив сам сигнал.
2 Фокус на вокале
Вокал — центральный элемент любой песни, поэтому он должен звучать максимально чисто и естественно. Даже если вы идеально записали голос, следуя всем возможным методикам и избежали частых ошибок, на пути к чистоте стоит преграда в виде множества самых разнообразных звуков ниже 100 Гц. Чаще всего в этом диапазоне живёт низкочастотный гул микрофона или самой студии (особенно, если вы записывали голос дома). В случае, если во время записи вокалист стоял к микрофону слишком близко, здесь также появятся частотные всплески от так называемого эффекта близости.
Избавиться от недостатков поможет высокочастотная фильтрация с крутым срезом в районе точки обрезки. Тем не менее при чистке нужно помнить о фундаментальных частотах голоса — держите в уме самую низкую ноту доступную голосу, которая поможет определить частотную основу сигнала. Так как вся энергия человеческого вокала живёт именно в этом фундаменте, малейшее изменение области моментально убивает динамику исполнения (вспомните аудиопример, приведённый выше).
Будьте внимательны при фильтрации громких голосов. Обычно люди с таким вокалом даже не стараются петь громко — характер их голоса громкий сам по себе, с этим ничего не поделаешь. Фильтровать такой вокал нужно сверхаккуратно из-за большого количества энергии и динамики, а также чёткости звучания каждой ноты.
Если голос вокалиста слишком низок, то вокал может утонуть в нежелательном шуме или других распространённых артефактах — фильтрация здесь не поможет. При таком развитии событий вокальную партию лучше обработать различными инструментами реставрации сигнала, например, iZotope RX7. Прогоните дорожку через модули De-hum, De-rustle и даже Music Rebalance — так вы изолируете вокал от остальных звуков. После этого голос можно фильтровать плавным срезом с дополнительным точечным вырезом в районе среднего верха (по необходимости). Более точные методики обработки назвать трудно: всё зависит от особенностей вокала и записи, поэтому смело экспериментируйте. Главное не забывайте, как не надо делать.
3 Формирование нижнего низа
Иногда ситуация складывается так, что бочка и бас отлично звучат по отдельности и вместе, но совершенно не работают в контексте всего микса. Ужасное звучание этих элементов говорит только об одном — нужно ограничить присутствие в нижнем диапазоне других инструментов аранжировки.
Источник проблем — частоты в районе нижней середины в диапазоне от 150 до 350 Гц. Здесь зарождается объём, вес и мощь музыки, и именно эта область считается одним из самых проблемных частотных отрезков любого микса. Диапазон 150-350 Гц представляет своего рода перекрёсток: с одной стороны здесь живут самые высокие гармоники бочки, с другой — самые низкие обертона гитар и синтезаторов. Чем больше звуков собирается в этом месте, тем более загруженным становится микс. В какой-то момент трек переполняется нижней серединой и приобретает измученное и уставшее звучание. Слушать такую запись невозможно, на репите её поставят только в пыточной комнате.
Бочка и бас — важнейшие инструменты нижней середины. Чтобы их звучание было чистым и ясным, ослабьте присутствие в области 150-350 Гц других, менее важных инструментов.
Логично, что для очищения области 150-350 Гц нужно применить глобальную фильтрацию, чтобы не дать сигналам собраться в этом диапазоне. Недостаток такой чистки в том, что такой ход моментально скажется на энергии и динамике микса. Вместо того, чтобы размашисто фильтровать весь трек, сфокусируйтесь на точечных правках других дорожек и аккуратно, шаг за шагом отрежьте всё лишнее (более наглядно такая методика была рассмотрена в одном из роликов серии двухминутных советов компании iZotope).
4 Улучшение отклика низких частот
Иногда низ микса звучит слишком размыто и мутно: создаётся ощущение, будто песню затянула какая-то пелена, мешающая треку дышать полной грудью. Первой от пелены страдает бочка — она не может пробиться сквозь микс, теряет панч и по звучанию скорее напоминает очень плотный хлопок. Если в треке наблюдаются такие проблемы при идеальной нижней середине, ищите источник мутности в районе 20-35 Гц.
Фильтрация бочки на отметке 30 ГцПоместите High-Pass фильтр на шину ударных или мастер-выход DAW и отфильтруйте все сигналы в области 20-35 Гц. Такой ход устранит нежелательные шумы и уплотнит нижний низ микса. Бонусом за старания вы получите более громкие средние и верхние частоты, чьё ощущение присутствия значительно улучшится.
Так как мы говорим о фильтрации всего микса, будьте очень аккуратны. Слишком активная обработка с высокой точкой среза заберёт лишнее у баса — микс потеряет в объёме.
Если фильтрация области 20-35 Гц не даёт должного результата, то скорее всего дело не в кривизне рук и оттоптавшем уши медведе, а в самом студийном помещении. Домашние студии далеки от идеальной акустики и часто неправильно транслируют низкие частоты, из-за чего кажется, что низ микса перекачен даже после фильтрации. Проверить микс можно только прослушиванием трека на как можно большем количестве самых разнообразных аудиосистем. Правильное акустическое оформление комнаты решает проблему неправильной передачи низа, но такой ход доступен не всем и не всегда: иногда с откликом комнаты ничего нельзя сделать.
5 Динамическая фильтрация
В большинстве приведённых выше ситуаций речь идёт об аудиосигнале с высокой динамикой по всему спектру. Вокал, бас и ударные быстро меняются по ходу песни: в зависимости от аранжировки, инструменты могут быстро менять свою частотную позицию, уходя то вверх, то вниз. High-Pass фильтр должен быть готов к таким изменениям.
Высокочастотные и низкочастотные фильтры — статичные инструменты, привязанные к своим настройкам. Как бы не менялось содержание дорожки, фильтры постоянно работают на заданных параметрах, что может привести к ситуации, когда в определённых местах микса какой-либо инструмент взрывается яркостью или, наоборот, резко тускнеет. Учесть любые движения инструментов могут только динамические эквалайзеры, отслеживающие изменения сигнала и меняющие точку среза так, чтобы ограничения всегда работали корректно в контексте микса.
Суть работы динамического эквалайзера при фильтрации проста: при повышении активности сигнала точка обрезки сдвигается ниже, при понижении — выше. Такое поведение сохраняет натуральность звучания песни и предохраняет звук от излишней фильтрации.
Динамическая фильтрация применима ко всем инструментам и особенно полезна при работе с вокалом. В видео ниже можно посмотреть, как происходит динамическая обработка сигнала с помощью модуля Follow EQ в составе iZotope Nectar.
What’s Your Reaction?
Высокочастотный фильтр на поверхностных акустических волнах на основе STW-кварца
При проектировании высокостабильных фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ) в качестве материала пьезоподложки используются кварц ST-среза или кристаллы семейства лангасита (LGS) [1,2]. Данные материалы имеют достаточно малую скорость распространения волны: 3158 м/с для ST-кварца, 2740 м/с для 22,5°-LGS и 2815 м/с для (0˚,90˚,40˚)-катангасита. По этой причине их практическое использование при применении стандартной фотолитографии ограничено частотой 800 МГц, при которой минимальный размер электрода не превышает 1 мкм. Проведенные ранее исследования [3] показали, что для ВЧ и СВЧ диапазонов эффективнее использовать ST-90°Х срез кварца, в котором возбуждаются поверхностные сдвиговые волны (STW), имеющие скорость распространения волны порядка 5000 м/с, что в 1,6 раз превышает скорость волны в обычном ST-срезе кварца. Это позволяет расширить допустимый частотный диапазон до 1250 МГц. В статье приведены результаты разработки ПАВ-фильтра с номинальной частотой 898 МГц, реализованного на подложке из STW-кварца 38˚-среза.
В качестве базовой конструкции фильтра была применена резонаторная продольно-связанная структура (LCRF), обеспечивающая малый уровень вносимого затухания за счет исключения потерь, связанных с двунаправленностью излучения поверхностных акустических волн встречно-штыревым преобразователем (ВШП). С конструктивной точки зрения это достигается путем введения дополнительных отражателей по краям структуры (рис.1). Встречно-штыревые преобразователи ВШП1 и ВШП2 содержали по 192 и 200 штырей, соответственно, причем ВШП1 был взвешен методом выборочного удаления для обеспечения требуемого внеполосного подавления. Боковые отражатели (отражатель 1) имели по 140 штырей, центральный (отражатель 2), выполняющий также роль электромагнитного экрана между входом и выходом, имел 20 штырей.
Следует отметить, что резонаторные кварцевые фильтры имеют ряд специфических особенностей по сравнению с аналогичными фильтрами на материалах с большим коэффициентом электромеханической связи. В частности, вследствие волноводного характера распространения ПАВ в пределах акустического тракта при превышении апертуры фильтра критического значения на частотах выше центральной частоты возникают паразитные резонансы поперечных мод, которые искажают частотные характеристики фильтра. В качестве одного из способов подавления паразитных мод апертуру акустического канала уменьшают до величины меньшей критической. Однако при этом возникают проблемы с импедансами ВШП, что затрудняет согласование фильтра в тракте и достижение минимальных вносимых потерь. В качестве компромиссного решения фильтры такого типа выполняются многоканальными, в которых апертура отдельного канала задается такой, чтобы обеспечить подавление паразитных резонансов. Для реализации данного фильтра была выбрана 2-х канальная структура, к которой апертура каждого канала составляла 27λ (длина волны λ=5,55 мкм). Электродные структуры имели коэффициент металлизации 0,6 и были сформированы на пленке алюминия толщиной 1200 Å. Габаритный размер топологии составил 2,3х1,7 мм. Амплитудно-частотная характеристика разработанного фильтра приведена на рис.2. Ширина полосы пропускания по уровню -3 дБ составила 1,49 МГц (0,16%), вносимое затухание 6,22 дБ.
Исследование температурной стабильности устройства показало, что при толщине пленки алюминия 2% температурный коэффициент частоты (ТКЧ) в диапазоне температур от -60˚С до +85˚С составил 7,5х10-6ед./град (рис.3). Это несколько хуже, чем у обычного ST-кварца, но более чем в 2 раза лучше, чем у 112°YX-среза танталата лития. Результаты данного эксперимента подтверждаются данными, приведенными в работе [4].
