Equalizzatori – II

Filtri Cut Out Risonanti

Esiste un’altra tipologia di filtri Cut Out Analogico Passivo, e sono quelli Risonanti o Resonant Cut Out Filter.

Il Resonant Cut Out è stato creato appositamente con il fine di realizzare un filtro con pendenza più elevata di un classico filtro Cut Out ed allo stesso tempo mantenendo caratteristiche di distorsione e colorazione del suono più limitate sulla Stopband, cosi da eliminare più efficacemente il segnale audio non voluto. Questo senza però l’introduzione di ulteriori problematiche, una su tutte un Boost nel Knee di taglio, a guadagno tanto più elevato tanto più la pendenza del filtro è ripida. Questo Boost è causato da una risonanza (e da qui Resonant) intrinseca del circuito di filtraggio.

Il Resonant Cut Out è generalmente costruito come Low Cut (passa-alto), (fig. 1) o High Cut (passa-basso) (fig. 2). Da questi grafici si nota chiaramente che tanto più la pendenza del filtro è ripida e tanto più l’effetto risonante prende valore, arrivando a dare colorazioni del suono anche ben marcate per valori di pendenza molto elevati, su di una banda di frequenza via via sempre più stretta e concentrata intorno alla frequenza di taglio, ed in questo caso può essere chiamata anche frequenza di risonanza.

Quindi la frequenza di taglio in questo caso parte in attenuazione per bassi valori di pendenza e via via va a risuonare fino ad arrivare a valori positivi, quindi di amplificazione per pendenze sempre più ripide.

Fig. 1

Fig. 2

La pendenza del filtro come si nota dai grafici, non è lineare o ci si avvicina, ma ha una sua curva caratteristica. Se la curvatura di taglio è pronunciata verso l’esterno, quindi a creare una sorta di “pancia”, come da linea gialla di figura 3, il livello di distorsione (Ripple), nella banda audio utile (passband) è più lineare, quindi meno colorata e più trasparente, quindi positivo, ma la Stopband, quindi la banda di frequenze dopo la pendenza di taglio, presenta invece un livello di distorsioni molto più elevato rispetto ad un filtro con pendenza lineare o vicino (linea blu di figura 3), e questo è un problema perchè va ad enfatizzare rumori e distorsioni nella parte di banda che invece dovrebbe essere silenziata. Rumori e distorsioni molto più presenti rispetto ad un classico filtro a pendenza lineare.

Fig. 3

Il filtro risonante invece, tende a generare una curvatura scavata (linea rossa di figura 3), e tanto più scavata tanto più la pendenza è ripida. Questo porta un graduale aumento del Ripple nella Passband con conseguente maggiore colorazione del segnale audio, ma al contrario meno Ripple di distorsione nella Stopband, molto di più rispetto anche ad un filtro con pendenza lineare. Però vi è sempre la risonanza alla frequenza di taglio come prima visto.

Quindi un filtro Resonant Cut Out è utile pre creare equalizzazioni creative, correttive nel caso che il doppio effetto di modellazione tonale (cut e boost) sia necessario in quelle precise frequenze, utile per eliminare più efficacemente rumori e risonanze, ma meno utile dal punto di vista di mantenere la banda audio utile (pass-band) il più trasparente possibile. Anche perchè poi i successivi filtri se utilizzati (come vedremo i vari Shelving, Parametrici, ecc…), subiranno della fase e colorazioni del filtro di taglio.

Nel caso di filtri Resonant Cut Out, l’ordine di pendenza ha un valore arbitrario, in quanto che come si vede non c’è una pendenza lineare, ma i valori di attenuazione differiscono anche se di poco in base alla frequenza considerata, in pratica per la sua realizzazione si va a definire un ordine di taglio e questo è influenzato dalle caratteristiche di risonanza del filtro stesso. Come si vede da figura 1 e 2, tanto più la pendenza è ripida e tanto più attenuata si troverà la frequenza di taglio definita, e tanto piu lontana sarà la frequenza di taglio per cui la risonanza avrà valore positivo (amplificata).

n.b. Da questo grafico di figura 3, in considerazione anche dei filtri risonanti, si capisce ulteriormente alla spiegazione finora data, come realizzare un filtro con pendenza più o meno lineare porti una mediazione tra i benefici di un filtro risonante e quelli di un filtro con pendenza pronunciata (pancia).