Существенным недостатком узкополосных фильтров на ПАВ на основе обычного ST-среза кварца является плохая временная стабильность, которая выражается в изменении средней частоты фильтра со временем. Поэтому в рамках данной работы были проведены исследования стабильности параметров фильтров на STW-кварце методом ускоренного старения (3 цикла в диапазоне температур от минус 60˚С до +70˚С). Дальнейшие измерения показали, что фильтры сохранили свою работоспособность без изменения параметров, следовательно, STW-кварц можно считать стабильным и успешно применять в качестве пьезоэлектрической подложки для узкополосных фильтров на ПАВ.
Список литературы
- Синицына Т.В., Дорофеева С.С. Исследования пьезоэлектрических свойств КТГС и кварца для ПАВ–устройств // Сборник научный трудов ХХI Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России», М. 2016. С.24-29.
- Багдасарян А.С., Синицына Т.В., Дорофеева С.С. Перспективные пьезокристаллы для высокостабильных устройств на ПАВ // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции «Оптические технологии, материалы и системы», М. 2016. С.112-115.
- Синицына Т.В., Дорофеева С.С., Груздев А.С. Пьезокристаллы для высокостабильных устройств на ПАВ // Труды НИИР, 2016, № 3. С. 10-17.
- Yatsuda H., Yamanouchi K., Iijima H., Mineshima N. High-frequency and narrow band STW filters for cellular power amplifiers // Proc. IEEE Ultrason. Symp. 1998, P. 403-406.
Высокочастотный полосно-режекторный фильтр ПРФ160ВК-4Р3/2Р4-К | ООО «Лаборатория радиосвязи»
ПОЛОСНО-РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР ПРФ160ВК-4Р3/2Р4-К
Высокочастотный полосно-режекторный фильтр модели ПРФ160ВК-4Р3/2Р4-К предназначен для использования в антенно-фидерном тракте приемо-передающих устройств систем профессиональной радиосвязи. Способствует повышению селективности приемников и уменьшению влияния внеполосных помех. Применение фильтра позволяет минимизировать вероятность блокировки приемников высокочастотными сигналами от близкорасположенных радиопередатчиков, снижения чувствительности приёмника, а также возникновения интермодуляционных влияний. Установка фильтра в цепи передатчика снижает уровень внеполосного излучения передающего тракта
и предотвращает появление продуктов интермодуляции от внешних источников излучения.
По степени защиты от проникновения внутрь внешних твердых предметов
и от вредного воздействия в результате проникновения воды фильтр соответствует коду IP54.
Фильтр изготовлен в соответствии с требованиями АЛВР.468849.037 ТУ.
Полосно-режекторные фильтры типа ПРФ160ВК-4Р3/2Р4-К применяются
в системах гражданской радиосвязи ведомственного назначения и коммерческого использования.
| Рабочий диапазон частот, МГц | 150,0 … 156,0 |
| Полоса пропускания, МГц | 155,0 … 156,0 |
| Полоса режекции по уровню –70 дБ, МГц | 155,0 … 155,275 |
| Потери в полосе пропускания, дБ | ˂6,0 |
| Макс. непрерывная подводимая мощность, Вт | 100 |
| Подавление сигнала в полосе режекции, дБ | > 70 |
| Входное/выходное сопротивление, Ом | 50 |
| КСВ | < 1,5 |
| Диапазон рабочих температур, °C | от -40 до +55 |
| Количество резонаторов 2″ | 4 |
| Количество резонаторов 4″ | 3 |
| Разъемы | N-типа, розетка |
| Габариты (ДхШхВ), мм | 599х403х108 |
| Масса, кг | ≤10,0 |
Разделительные фильтры
15
РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ РФ
НАЗНАЧЕНИЕ
Разделительный фильтр РФ предназначен для организации и повышения надежности высокочастотных каналов релейной защиты (либо телеотключения) и противоаварийной автоматики на общей базе с каналами связи, и на одной из частот в диапазоне 36-1000 кГц с интервалом 1кГц.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Разделительные фильтры применяются в промышленной сфере для повышения частотной избирательности в случае использования одного фазного провода линии электропередачи для организации двух, трех каналов ВЧ связи от аппаратуры защиты, противоаварийной автоматики, телефонной связи.
ПРЕИМУЩЕСТВА
Высокая надежность работы;
Возможность подстройки частоты;
Малые габариты и вес;
Сертифицированы по системе ТР ТС
Структура условного обозначения
РФ — 545
РФ Разделительный фильтр
545 Частота настройки, кГц
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Конструктивное исполнение
Разделительные фильтры выполнены в алюминиевом корпусе. Подключение производится в нижней части фильтра через клеммник.
Продукция изготавливается согласно ТУ 6657-001-89239484-2009.
Основные технические характеристики
Диапазон частоты настройки фильтра 36 — 1000 кГц
Расчётная мощность: 200 ВА тока высокой частоты в полосе пропускания.
Рабочее затухание фильтра в полосе пропускания при включении его в ВЧ тракт с нагрузкой 75 Ом — не более 1 дБ на частотах, находящихся на границах полос пропускания
Затухание, вносимое разделительным фильтром при включении его в высокочастотный тракт, последовательно с нагрузкой 75 Ом — не более 1 дБ в полосе частот настройки F ± 2кГц, где F- частота настройки фильтра.
Границы полос пропускания: ±10 % диапазона
Полоса заграждения: 2 кГц
Номинальное сопротивление со стороны высокочастотного кабеля – 75 Ом.
Допустимая пиковая мощность ВЧ сигнала в полосе пропускания фильтра — не более 200 Вт.
Сопротивление изоляции входных цепей разделительного фильтра по отношению к корпусу — 720 МОм.
Прочность электрической изоляции между корпусом и клеммой ПЗ (ПС) выдерживает 1500 В (эффективного) значения переменного тока частотой 50±3 Гц в течении 1 минуты.
Габаритные размеры: без упаковки — 225х113х105 мм (ШхГхВ)
в упаковке — 250х190х170 мм (ШхГхВ)
Масса разделительного фильтра — не более 0,8 кг
Рис.4. Габаритно-установочные размеры разделительного фильтра
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Разделительные фильтры являются устройствами внутренней установки и предназначены для круглосуточной работы в следующих условиях: в части воздействия нормальных и предельных значений климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15543.1-89 и ГОСТ 15150-69, соответствующих климатическому исполнению УХЛ.3:
— рабочая температура: от плюс 1 до плюс 35 °С — исполнение УХЛ3
— предельная рабочая температура: от плюс 1 до плюс 45 °С — исполнение УХЛ3
— при относительной влажности до 80%, при температуре 25°С и атмосферном давлении от 8,4·10 Па до 10,7·10 Па (от 630 до 800мм рт.ст).
Фильтры должны эксплуатироваться в атмосфере типа II по ГОСТ 15150-69, окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных паров в концентрациях, разрушающих металл.
СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО ФИЛЬТРА РФ
ПОСТАВКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
Комплектность поставки:
Фильтр разделительный серии РФ
Паспорт изделия
Тара, упаковка, правила транспортирования и хранения
Разделительный фильтр РФ отгружается с предприятия-изготовителя полностью собранным и упакованным в коробку из трехслойного картона
Транспортировка
Транспортирование изделия допускается крытым транспортом в упакованном виде при соблюдении указанного на упаковке положения ящика при температуре от минус 60°С до плюс 50°С, без возможности попадания влаги, солнечных лучей и агрессивных газов.
Хранение
1. Разделительный фильтр должен хранится в упакованном виде при температуре от + 10°С до + 40°С при относительной влажности до 80%, при температуре 25°С.
2. Складское помещение должно быть хорошо изолировано от проникновения разного рода агрессивных газов (хлора, паров, аммиака, дыма и др.)
3. Распаковка изделия на складах допускается только в чистом закрытом помещении в условиях, указанных в п.1
Монтаж
Монтаж и эксплуатация фильтров разделительных должны проводиться в соответствии с руководством по эксплуатации, а также в соответствии с:
«Правилами устройств электроустановок»
«Правилами технической эксплуатации электрической станций и сетей»
«Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок электрических
станций и подстанций».
Все работы по монтажу фильтров должны проводиться специально обученным персоналом с соблюдением требований ПУЭ и ПТБ, с соблюдением соответствующих инструкций на проведение данных работ и утвержденных в установленном порядке организацией, ответственной за проведение этих работ.
Монтаж разделительных фильтров рекомендуется выполнять в следующей последовательности:
— установить фильтр на вертикальной стенке, закрепив его четырьмя болтами или шпильками через отверстия ушек на основании корпуса;
— подключить болт заземления фильтра к контуру заземления;
Техническое обслуживание РФ
В период эксплуатации разделительного фильтра обслуживающий персонал должен производить профилактические работы с целью обеспечения работоспособности изделия в течение всего времени эксплуатации.
Техническое обслуживание разделительного фильтра осуществляется не реже одного раза в год и заключается во внешнем осмотре.
ГАРАНТИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЯ
Изготовитель гарантирует соответствие разделительного фильтра РФ требованиям технических условий ТУ 6657-001-89239484-2009.при соблюдении потребителем условий эксплуатации и хранения, указанными в эксплуатационной документации. Гарантийный срок эксплуатации 36 месяцев (со дня отгрузки предприятием-изготовителем).
СВЕДЕНИЯ О СЕРТИФИКАЦИИ
Разделительные фильтры РФ производства ООО «Росэнергосервис» сертифицированы в системе сертификации Таможенного Союза (сертификат соответствия ТР ТС серия RU № 0276389 от 31.03.2015).
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ
Подбор разделительного фильтра производится исходя из полосы заграждения элемента настройки и управления (см. раздел ЭНУ, Таблицу 1. «Диапазоны частот заграждения»).
Функция Свертка (Convolution)—Справка | ArcGIS for Desktop
Функция Свертка (Convolution) выполняет фильтрацию значений пикселов в изображении, которая может использоваться для повышения резкости изображения, размывания изображения, определения ребер в пределах изображения или других усовершенствований, основанных на ядре фильтрации.
Входные данные для этой функции:
- Входной растр
- Тип
- Ядро
Типы фильтров свертки
Фильтры используются для повышения качества растрового изображения путем устранения ложных данных или улучшения характеристик данных. Эти фильтры свертки применяются к движущемуся, перекрывающемуся ядру (окно или окрестность), например, 3 x 3. Фильтры свертки работают путем вычисления значения пиксела на основе взвешивания его соседей.
Существует несколько типов фильтров свертки, которые вы можете использовать в этой функции. Вы также можете задать тип Заданный пользователем (User Defined) и ввести свои значения ядер.
Вы можете применить фильтр медианы к изображению, задав вес 1/9 для ядра 3 x 3, тем самым давая каждому пикселу в ядре равный вес. Этот фильтр можно использовать для сглаживания изображения. Есть другие ядра, которые можно использовать для выделения и подчеркивания границ (ребер). Вы можете объединять фильтры для достижения определенных результатов. Например, вы можете применить фильтр, которые удалит пятно или сгладит изображение, затем применить фильтр, который выявит ребра.
Для достижения лучших результатов отображения вы можете применить растяжку гистограммы, чтобы настроить контраст и яркость изображения для помощи в выделении пространственных объектов.
На примерах ниже показано одно из этих двух изображений:Нефильтрованное изображение в оттенках серогоНефильтрованное цветное изображение
Фильтры определения ребра
Типы градиента
Фильтры градиента могут использоваться для обнаружения ребер с шагом в 45 градусов.
| Тип | Описание | Пример: |
|---|---|---|
Градиент Восток | Фильтр 3 х 3 1 0 -1 2 0 -2 1 0 -1 | |
Градиент Север | Фильтр 3 х 3 -1 -2 -1 0 0 0 1 2 1 | |
Градиент Северо-восток | Фильтр 3 х 3 0 -1 -2 1 0 -1 2 1 0 | |
Градиент Северо-запад | Фильтр 3 х 3 -2 -1 0 -1 0 1 0 1 2 | |
Градиент Юг | Фильтр 3 х 3 1 2 1 0 0 0 -1 -2 -1 | |
Градиент Запад | Фильтр 3 х 3 -1 0 1 -2 0 2 -1 0 1 |
Типы Лапласа
Фильтры Лапласа часто используются для выявления ребер. Он часто применяется к изображению, которое сначала было сглажено, для уменьшения его чувствительности к шуму.
| Тип | Описание | Пример: |
|---|---|---|
Лапласиан 3×3 | Фильтр 3 х 3 0 -1 0 -1 4 -1 0 -1 0 | |
Лапласиан 5×5 | Фильтр 5 х 5 0 0 -1 0 0 0 -1 -2 -1 0 -1 -2 17 -2 -1 0 -1 -2 -1 0 0 0 -1 0 0 |
Типы обнаружения линий
Такие фильтры обнаружения линий, как фильтры градиента, могут использоваться для обнаружения ребер.
Вы можете получить лучшие результаты, если примените алгоритм сглаживания до алгоритма обнаружения ребер.
| Тип | Описание | Пример: |
|---|---|---|
Обнаружение линий По горизонтали | Фильтр 3 х 3 -1 -1 -1 2 2 2 -1 -1 -1 | |
Обнаружение линий По левой диагонали | Фильтр 3 х 3 2 -1 -1 -1 2 -1 -1 -1 2 | |
Обнаружение линий По правой диагонали | Фильтр 3 х 3 -1 -1 2 -1 2 -1 2 -1 -1 | |
Обнаружение линий По вертикали | Фильтр 3 х 3 -1 0 -1 -1 2 -1 -1 2 -1 |
Типы Sobel
Фильтр Sobel используется для обнаружения ребер.
| Тип | Описание | Пример: |
|---|---|---|
Sobel По горизонтали | Фильтр 3 х 3 -1 -2 -1 0 0 0 1 2 1 | |
Sobel По вертикали | Фильтр 3 х 3 -1 0 1 -2 0 2 -1 0 1 |
Фильтры Увеличение резкости и Сглаживание
Типы слияния
Фильтр увеличения резкости (высокочастотный) подчеркивает сравнительное различие в значениях с соседями. Высокочастотный фильтр вычисляет фокальную суммарную статистику для каждой ячейки входных данных с помощью взвешенной окрестности ядра. Это позволяет выявить границы между пространственными объектами (например, границу между водным массивом и лесом), таким образом, подчеркивая ребра между объектами. Высокочастотный фильтр называется фильтром улучшения границ (ребер, краев). Ядро высокочастотного фильтра определяет, какие ячейки нужно использовать в окрестности, и то, насколько их взвешивать (перемножая их).
| Тип | Описание | Пример: |
|---|---|---|
Острый | Фильтр 3 х 3 0 -0.25 0 -0.25 2 -0.25 0 -0.25 0 | |
Острый II | Фильтр 3 х 3 -0.25 -0.25 -0.25 -0.25 3 -0.25 -0.25 -0.25 -0.25 | |
Слияние 3×3 | Высокочастотный фильтр 3 x 3 -1 -1 -1 -1 9 -1 -1 -1 -1 | |
Слияние 5×5 | Высокочастотный фильтр 5 x 5 -1 -3 -4 -3 -1 -3 0 6 0 -3 -4 6 21 6 -4 -3 0 6 0 -3 -1 -3 -4 -3 -1 |
Типы сглаживания
Фильтры сглаживания (низкочастотные) сглаживают данные, уменьшая локальное изменение и удаляя шум. Низкочастотный фильтр вычисляет среднее значение для каждой окрестности. Эффект в том, что большие и маленькие значения в каждой окрестности будут усредняться, что уменьшит экстремальные значения данных.
| Тип | Описание | Пример: |
|---|---|---|
Сгладить Среднее арифметическое | Фильтр 3 х 3 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111 | |
Сглаживание 3×3 | Низкочастотный фильтр 3 x 3 1 2 1 2 4 2 1 2 1 | |
Сглаживание 5×5 | Низкочастотный фильтр 5 x 5 1 1 1 1 1 1 4 4 4 1 1 4 12 4 1 1 4 4 4 1 1 1 1 1 1 |
Другие фильтры
Типы распределения точек
Функция распределения точек описывает распространение света от точечного источника через линзу. Это приводит к незначительному эффекту размывания границ.
| Тип | Описание | Пример: |
|---|---|---|
Распределение точек | Фильтр 3 х 3 -0.627 0.352 -0.627 0.352 2.923 0.352 -0.627 0.352 -0.627 |
Связанные темы
Отзыв по этому разделу?Russian HamRadio — Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. Глава 1.3. ВЧ-фильтры.
Глава 1.3. ВЧ — фильтры.
Высокочастотные избирательные устройства (ВЧ-фильтры) выполняются, как правило, на основе L/C реализаций низкочастотных, высокочастотных и полосовых фильтров. Ниже мы обсудим реализацию подобных устройств при аппроксимации их характеристик полиномами Чебышева, Баттерворта (степенными) и эллиптическими (Кауэра) функциями.
Общее представление об амплитудно-частотных характеристиках фильтров можно получить, рассматривая рис. 1.36. Слева на рисунке изображена амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра низкой частоты (ФНЧ) с полосой пропускания от 0 Гц до граничной частоты f
c, выше которой, вплоть до бесконечности, расположена полоса задержания. В середине рисунка расположена АЧХ полосового фильтра (ПФ), полоса пропускания которого заключена между нижней fc и верхней fc граничными частотами, полоса задержания этого фильтра расположена от 0 Гц до fc и от fc до бесконечности. Справа на рисунке показана АЧХ фильтра высокой частоты (ФВЧ), полоса пропускания которого лежит от граничной частоты fc до бесконечности, а полоса задержания расположена ниже fc до нулевой частоты.Более детально АЧХ изображена на рис. 1.37. Приведенные диапазоны допусков для функций Чебышева и Баттерворта справедливы для ФНЧ, ФВЧ и ПФ с учетом того, что они изображены в координатах нормированной расстройки Ω , причем значению Ω
= 1 соответствуют частота fc для ФНЧ и ФВЧ и частоты fc и fc для ПФ.При Ω
< 1 расположена полоса пропускания, а при Ј1>1-полоса задержания. Значение Ω = 0 соответствует нулевой частоте для ФНЧ, бесконечным частотам для ФВЧ и средней геометрической частоте fmg для ПФ.Величина Ω
s соответствует граничной частоте fc, на которой достигается заданное значение затухания As. В пределах полосы пропускания фильтра задается неравномерность характеристики АЬТеперь поговорим о фильтрах нижних и высоких частот. На рис. 1.38 изображены схемы основных структур, частотные характеристики которых описываются функциями. Рис. 1.36. Общие определения амплитудно-частотных характеристик низкочастотных, полосовых и высокочастотных фильтров
Рис. 1.37. Типовые амплитудно-частотные характеристики НЧ- и ВЧ-фильтров 3-го порядка, выполненных на L/C-элементах.
Данные фильтры достаточно эффективно используются на практике.
Рис. 1.38. Типовые схемы фильтров Чебышева и Баттерворта. Фильтры с характеристикой Чебышева обладают сравнительно более высоким отношением затраты/эффективность.
Чебышева и Баттерворта. Эти схемы соответствуют фильтрам третьего порядка (п = 3).
В данном случае крутизна спада характеристики в полосе задержания составляет 18 дБ/октаву и обусловлена совместным влиянием каждого элемента, образующего фильтр (6 дБ/октаву).
Сопротивления R
1и R2 представляют собой источник сигнала и нагрузку соответственно.
Для типичных нечетных значений п они равноценны, так что можно допустить любое их расположение относительно входных клемм фильтра.
На практике из-за меньшего значения собственного затухания Аi предпочитают П-образные ФНЧ и Т-образные ФВЧ, как содержащие меньшее число индуктивностей.
Результирующие избирательные свойства фильтров в зависимости от типа (Чебышева и т.д.) и порядка приведены на рис. 1.39 и 1.40.