Questo ad oggi è utilizzato come filtro creativo, per la realizzazione di particolari curve di equalizzazione, ad esempio per equalizzare uno strumento musicale, tipo il rullante da batteria, inserendo un Resonant Low Cut, elimino tutte le frequenze, rientri e risonanze indesiderate ed in contemporanea enfatizzo la parte delle fondamentali e legno dello strumento stesso. Ma in ogni caso come si vede dai grafici 1 e 2 dipende tutto dalla pendenza di taglio. Valori di risonanza molto alti tendono a generare un suono oscillante nell’intorno della frequenza di taglio, e questo simula il suono di un sintetizzatore, quindi non consigliato per un processamento di qualità, tanto più di creatività.

Circuito di un Filtro Risonante

Per creare un filtro risonante, basta utilizzare una circuiteria in cui induttori e capacitori sono presenti (rimando ai circuiti dei vari filtri visti nel precedente articolo), quindi applicabile ad un qualsiasi tipo di filtro dai Cut Out ai Passa-Banda, ai Stop Band, ai Notch Filter. Quando si presentano insieme, il filtro pone un valore di risonanza dato dalle oscillazioni dei due componenti passivi, e a seconda del tipo di circuito si comporta in modo differente.

I circuiti più utilizzati sono quelli con induttori e capacitori in serie o parallelo.

Per realizzare quindi la risonanza è necessario lavorare sul grado Q (che vedremo meglio quando parleremo di filtri parametrici), che identifica l’ampiezza di banda della risonanza e quindi della successiva ripidità di attenuazione, ottenibile gestendo le impedenze dei singoli componenti del circuito (tanto più l’impedenza alla frequenza di taglio sarà elevata e tanto maggiore sarà la sua risonanza, al contrario tanto più bassa).

Per approfondimenti e maggiori dettagli rimando a manuali di elettrotecnica.

In senso pratico di utilizzo, quando nell’equalizzatore che possiede un filtro risonante (fig. 4), viene attivato il filtro Cut Out, è possibile variare la risonanza e quindi la pendenza del filtro arbitraria, a partire da una data pendenza fissa o scelta dall’utilizzatore, attraverso poi il potenziometro dedicato, più si da Boost e più risonanza ci sarà ma quindi anche una più ripida pendenza di taglio (non c’è quindi attenuazione per questo tipo di filtro che lavora solo in risonanza).

Fig. 4

Resistenze Variabili

Come anticipato nella spiegazione dei filtri e come vedremo nel corso di questa trattazione, i filtri analogici passivi possono presentarsi sia con pendenza di taglio fissa che con pendenza di taglio selezionabile dall’utente.

In figura 5 un esempio di circuito passivo Low-Pass con frequenza di taglio fissa, che presenta quindi un resistore con impedenza fissata, mentre in figura 6 un esempio di circuito sempre passivo Low-Pass ma con frequenza di taglio variabile, e questa è la base dei variatori di frequenza, in cui è possibile selezionare la frequenza dalla quale partire per il processamento tonale.

Fig. 5

Fig. 6

Equalizzatori Analogici Attivi

Un equalizzatore attivo può essere formato da circuiteria elettrica passiva più circuiteria elettronica o solo con circuiteria elettronica (i migliori), (transistor, circuiti integrati, ecc..). Questi a differenza dei passivi, richiedono apposita alimentazione per poter funzionare. Lavorano sia in attenuazione (Cut) che amplificazione (Boost).

Rispetto a quelli passivi generano un rumore di fondo più basso, sono più precisi, in fatti permettono di lavorare con pendenze più ripide, e mantengono più stabile la fase del segnale, questo grazie alla presenza di un componente elettronico (amplificatore) che va a sostituirsi, ma in certi casi ad aggiungersi variando in modo più lineare l’impedenza del filtro stesso.

Si trovano quasi esclusivamente in equalizzatori digitali e software e lavorano quindi a livello matematico per numerazione binaria, quindi realizzati tramite algoritmi, ma è possibile trovarne anche alcuni modelli Analogici come quelli che vedremo.

Sempre in riferimento a quelli Passivi, quelli Attivi hanno molte più variabili e l’utilizzo di componenti elettroniche miste a quelle passive permette di raggiungere lo stesso scopo con differenti circuiterie, ma anche di creare curve personalizzate e circuiterie come accennato con linearità e trasparenza superiore, e per questo ne sono stati sviluppati di forme diverse tali da ottenere comportamenti diversi a parità di pendenza di taglio.

Filtri Cut Out

Anche in questo caso i vari filtri sono normalizzati con frequenza di taglio a – 3 dB, ma si possono trovare anche sotto forma naturale per come il filtro è stato disegnato.

I filtri normalizzati a – 3 dB più comuni utilizzati come Inboard e Outboard sono quelli elencati in figura 7.

Fig. 7

Per le pendenze del 1° ordine (6 dB/Oct.) i filtri più utilizzati sono quelli Butterworth che creano il giusto circuito sia per gli HPF che per gli LPF.