Эти рисунки служат для выбора оптимального аппроксимирующего полинома Чебышева или Баттерворта.
По оси абсцисс откладывается значение Ω
s, нормированное к величине Ω = 1 = fc, где fc— граничная частота ФНЧ и ФВЧ.При проектировании ФНЧ используют непосредственно Ω > 1, а в случае проектирования ФВЧ необходимо использовать обратную величину -1/ Ω
.
Чтобы определить конкретные номиналы L/C, исходят из схем и расчетных формул, изображенных на рис. 1.41, при этом в расчетах используют в качестве исходных данных тип аппроксимирующей функции, порядок фильтра, значение граничной частоты и соответствующие коэффициенты Кт, приведенные в табл. 1.2.
Рис. 1.39. Зависимость характеристик избирательности фильтров Чебышева 3, 5, 7 и 9-го порядка для различных значений Ар
.
Порядок расчета следующий:
а) по формулам (рис. 1.41, внизу слева) определяют базовые значения L
B и СB исходя из значений fc и R;б) вычисляют окончательные значения С
n и Ln, основываясь на значениях коэффициентов Кт, взятых из табл. 1.2 и зависящих от порядка n фильтра.Нумерация элементов С
1 Ll Cn, Ln на рис. 1.41 соответствует третьему столбцу в табл. 1.2. Задается требуемое значение As (в дБ), соответствующее Ω s, а так как частотная характеристика фильтров этого типа в области выше Ωs сильно изрезана, то применение для расчета номограмм нецелесообразно.Соответствующая информация об обсуждаемых здесь функциях, необходимая при проектировании, приведена в зависимости от п в табл. 1.3-1.5.
Эти таблицы содержат также значения Кт и ΩШn, нормированные к частоте
L.
Рис. 1.40. Характеристики избирательности фильтров Баттерворта 3, 5, 7 и 9-го порядков.
Используя аналогичный порядок расчета, следует проектировать и эллиптические фильтры
}, типичные АЧХ которых изображены на рис. 1.42, а принципиальные схемы и расчетные формулы на рис. 1.43.
Рис. 1.41. Эквивалентные схемы и формулы для расчета ФВЧ и ФНЧ с характеристиками Чебышева и Баттерворта.
Значения коэффициентов Кт для ФНЧ и ФВЧ приведены в табл. 1.2.
Таблица
1.2. Коэффициенты, используемые при расчете ФВЧ и ФНЧ 3, 5, 7 и 9-го порядков с различными характеристиками Чебышева и Баттерворта (к рис. 1.41)Сводка практически используемых основных параметров фильтров приведена в табл. 1.6, где указаны минимально допустимые значения собственной добротности индуктивностей QШL на частоте fc и максимальные допуски (в %) для номиналов элементов фильтра.
Предполагается также, что собственная добротность конденсаторов QШc по меньшей мере в 10 раз превышает добротность катушек индуктивности QШL , т.е. QШC > |10 QШL , что является основным практическим требованием.
Катушки с оптимальной добротностью можно реализовать только при нагрузочных сопротивлениях фильтра (Rx = R2), находящихся в пределах от 25 до 200 Ом, что, вообще говоря, не является значительным ограничением.
Значения обоих R должны отличаться не более чем на 5% от номинальной величины.
Следует отметить, что описанные фильтры будут обладать требуемыми параметрами только в случае тщательного выполнения всех требований.
Рис. 1.42. Типовые характеристики эллиптических фильтров.
По сравнению с другими фильтрами, обладающими характеристиками с аналогичными параметрами п и Ар, эллиптические фильтры имеют лучшее отношение затраты/эффективность.
Рис. 1.43. Эквивалентные схемы и формулы для расчета эллиптических ФНЧ и ФВЧ (коэффициенты Кт
для ФНЧ и ФВЧ приведены в табл. 1.3-1.5).
Таблица 1.4. Коэффициенты, используемые при расчете различных эллиптических ФВЧ и ФНЧ 7-го порядка (к рис. 1.43).
Следует отметить, что описанные фильтры будут обладать требуемыми параметрами только в случае тщательного выполнения всех требований и предположений, положенных в основу.
Кроме того, можно приближенно считать, что для значений fc порядка 3-6 октав действительное значение собственного затухания Аi , составляет Ар плюс 0,2-0,3 дБ на каждую индуктивность фильтра, а при значениях полосы пропускания, отличных от вышеуказанного диапазона, величина Аi должна считаться несколько большей. расчeтов.
Таблица
1.5. Коэффициенты, используемые при расчете различных эллиптических ФВЧ и ФНЧ 9-го порядка (с рис. 1.43).Таблица 1.6. Типичные для фильтров значения ненагруженной собственной добротности катушек индуктивности и соответствующие диапазоны допусков*
Теперь скажем несколько слов о полосовых фильтрах. Мы будем различать два типа таких фильтров: узкополосные и широкополосные.
Для первых отношение полосы пропускания Вр к средней геометрической частоте fmg меньше или равно 10%, а для вторых- больше 10%. Узкополосные полосовые фильтры можно относительно просто реализовать на основе сравнительно высокодобротных элементов только при аппроксимации их характеристики функциями Баттерворта.
В дальнейшем речь пойдет об интегральных структурах 2-го и 3-го порядков, т.е. с двумя-тремя контурами.
В табл. 1.7 представлены элементарные соотношения для расчета частотно-зависимых параметров фильтров. Вообще, трехконтурные структуры- оказываются предпочтительными, особенно с неравномерностью Ар = 0,1 дБ и чебышевской характеристикой. Базовыми будут ФНЧ 3-го порядка П- и Т-конфигураций, изображенные на рис. 1.38 слева.
Если Вр < 30%, используют П — звенья, а если Вр от 30% до 70% — Т- и П — звенья; при еще больших значениях относительной полосы пропускания рекомендуется реализовывать полосовой фильтр в виде каскадно соединенных фильтров низких и высоких частот.
Таблица 1.7. Элементарные формулы для расчета частотных параметров полосовых фильтров (ПФ).
Рис. 1.44. Номограмма для определения оптимальных значений резонансного сопротивления в зависимости от ширины полосы пропускания для чебышевских и баттервортовских полосовых фильтров 3-го порядка в интегральном исполнении (см. также рис. 1.45).
Рис. 1.45. Синтез схем полосовых фильтров в интегральном исполнении с характеристиками Чебышева и Баттерворта 3-го порядка (см. рис. 1.44 и табл. 1.8).
Избирательные свойства фильтров зависят от их типа, что следует из рис. 1.39 и 1.40; для п = 3 нормированная расстройка ПХДХ вычисляется по формуле, приведенной в табл. 1.7. На рис. 1.44, 1.45 и в табл. 1.8 представлена типовая методика проектирования. При использовании приведенного метода и расчетных формул следует обращать особое внимание на соотношения между Вр, QШL и |АР + Аi|. На рис. 1.46 сконцентрированы данные, важные с практической точки зрения и полезные в ходе проектирования; следует отметить, что при расчете полосовых фильтров с Чебышевской характеристикой, имеющих узкую полосу пропускания Вр, можно получить практически нереализуемые значения собственной добротности катушек индуктивности QШL .
Избежать этой трудности можно, если при расчетах использовать практически достижимые значения QШL , полученные в результате измерений или оценочных расчетов. В этом случае достаточно считать, что значение QШL равно удвоенной добротности фильтра Q
F. В результате этого предположения значение Аi будет более высоким. В качестве примера возьмем схему, часто применяемую в узкополосных ВЧ — усилителях, а именно П-образную схему с двумя параллельными колебательными контурами в интегральном исполнении. Соответствующая методика проектирования этого полосового фильтра с характеристикой Баттерворта второго порядка приведена на рис. 1.47 и в табл. 1.9, а его избирательные свойства иллюстрируются на рис. 1.48 и 1.40 (n = 2).
Следует отметить, что три или два колебательных контура полосового фильтра должны рассчитываться независимо от величины Вр на основе значения частоты f
mg.Корректное значение Вр получается в результате совместного включения колебательных контуров и шунтирования их сопротивлениями
Riи R2.Для полосового фильтра 3-го порядка ВРп3 необходимо иметь в виду, что значения граничных частот f
cl и fc2 определяются внешними колебательными контурами, а величина Ар зависит от внутреннего контура, соединяющего внешние.Таблица 1.8. Метод расчета схем, приведенных на рис. 1.45. Наряду с нижеприведенными формулами при проектировании используются значения Ар, соответствующие ФНЧ 3-го порядка.
Рис. 1.46. Практически достижимые параметры полосовых фильтров в интегральном исполнении с характеристиками Чебышева и Баттерворта 3-го порядка (ВР-Т„
3 и ВР В„3)
Рис. 1.47. Схема интегрального полосового фильтра (ПФ) 2-го порядка с характеристикой Баттерворта (ВР-В„
2).
Рис. 1.48. Зависимость вносимого затухания от отношения ненагруженной добротности катушек к добротности фильтра для интегральных ПФ с характеристикой Баттерворта 1, 2 и 3-го порядков.
Таблица 1.9. Метод расчета схемы, приведенной на рис. 1.47, с характеристикой Баттерворта.
Рис. 1.49. Основное представление АЧХ при каскадировании интегральных ПФ с характеристикой Баттерворта (см. табл. 1.10).
В случае, если к избирательным свойствам полосовых фильтров Баттерворта (ПФ-Б) с Ар = 3 дБ предъявляют особые требования, т. е. хотят, чтобы неравномерность спектра полезного сигнала Ар составляла, как и для полосовых фильтров Чебышева (ПФ-Ч), десятые доли децибела, тогда величина Вр+ фильтров Баттерворта будет больше, чем ширина спектра сигнала.
Эта зависимость подтверждается характеристиками, приведенными на рис. 1.49. О требуемой величине Вр+ для полосовых фильтров, образованных каскадным включением звеньев Баттерворта 2-го и 3-го порядков, можно судить на основе данных табл. 1.10. В этой таблице приведены также величины Вр+ для двух каскадно включенных полосовых фильтров Баттерворта, для каждого из которых Ар = 3 дБ; при этом предполагается, что развязка между каскадами Ах составляет не менее 10 дБ.
Что касается проектирования широкополосных (Вр > 70%) полосовых фильтров из ФНЧ и ФВЧ, то можно рекомендовать использовать методы, изложенные ранее. В данном случае оба фильтра независимо друг от друга формируют склоны частотной характеристики полосового фильтра и могут непосредственно каскадироваться. Также можно соединять интегральные полосовые фильтры с ФНЧ и ФВЧ.
Таблица 1.10. Значения Вр для каскадно включенных полосовых фильтров Баттерворта (к рис. 1.49).
Рис. 1.50. Схема полосового диплексера и формулы для его расчета.
В заключение рассмотрим так называемые диплексеры. Если необходимо соединить друг с другом две функциональные цепи, одна из которых является широкополосной, а другая, наоборот, обладает узкой полосой пропускания, то это можно сделать посредством специальной согласующей цепи, представляющей собой полосовой фильтр с характеристикой Баттерворта и образованный элементами L, С и R. Типичным примером устройства такого рода является цепь связи между диодным кольцевым смесителем и предусилителем ПЧ в приемнике. Оптимальная структура подобного устройства и соответствующие расчетные формулы приведены на рис. 1.50. Рекомендуется использовать колебательные контуры с одинаковыми полосами Вр (по уровню-3 дБ). Для получения минимального значения aj необходимо применять индуктивности с максимально возможным значением QШL
6 способов использования фильтра высоких частот при смешивании
Фильтр высоких частот — это простая, но эффективная кривая эквалайзера, которая удаляет нежелательные низкие частоты из источника звука. Как и большинство инженеров, я использую их во многих местах в своих микшерах, чтобы убрать слабые сигналы и сузить аранжировки.
Конечно, существуют ограничения на то, как часто следует использовать эти удобные инструменты. Безрассудно делать сокращения только потому, что вы можете оставить музыку тонкой и без бороздок.Чтобы избежать этого, а также сосредоточить внимание на рабочем процессе, вот шесть способов использования фильтра высоких частот при микшировании.
1. Уменьшение и удаление нежелательных гармоникПочти все аудиоисточники, особенно живые, содержат нежелательные звуки, которые скрываются ниже наиболее важной частотной информации.
Хотя постоянный ветер и жужжание обычно довольно легко обнаружить, это не всегда так. Многие нежелательные звуки скрываются более громким ядром сигнала, и их можно не заметить, особенно при работе с соблюдением установленных сроков.Когда мы дойдем до самых низких частей спектра около 20–40 Гц, мы можем даже не услышать грохот из-за ограничений нашего слуха, что делает его чем-то вроде бесшумного убийцы высоты звука в больших количествах.
В качестве примера возьмите следующий снимок экрана с шейкером в Neutron. Хотя меня интересует только то, что происходит около отметки 1-2 кГц, активен почти весь спектр. Если я удвою или утрою дорожку шейкера или добавлю больше файлов с аналогичной спектральной активностью, совокупное нарастание шума замаскирует основные участки микса.
Шейкер с шумом в Neutron 2
Не торопитесь, чтобы определить, где существуют эти скрытые звуки, и при их удалении учитывайте, что то, где вы устанавливаете срез фильтра, будет зависеть от сигнала под рукой. То, что работало на одном инструменте, могло захватить слишком много одного или недостаточно другого.
Верхний совет : Если вы используете Neutron и не можете определить, насколько высоко вы должны обрезать, нажмите команду (или элемент управления для ПК) и выберите самый низкий узел, который выделит полосу частот, которую он охватывает.Поднимите вверх, пока не начнете дотягиваться до мяса инструмента, и слегка отодвиньтесь, затем отпустите щелчок, чтобы услышать весь сигнал. Вы хотите, чтобы шум исчез без ущерба для разборчивости или мощности звука.
Как центральный элемент песни, вокал должен звучать чисто, и в большинстве случаев все, что ниже 100 Гц, только препятствует этому. Может быть низкий гул из микрофона или студии, особенно если вы записывались в вокальной кабинке в спальне, или нарастание басов в результате слишком близкого приближения вокалиста к микрофону — явление, известное как эффект близости.
Не бойтесь использовать здесь более крутую кривую, но будьте осторожны, приближаясь к основам вокала, самой низкой частоте, определяющей музыкальную ноту. Вес исполнения лежит в основе, и даже легкого вторжения достаточно, чтобы подавить энергию. Громкий голос без шума будет изо всех сил пытаться донести мелодию от начала до конца.
Давайте послушаем, как верхний проход изменяет вокал в аудиофайле ниже — первый клип не обработан, второй имеет верхний проход в разумной позиции, третий верхний проход прорезает основную частоту, а четвертый — заметно истончается агрессивным срезом.
Мы можем слышать уменьшение шума в нижних частотах от первого ко второму клипу, что имеет обратный эффект повышения яркости вокала (это уже несколько жестковато для начала). Третий клип — это то место, где в конечном итоге окажется множество новых микшеров — в честной попытке очистить вокал, срез находится слишком высоко в спектре, высасывая важную частотную составляющую. Если вы действительно не обращаете внимания на этом этапе, у вас получится тонкий, как бумага, вокал, как в четвертом клипе.
Если вы имеете дело с глубоким голосом, утопающим в нежелательной грязи, попробуйте пройти RX 7 с модулями De-hum, De-rustle или даже Music Rebalance, чтобы лучше изолировать вокал. Затем примените более плавный наклон фильтра и кривую колокольчика эквалайзера, чтобы при необходимости ослабить нарастание в более средне-высоком диапазоне низких частот. Здесь нет точной науки, поэтому необходимо немного поэкспериментировать, чтобы понять это правильно.
3.Форма нижнего конца
Если элементы бочки и баса в вашем миксе звучат хорошо сами по себе, но не могут повлиять на контекст микса, это может быть признаком того, что вам нужно убрать низкие частоты, присутствующие в других инструментах.
Эта проблема часто возникает в диапазоне низких и средних частот, между 150–350 Гц, что придает музыке ее веса и мощи. Это одна из наиболее проблемных областей микса, поскольку здесь сходятся высшие гармоники бочки и низшие гармоники синтезаторов, гитар и многого другого, что оставляет вам микс, который звучит раздутым и утомленным.
Верхний совет : Может возникнуть соблазн применить радикальный глобальный фильтр, который предотвращает попадание чего-либо в низкие средние частоты, но это отнимет слишком много энергии. Вместо этого сосредоточьтесь на формировании отдельных инструментов с помощью тонких нарезок, чтобы освободить место для бочки и баса. Эти два инструмента играют наиболее важную роль в области низких и средних частот, и поэтому они должны быть четко слышны. Обуздание конфликтующих частот из менее важных элементов очень поможет.
Узнайте, как это сделать с помощью функции маскирования в Neutron и вспомогательного инструмента Relay ниже:
4. Улучшение низких частот
Душный бас может затянуть микс и заставить его застрять. Бочки не звучат, а басы скорее гибкие, чем напористые.Если ваши низкие частоты в порядке, стоит исследовать чрезмерное скопление грязи где-то в диапазоне 20–35 Гц.
Пропуская эти частоты в барабанный микс или даже на мастер-выход, вы удаляете ненужные шумы и сужаете низкие частоты. Это также дает дополнительный эффект, делая средние и высокие частоты более яркими и громкими. Однако здесь легко переборщить и убрать слишком много басов, что сделает другие части спектра хрупкими по сравнению с ними.
Если вы обнаружите, что делаете это снова и снова, проблема может быть в вашей комнате, а не в ваших навыках.Необработанные студии в спальнях печально известны чрезмерным представлением низкокачественных вещей, и это может быть то, что вы продолжаете слышать! Поэтому не забудьте тщательно протестировать этот ход на нескольких системах воспроизведения и A / B, прежде чем отправлять микс обратно клиенту. Должно появиться ощущение, что смесь раскрылась, не теряя своей остроты.
5. Попробуйте динамический вместо статическогоВ большинстве этих примеров упомянутые типы звука являются динамическими по своей природе. Вокал, басовые партии и перкуссия меняются в течение песни, иногда очень быстро, и установленный вами фильтр высоких частот должен отражать это движение и следовать за ним.
Динамический эквалайзер позволяет именно это. Хотя большинство срезов фильтров являются статическими, то есть они не меняются в зависимости от входящего сигнала, динамические эквалайзеры могут «отслеживать» содержание сигнала и изменять точки среза, чтобы лучше формировать звуки по мере их изменения в миксе. Это особенно полезно при работе с сигналами, которые, независимо от того, где вы устанавливаете срез, звучат либо слишком тонко, либо слишком мутно.
Динамический эквалайзер предлагает идеальную золотую середину. Он пропустит некоторые менее желательные частоты, чтобы вы могли почувствовать присутствие более низкого диапазона, но подавите, как только они станут слишком активными.Это позволяет передать естественный характер и пространство записи, не перегружая ее.
Динамическая нарезка может пригодиться практически для всех инструментов и особенно для вокала. Посмотрите, как на видео ниже с Follow EQ in Nectar:
6. С осторожностью (или совсем не осторожно)
Для начинающих продюсеров и инженеров микширования фильтры высоких частот являются одним из наиболее часто используемых инструментов из-за очевидного и немедленного воздействия, которое они оказывают на звук.Строгой рукой можно исключить все низкие частоты, которые выходят из инструментов среднего и высокого диапазона, и в процессе непреднамеренно удалить то, что на самом деле придает миксу глубину и грув. Хуже того, крутые изгибы могут вызвать звон или искажение вокруг точки отсечки, особенно если они расположены на полпути через загруженный материал.
Все это для того, чтобы сказать — если в хай-хэте или другом звуке верхнего диапазона происходит что-то интересное в низких частотах, что придает звучание вашей музыке, вам не нужно сильно фильтровать это только потому, что эти элементы обычно отдают предпочтение более высоким частотам.
Когда мы используем фильтр высоких частот, мы стремимся к ясности. Но ясность микса достигается не только за счет эквалайзера и фильтрации. Положение панорамирования и уровень одинаково полезны для разделения элементов в миксе. Поэтому при балансировке треков обязательно изучите эти параметры, прежде чем переходить по умолчанию на высокий проход.
ЗаключениеНесмотря на простую функцию фильтра высоких частот — для удаления низких частот из сигнала — это универсальный инструмент, который можно использовать в десятках сценариев для лучшего ощущения тонального баланса.
Однако, как и все аудио инструменты, злоупотребление им может привести к катастрофическим результатам. Когда я только начинал создавать и микшировать музыку, я переусердствовал с моими фильтрами и эквалайзерами и в итоге получал музыку, которая звучала неестественно и плоско. Со временем я узнал, что тонкие, преднамеренные действия — это то, что позволяет делать работу более эффективно.
Итак, пропускайте верхние частоты только то, что нужно передать высокими — я имею в виду под этим сокращение частот, которые мешают вашему миксу четко сообщаться слушателям, а не те, которые, по вашему мнению, должны быть удалены на основе предустановленной диаграммы диапазона инструментов , или да, даже статью с советами по смешиванию.
Простой секрет для профессиональных миксов
Ваша смесь слишком мутная? Начинает ли нижний предел?
Если да, то вам нужно знать о настройке фильтра высоких частот в плагине EQ.
Вот что это такое и как им пользоваться…
Вы хотите зарабатывать деньги на своей музыке?
Чтобы начать карьеру, вам не нужно дорогое снаряжение, связи или божественные знания.
Этот бесплатный мастер-класс раскрывает ключевые шаги, которые ДЕЙСТВИТЕЛЬНО необходимы для получения надежного дохода, занимаясь любимым делом, в 2021 году.
Пройдите полный мастер-класс здесь:
Но если вы просто хотите узнать о фильтрах высоких частот, продолжайте читать.
Что такое фильтр высоких частот?
Фильтр высоких частот (HPF) также называется фильтром низких частот, потому что он срезает нижнюю часть частотного спектра.
Или можно сказать так:
Фильтр верхних частот позволяет верхним частотам проходить через фильтр , удаляя некоторые нижние частоты.
HPF могут появляться во многих местах. Как на микрофоне, как на части предусилителя, так и на плагине эквалайзера.
В подключаемом модуле эквалайзера HPF будет полностью слева на частотном спектре. Когда вы его применяете, он срезает частоты в наклонном направлении влево.
Обрезает частоты ниже (слева) от фильтра высоких частот.
Это поможет вам лучше воспринимать высокие частоты. И удалите некоторые более низкие частоты.
Настройки фильтра высоких частот
Какие настройки вы увидите на фильтре высоких частот в контексте плагина EQ?
Сначала вы увидите частоту, частоту среза, измеряемую в Гц. Здесь фильтр начинает срезать частотный сигнал и наклонять его вниз и влево.
Во-вторых, вы увидите настройку усиления. С фильтром верхних частот это всегда будет на уровне 0 дБ
В-третьих, вы увидите полосу пропускания или октаву.Этот параметр определяет, будет ли пропил наклоняться вниз и влево, или он достигает пика перед пропилом.
Зачем нужен фильтр высоких частот?
Есть несколько веских причин использовать фильтр верхних частот. Давайте посмотрим на некоторые из них…
для выхода на вершину
Что произойдет, если вы уменьшите количество низких частот?
Позволяет пропускать через фильтр больше высоких частот. Так вы воспринимаете больше верхних частот.
Например, для большого количества инструментов, особенно вокала, не нужны частоты от 100 Гц и ниже. Таким образом, вы можете применить фильтр высоких частот, который отсекает все от 100 Гц и ниже.
Это снижает нагрузку на наушники и мониторы. Оставляя больше мощности, чтобы протолкнуть другие частоты.
Remove Rumbles
Допустим, у вашего дома пробки или наверху ходит сосед. Эти звуки могут превратиться в низкое урчание в вашей записи.
Вам необходимо их удалить, и в этом может помочь фильтр верхних частот.
Просто примените HPF и переместите его вверх по частотному спектру, пока грохот не исчезнет.
Чтобы добавить старинный эффект
Примените фильтр верхних частот и переместите его на две трети или половину диапазона частот. Вы услышите, как бас выходит из инструмента.
Создает старинный радиоэффект, так как старинные радиоприемники не воспроизводили много басов.И в зависимости от вашего производства это может быть довольно крутой эффект.
Методы микширования с фильтром высоких частот
А теперь давайте отправимся в студию и расскажем о некоторых техниках микширования, которые вы можете использовать сегодня…
Cut Unwanted Rumbles
Иногда грохот заметить легко. Иногда они немного хитрее.
Наш слух ограничен, поэтому их может быть трудно услышать.
Вы можете их даже не слышать. Но они могут повлиять на остальную часть частотного спектра и уменьшить общий запас.
Обычно люди не слышат частоты ниже 40 Гц. Так что, вероятно, будет безопасно применять фильтр высоких частот, начиная с этой точки на большинстве инструментов.
Очистите вокал
В большинстве музыкальных произведений вокал является основным элементом. Поэтому им нужно выделяться.
Чтобы сделать их яркими, вы можете применить фильтр высоких частот, обрезая 100 Гц и ниже. Только убедитесь, что вы не обрезаете присутствующие частоты, когда певец бьет самую низкую ноту в песне.
Это дает больше места для средних и высоких частот, проходящих через фильтр.И это вносит ясность в вокал.
Оставьте место для бочки и баса
Если бас-барабан и бас-гитара тонут в вашем миксе, вы можете использовать фильтр высоких частот для формирования низких частот.
Вы можете применить HPF к другим инструментам, чтобы выделить место в миксе для бочки и баса.
Но зачем беспокоиться, если другие инструменты не очень басовитые? Удаление этих низких частот из нескольких элементов освобождает место для низких частот.
Заключение
Будьте осторожны, применяя фильтр верхних частот. HPF — один из наиболее часто используемых инструментов, особенно новичками.
Если вы слишком решительны, вы можете случайно удалить часть низкочастотного привода с инструмента. Вы также можете в конечном итоге сделать средние и высокие частоты слишком сильно выскакивающими.
Так что используйте свои уши. Тот факт, что инструмент излучает более высокие частоты, не означает автоматически, что вы должны обрезать низкие частоты.
С фильтром высоких частот вы пытаетесь добиться большей четкости и убрать мутность.Поэтому, прежде чем перейти к фильтру высоких частот, попробуйте сначала использовать ручки усиления и панорамирование.
Как и все в микшировании, многие маленькие движения приводят к большим улучшениям.
Хотите зарабатывать деньги на своей музыке?
Чтобы начать карьеру, вам не нужно дорогое снаряжение, связи или божественные знания.
Этот бесплатный мастер-класс раскрывает ключевые шаги, которые ДЕЙСТВИТЕЛЬНО необходимы для получения надежного дохода, занимаясь любимым делом, в 2021 году.
Пройдите полный мастер-класс здесь:
Использование фильтра высоких частот для повышения резкости изображений
Если вы использовали Photoshop, вы, вероятно, уже знаете, что есть много способов выполнить одни и те же задачи.Повышение резкости — одна из наиболее важных задач, которые следует выполнять практически с каждым цифровым изображением. Это необходимо, потому что большинство датчиков цифровых камер используют фильтр сглаживания, который очень слегка размывает изображение, чтобы уменьшить вероятность появления муара на изображении. Это небольшое размытие, обычно размером всего один пиксель, вызывает небольшую потерю деталей изображения. Чтобы исправить небольшое размытие, используются такие инструменты, как Unsharp Mask. Хорошее руководство по нерезкой маске можно найти в статье «Как повысить резкость фотографий: введение».
В этом снимке подсолнухов фильтр высоких частот усилил резкость мелких деталей в центре цветка.
Еще один простой способ повысить резкость изображений — использовать фильтр, которого даже нет в меню «Резкость» в разделе «Фильтры» в Photoshop. Он отнесен к категории «Другое» в нижней части меню «Фильтры» и называется «Высокий проход». Фильтр High Pass немного проще в использовании, чем Unsharp Mask, поскольку у него есть только один ползунок, о котором нужно беспокоиться, а техника его использования позволяет экспериментировать даже после его применения, поэтому вы можете получить свое изображение в точности так, как вы хотеть.
Примечание. Я использую последнюю версию Photoshop 2015.0.1 в Creative Cloud.
Шаг 1. Отредактируйте изображение, затем сгладьте его
Прежде чем использовать фильтр высоких частот, вам нужно сначала обработать изображение по своему вкусу. Вообще говоря, повышение резкости должно быть последним шагом в редактировании изображения, потому что оно напрямую зависит от размера изображения. Вы увеличите резкость изображения до 5 × 7 ″ иначе, чем изображение размером 13 × 19 ″. После редактирования изображения сгладьте все слои, перейдя в меню «Слой» и выбрав «Свести изображение».Затем отрегулируйте размер изображения по мере необходимости, если вы собираетесь печатать или отображать в Интернете.
Шаг 2: Дублировать слой
Теперь, когда ваше изображение выровнено, продублируйте этот слой, нажав
Шаг 3: Фильтр высоких частот
В меню «Фильтр» выберите «Другой», затем «Высокий проход».
Перейдите в меню «Фильтр» и выберите «Другой», а затем «Высокий проход». Вы увидите, что все изображение приобретет ровный серый цвет. Не беспокойтесь, так как это позволит вам увидеть, что делает фильтр.
Шаг 4: Отрегулируйте степень заточки
Когда появится диалоговое окно фильтра высоких частот, используйте ползунок для регулировки радиуса.
После запуска фильтра вы увидите открытое диалоговое окно, в котором отображается предварительный просмотр вместе с ползунком радиуса.Кроме того, изображение за диалоговым окном станет серым с появлением некоторых краевых линий. Это позволяет точно видеть, что затачивается. Фильтр высоких частот увеличивает резкость только по краям, поэтому все, кроме краев, становится плоским серым. Степень резкости, которую вы сделаете, будет в значительной степени зависеть от изображения, а также от размера.
Для этого изображения подсолнухов я делал крупный шрифт, используя полное разрешение изображения. При этом я обнаружил, что значение моего радиуса обычно находится где-то между 0.5 и 5 пикселей. Здесь нужно быть осторожным, так как слишком большое повышение резкости приведет к появлению нежелательных артефактов и шума в изображении. Я использую предварительный просмотр в качестве руководства. Я хочу видеть тонкие черные линии над серыми областями и почти полное отсутствие белого. Если вы видите белый цвет, это означает, что у вас появился ореол, которого вы хотите избежать. Конечным эффектом будет тонкая резкость, а не резкий хлопок. Для этого изображения я использовал радиус 0,9. Вы можете видеть выше, что есть только черные линии по краям цветка с очень небольшим ореолом.Нажмите ОК, когда будете готовы.
Шаг 5: Настройте режим наложения слоев
После того, как вы применили фильтр высоких частот, пора избавиться от этого плоского серого изображения и оживить фотографию. Перейдите в палитру «Слои», выберите раскрывающееся меню «Режим наложения» и установите для него значение «Наложение». Ваше изображение восстановит свой цвет, и вы можете включать и выключать повышенный слой, чтобы сравнивать изображение с повышением резкости и без него.
Вы также можете поэкспериментировать с различными режимами наложения, включая Мягкий свет, Жесткий свет, Яркий свет, Линейный свет и Точечный свет.Кроме того, вы можете использовать параметр «Непрозрачность слоя», чтобы немного уменьшить эффект, если вы решите, что резкость слишком сильная. Прелесть этой техники в том, что она полностью регулируется (неразрушает) после того, как вы применили фильтр, а поскольку вы работали над отдельным слоем, вы можете легко отменить повышение резкости и при необходимости начать заново. Кроме того, поскольку вы работаете с отдельным слоем, если на изображении есть определенные области, к которым вы хотите применить повышение резкости, вы можете использовать маски слоя, чтобы скрыть или показать их.
Окончательные результаты
На этом сравнительном изображении верхняя половина была увеличена с использованием фильтра высоких частот, а нижняя половина не была усилена.
Фильтры высоких частот позволяют гибко повышать резкость фотографий и просты в использовании. Это отличный способ придать изображениям более резкий и четкий вид перед загрузкой или печатью. Попробуйте и дайте мне знать, что вы думаете!
Что такое фильтр высоких частот?
Фильтр верхних частот позволяет проходить высоким частотам, но срезает или ослабляет частоты ниже пороговой точки.
Как в аудиоколонках используются фильтры высоких частот
Фильтр высоких частот используется в аудиосистеме, чтобы пропускать высокие частоты при фильтрации или обрезании низких частот. Фильтр высоких частот используется с небольшими динамиками, например, для удаления низких частот. Во многих случаях эти фильтры встроены в динамик, но в некоторых более сложных настройках динамиков, сделанных своими руками, к системе можно подключить блок фильтра высоких частот.
Как фильтры высоких частот работают с микрофонами
Некоторые марки микрофонов включают выбираемый фильтр.Эти устройства, обычно предназначенные для записи более высокого уровня, автоматически блокируют звуки ниже определенного значения в герцах. Эти настройки полезны при записи в таких местах, как офисные здания или склады, где система HVAC поддерживает низкий гул. Эти фильтры улавливают сигнал, устраняя нос.
Лучше захватить хороший звук, чем исправить плохой звук при постобработке. Микрофон со встроенным фильтром обеспечивает лучшее качество звука, чем обычный микрофон, исправленный алгоритмически после завершения сеанса записи.
Как использовать фильтры высоких частот при редактировании аудио
В таких инструментах, как Audacity, фильтр верхних частот, применяемый к форме волны, имитирует аппаратный фильтр. Он ослабляет звук ниже заданного порога.
Укажите частоту в герцах и спад в децибелах на октаву. Затем Audacity ослабляет относительную громкость (дБ) сигнала с увеличением интенсивности по мере того, как сигнал находится ниже пороговой частоты.
Многие среды редактирования аудио включают аналогичные функции.
Как работают фильтры высоких частот
Фильтр верхних частот (как и его двоюродный брат, фильтр нижних частот) использует некоторую технику для устранения или уменьшения входного сигнала ниже определенного порога. Нет никакого конкретного способа, как это работает.
ВикипедияНекоторые фильтры предлагают жесткое ограничение, эффективно подавляя шум ниже порога, в то время как другие уменьшают сигнал ниже определенной точки.
Спасибо, что сообщили нам!
Расскажите, почему!
Другой Недостаточно подробностей Трудно понятьЧто такое фильтр высоких частот?
Первая половина вопроса проста, вторая касается очень важной мысли о том, что такое сабвуфер и где его следует оставить, и ваши громкоговорители начинают зарабатывать.REL думает об этом вопросе по-другому и с большим уважением к артистам всех жанров — музыкальным артистам, звукорежиссерам фильмов и дизайнерам акустических систем, создавшим вашу акустическую систему — как уникально одаренным артистам, которые доставляют вам поистине волшебный опыт. Мы поговорим об этом подробнее позже в этом посте.
Давайте начнем с того, что такое фильтр высоких частот? Название говорит само за себя: фильтр высоких частот пропускает более высокие частоты. Все звуковые системы начинаются с компонента Source.Это может быть проигрыватель компакт-дисков, в наши дни он, скорее всего, будет стримером, может даже смартфон, отправляющий информацию через BlueTooth в вашу систему. Каким бы ни было его происхождение — и для чистого качества звука тех, которые я перечислил, лучшие проигрыватели компакт-дисков и транспортные устройства / ЦАП по-прежнему обеспечивают лучший звук со значительным запасом — звук исходит из источника, проходит через электронное сердце вашей системы к вашим динамикам. .
Даже если вы о них не подозреваете, в ресиверах есть предусилители и усилители мощности.Интегрированные усилители просто объединяют предусилитель и стереоусилитель мощности в одно шасси. Большинство систем высочайшего качества имеют отдельные предусилители и усилители мощности, поскольку это дает наибольшую свободу в формировании звука именно таким, каким его хотят слышать их владельцы, поскольку каждый компонент имеет свою собственную звуковую сигнатуру. Оттуда звук распространяется по акустическим кабелям, ВЕСЬ ДИАПАЗОН, к вашим громкоговорителям.
Фильтр высоких частот вставляется между предусилителем и усилителем мощности — он находится в сабвуферах наших конкурентов — и отсекает низкие частоты.Во-первых, позвольте мне объяснить, почему существуют эти фильтры, потому что на бумаге это звучит привлекательно. Вставив фильтр высоких частот, можно (теоретически) восстановить 3 децибела громкости в вашей системе и снять напряжение низких басов, воспроизводимых вашими динамиками. Это в значительной степени верно, хотя можно спорить о том, действительно ли задействованные динамики могут справиться с этим дополнительным выходом. Но пока соглашаемся, что это заявленные преимущества.
Они не говорят вам, что, пытаясь максимизировать децибелы, вы можете разрушить тщательно приобретенные звуковые качества тех динамиков, за которые вы, вероятно, хорошо заплатили.Это тем более верно, чем лучше ваши колонки.
Кроме того, вот почему мы, , не используем фильтры высоких частот. Во-первых, мы ожидаем, что наши клиенты обычно тщательно обдумывают, какие колонки им приобрести. Мы предполагаем, что они слушали несколько динамиков и в конечном итоге сделали выбор в пользу пары динамиков, которые воспроизводят музыку наиболее удовлетворительным образом и звучат так, как их уши воспринимают музыку как звук.
Позвольте мне заявить, что наши клиенты, вероятно, изрядно потрудились, чтобы найти акустические системы, которые им нравятся.Они вполне могли таскать своего партнера из магазина в магазин, покупать не те проклятые колонки (не раз, если вы были упрямы и, честно говоря, по крайней мере, некоторые из них тоже были большими и уродливыми) жили с ними, прежде чем наконец научиться доверять своему собственному опыту и купить пару, которая, наконец, звучала великолепно — как бы вы ни определяли «отлично». Слушайте внимательно, это , а не , наша работа — испортить всю эту тяжелую работу.
Мы говорим, что не наша работа ставить под угрозу жизнь великого дизайнера акустических систем.Как мы это видим, такие люди, как Дэвид Уилсон (покойный из Wilson Audio), Ричард Вандерштин (несколько лет назад Гейл Сандерс из Martin-Logan), Франко Серблин (из классического Sonus Fabers) потратили всю жизнь, оттачивая свое мастерство, а не в отличие от мастеров-музыкантов. То, что они делали или делали, как некоторые уже приняли, возможно, никогда больше не будет воспроизведено. Я не настолько эгоистичен, чтобы думать, что глубокий бас, обработанный способом цифрового вырезания и вставки, предлагаемым нашими конкурентами, важнее, чем проникновение в самую суть музыки.
Позвольте мне четко заявить, что низкие басы должны только возвышать и освещать главное событие. Таким образом, мы обрабатываем переходную зону между тем, где REL вступают во владение, и громкоговоритель естественным образом исчезает, как драгоценные украшения.
Во-вторых, мы знаем, что фильтры не работают как двухпозиционный переключатель на указанной частоте. Вместо этого фильтр затухает на октаву или больше. Вкратце, октава — это музыкальный термин, который выражается простой математикой как уменьшение частоты вдвое. Итак, когда апологеты фильтров высоких частот заявляют, что им нужен фильтр высоких частот 70 Гц для защиты их динамиков от низких басов, это на самом деле означает, что фильтр начинает изменять звук музыки на частоте 120 Гц, потому что по определению он будет понижен на единица громкости, называемая децибелом (по соглашению мы используем –3 дБ, а на практике мы ищем –6 дБ как имеющую значение, когда речь идет о том, чтобы не допустить попадания басов в динамик).
Для того, чтобы этот фильтр верхних частот работал и снизился на –6 дБ, вам нужно начать спад на 120 Гц в таблице ниже, и вы не доберетесь до –6 дБ до 70 Гц. Это означает, что вы начинаете примерно на октаву выше (140 Гц), чтобы спад на 70 Гц. Это означает, что вы настраиваете свою речь так, чтобы она прерывалась перед самыми низкими нотами голоса тенора или расцветом акустической гитары. Если ваши колонки не справляются с этим, вам действительно нужно стать лучше.
Я позаимствовал таблицу ниже в Sweetwater Music, одном из моих любимых онлайн-магазинов профессиональных аудио- и музыкальных инструментов.
Для более качественных динамиков вам нужно понизить эту частоту примерно до 30 Гц и ниже. Попытка устранить по-настоящему глубокие басы означает, что вам нужно начать откат над бас-барабаном в рок-группе с частотой 60 Гц. Действительно? В некоторых случаях вы тратили 10 000–100 000 долларов на покупку удивительно динамичных динамиков только для того, чтобы разрушить их мощный среднечастотный отклик? Что затем разрушает средние частоты… вы поняли.
Негативные компромиссы FAR перевешивают практические преимущества.Купите хорошую пару динамиков независимо от вашего бюджета. Бюджет студента или молодого специалиста? Будьте изобретательны. Мне нравится маленький SPEAKERBOX 5 от Pro-Ject Audio, который в США стоит около 399 долларов. Он не обязательно должен быть безумно дорогим. Эти маленькие красотки звучат как музыка с невероятным твитером с мягким куполом, который можно слушать всю ночь. Они, вероятно, не делают ни одной ноты баса ниже 65 Гц, но соединяют их с T / 5i, и у вас есть потрясающая музыкальная система, в которой нет необходимости вычеркивать басы, если вы не хотите слушать на уровнях, которые вас вышибут. вашей квартиры.
Итак, чтобы подвести итог, REL не использует фильтры высоких частот. Мы предлагаем купить приличную пару колонок независимо от вашего бюджета. Затем купите правильный партнерский REL, звуковое воздействие, которое обеспечивает один из наших сабвуферов, трудно переоценить.
Теперь вы можете вернуться к наслаждению музыкой и домашним кинотеатром, зная, почему вы наслаждаетесь богатым естественным звуком, которого мы все жаждем.
24 марта 2021 г. — Опубликовано в: Принципы звука
что такое фильтр нижних частот и фильтр верхних частот?
Пропускной фильтр — действительно полезный инструмент при микшировании звука.Это потому, что, в отличие от других эквалайзеров, повышающих или понижающих частоты (например, параметрических эквалайзеров и полочных фильтров), проходной фильтр позволяет отфильтровывать части частотного спектра. Есть два основных типа проходных фильтров, которые используются при микшировании музыки. Это фильтры высоких частот (HPF) и фильтры низких частот (LPF). В этой статье я объясню, что делают фильтры прохода, как вы можете их использовать и о преимуществах этого.
Фильтр высоких частот:
«Фильтр высоких частот», также называемый «фильтром низких частот», выполняет именно то, что следует из названия.Он позволяет проходить только частотам, которые выше определенной точки. Одновременно он отфильтровывает частоты ниже этой точки.
Фильтр нижних частот:
«Фильтр нижних частот», также называемый «фильтром верхних частот», пропускает только частоты ниже определенной точки. Одновременно он отфильтровывает частоты выше этой точки.
ФильтрыPass имеют два элемента управления. Это частота среза фильтра и крутизна характеристики фильтра.
Давайте рассмотрим каждый из этих элементов управления более подробно…
Частота среза:
Вы используете частоту среза проходного фильтра в качестве эталона для точки, в которой частоты с одной стороны фильтруются, а с другой стороны пропускаются. Стоит отметить, что частота среза — это не точка, в которой начинается затухание. Фактически, это точка, в которой достигается ослабление на 3 дБ. Таким образом, следует отметить, что некоторое затухание действительно происходит даже на стороне частоты среза, на которую разрешено переходить частотам.
Угловой коэффициент:
Некоторые фильтры позволяют управлять крутизной «крутизны» фильтра. Крутизна наклона определяет, насколько постепенно происходит затухание. Наклон измеряется в децибелах на октаву (дБ / октаву). Чем меньше децибел обрезается на октаву, тем более плавным будет наклон. Это можно увидеть здесь:
Чем выше количество децибел на октаву, тем круче будет наклон. Это можно увидеть здесь:
Управление пропускным фильтром:
Конструкции различных эквалайзеров сильно различаются.Некоторые эквалайзеры позволяют управлять как частотой среза, так и крутизной проходного фильтра. Другие могут иметь фиксированные настройки как для частоты среза, так и для крутизны, что позволяет вам просто переключать фильтр между активным и неактивным. Некоторые предлагают только контроль над частотой среза и имеют фиксированную настройку крутизны. Другие могут предлагать только HPF, но не LPF.
Зачем нужен проходной фильтр?
Фильтр, который позволяет вырезать определенные части частотного спектра, может быть действительно полезен, особенно в ситуациях, когда фильтрация частот предпочтительнее, чем просто их уменьшение, как это было бы с чем-то вроде полочного фильтра.
Фильтры верхних частот часто применяются к акустическим гитарам, электрогитарам, фортепиано и любым другим инструментам, кроме бас-гитары и бас-гитары, которые вносят вклад в низкие частоты в ваш микс и могут сделать ваш трек грязным. Использование фильтра высоких частот позволяет отфильтровать часть этого низкочастотного содержимого. Это очищает микс и позволяет бас-барабану и бас-гитаре иметь приоритет в низких частотах.
Другой распространенный вариант использования фильтра высоких частот — обрезка низких частот вокальной дорожки для устранения взрывных звуков.Другие шумы или нежелательные части сигнала, такие как гул от сети, грохот транспорта или случайный удар о стойку микрофона, обычно можно отфильтровать из записи с помощью HPF. Точно так же вы можете использовать фильтр нижних частот, чтобы вырезать нежелательный шум на высоких частотах гитарного усилителя.
Используете ли вы в своих миксах фильтры высоких или низких частот? Если нет, можете ли вы вспомнить случаи, когда проходной фильтр может пригодиться? Оставляйте свои идеи в комментариях.
Фильтр верхних частот — обзор
Простейший фильтр верхних частот — это просто последовательный конденсатор, как показано на рис.7.48. Используя ту же методологию, что и в разд. 7.6 и 7.12, мы можем записать следующее выражение для излучаемого звука:
Рис. 7.48. Фильтр верхних частот 3-го порядка, в котором собственная характеристика высокочастотного динамика обеспечивает часть передаточной функции 2-го порядка, а последовательный конденсатор обеспечивает часть 1-го порядка.
(7,142) p˜ (r) = e˜gBISDρ0 (Rg + RE) MMS · e − jkr4πrG (s)
где функция частотной характеристики 3-го порядка G ( с ) дается как
(7.143) G (s) = s3s3 + P2s2 + P1s + P0
, а коэффициенты полинома знаменателя в с = jω равны
(7.144) P2 = ωCQTC + ωE
(7.145) P1 = (ωC + ωEQMC) ωC
(7.146) P0 = ωC2ωE
, где ω C — угловая резонансная частота твитера в закрытом корпусе, Q MC — его механическая Коэффициент Q , Q TC — его общий коэффициент Q , а ω E — частота среза электрического фильтра, состоящего из внешнего конденсатора C и катушки индуктивности L :
(7.147) ωE = 1REC
Электрический коэффициент Q определяется как
(7,148) QEC = QMCQTCQMC − QTC
Передаточная функция фильтра верхних частот Баттерворта 3-го порядка показана на рис. 7.46 ( c ), так что
(7.149) P2 = 2ω0
(7.150) P1 = 2ω02
(7.151) P0 = ω03
, где ω 0 — угловая частота кроссовера. Приравнивая уравнения (7.144) — (7.146) с уравнениями. (7.149) — (7.151) и решение для ω 0 , ω E и Q TC дает
(7.152) ω03−2QMCωCω02 + QMCωC2 = 0
, который необходимо решить для ω 0 . Тогда
(7.153) ωE = ω03ωC2
и
(7.154) QTC = ωC2ω0 − ωE
Числовые значения для этих решений приведены в таблице 7.5. Следует выбрать высокочастотный динамик со значениями Q MC и Q EC , которые максимально соответствуют значениям в одной из строк таблицы, помня, что значение Q EC будет изменен любым последовательным сопротивлением, добавленным для соответствия чувствительности высокочастотного динамика и низкочастотного динамика.Тогда частота кроссовера f 0 задается как кратное f C . Например, если значения Q MC и Q EC равны 2 и 1,7, а резонансная частота равна f C = 2 кГц, мы используем 4-ю строку таблицы 7.5, чтобы получить частота кроссовера
Таблица 7.5. Параметры кроссоверного фильтра Баттерворта 3-го порядка с последовательным конденсатором
| Q MC | Q EC | Q TC | f 0 f C | f E / f C | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | ∞ | 1,0000 | 1,0000 | 1,0000 | |||||||
| 1,2 | 4,1510 | 0,9309 | 0,8921 | 0,7099 | |||||||
| 9048 9048 9048 9048 9048 9018 | 2,0 | 1,7039 | 0,9201 | 0,7892 | 0,4916 | ||||||
| 3,0 | 1,3392 | 0,9259 | 0,7564 | 0.4327 | |||||||
| 4,0 | 1,2112 | 0,9297 | 0,7424 | 0,4091 | |||||||
| 5,0 | 1,1457 | 0,9322 | 0,7346 | 0,3735 | |||||||
| ∞ | 0,9428 | 0,9428 | 0,7071 | 0,3535 |
f0 = 0,7892 × 2 = 1,56 кГц
частота отключения 9E =
, электрическая отсечка4916 × 2 = 0,98 кГц
Если сопротивление катушки составляет 6 Ом, значение конденсатора определяется как
C = 12πfERE = 12 × 3,14 × 980 × 6 = 27 мкФ
К сожалению, выбор твитера для использования с этот тип фильтра не так прост, так как немногие производители предоставляют много информации о своих твитерах, что странно, учитывая, что вуферы теперь поставляются с полным набором параметров Тиле – Смолла практически в стандартной комплектации (параметры Тиле – Смолла обсуждаются в разделе 6.5. ). Это можно рассматривать как призыв к производителям исправить ситуацию и предоставить все данные, необходимые для разработки кроссоверного фильтра.