Per le pendenze del 2° ordine (12 dB/Oct.) i filtri più utilizzati sono quelli Butterworth, Linkwitz-Riley e Bessel, tutti sia per filtri HPF che LPF.

Per le pendenze del 3° ordine (18 dB/Oct.) i filtri più utilizzati sono quelli Butterworth e Bessel, sempre sia HPF che LPF.

Per le pendenze del 4° ordine (24 dB/Oct.) i filtri più utilizzati sono Butterworth, Linkwitz-Riley e Bessel, sempre sia HPF che LPF.

Per le pendenze del 8° ordine (48 dB/Oct.) i filtri più utilizzati sono Butterworth e Bessel, sempre sia HPF che LPF.

n.b. I filtro Linkwitz-Riley è più utilizzato nei circuiti crossover e lo vedremo meglio in argomenti dedicati.

Esistono poi altri filtri che sono quello di Chebyshev e quello Ellittico o di Cauer come si vede in figura 7 e che analizzeremo più avanti.

Come si nota dalla figura 7 ogni filtro ha un suo andamento che viene normalizzato a – 3 dB. Varie sono le pendenze possibili in base al filtro considerato e varie sono le distorsioni (Ripple) che si creano sulla banda passante utile del segnale audio prima della frequenza di taglio ma anche come già visto nella successiva banda di frequenze dopo la pendenza di taglio.

Per fare un esempio il filtro Ellittico rispetto a quello di Chebyshev riesce ad ottenere una pendenza di taglio superiore con un più piccolo e dolce Ripple sulla banda audio prima della frequenza di taglio.

In figura 8 un altro esempio grafico comparativo dei vari filtri e della loro risposta in frequenza in base all’ordine di taglio.

Fig. 8

Come si vede in figura 8 il Bessel è quello che riesce ad ottenere le curve più morbide e di conseguenza con meno distorsioni. Il Butterworth è una perfetta via di mezzo tra precisione e bassi livelli di distorsione. Il Chebyshev proposto in 2 versioni, riesce a lavorare in modo più preciso e con meno distorsioni con la versione 2 che è quella in alto a destra rispetto alla versione 1 che è quella centrale a sinistra.

Ci sono poi tanti altri filtri come il Legendre molto utilizzato per creare Brickwall Filter che vedremo più avanti, il Butterworth-Thomson, ma sono quelli precedentemente elencati i più diffusi.

n.b. Come vedremo meglio quando parleremo di metodi di processamento del segnale audio, la pendenza del filtro scelta dipenderà molto dallo spettro audio da processare e da quello che vogliamo ottenere.

n.b. 48 dB/Oct è definito come limite e comunque non spesso utilizzato, sia per le circuiterie di filtri passivi che attivi che utilizzati a livello digitale, per via dei grandi valori di distorsione e sfasamento che creano, mentre a livello software si possono trovare anche valori superiori fino a 96 dB/Oct., ma lavorando con filtri a cosi alto valore di pendenza è bene utilizzare un processamento come vedremo più avanti a Fase Lineare.

Esistono quindi differenti circuiterie di filtro che consentono di ottenere la stessa attenuazione alla frequenza di taglio definita ma con un comportamento differente nella banda di frequenze prima e dopo il taglio ma anche nella precisione della linearità della pendenza.

In figura 9 un esempio di filtro attivo Low Pass ed High Pass, in cui si nota la presenza di un circuito amplificatore.

Fig. 9

L’esempio di figura 9 è un filtro con caratteristiche del tutto simili a quello di un Cut Out Passivo.

A livello Attivo come già anticipato si cerca anche e soprattutto di creare delle curve di filtraggio ancora più qualitative.

In figura 9 un esempio di circuito Low-Pass Butterworth di 2° ordine.

Fig. 9

In figura 10 un esempio di circuito Low Pass Chebyshev del 5° ordine.

Fig. 10

In figura 11 un filtro Low Pass Bessel del 4° ordine.

In figura 12 un filtro Linkwitz-Riley del 4°ordine.

Fig. 12

Come si vede dagli esempi di figura sopra, più l’ordine è elevato e più si presentano amplificatori lungo il circuito, e questo è indice di aumento del rumore e distorsioni, in quanto si sommano le componenti distorcenti di entrambi.

Al raddoppio dell’ordine c’è un raddoppio degli amplificatori utilizzati ed un aumento del valore di resistenza complessivo, per cui anche in questo caso si necessita di normalizzazione per portare il livello di attenuazione della frequenza di taglio a – 3 dB. Anche se in certi casi soprattutto a livello software come anche visto nel precedente articolo, è possibile trovare la risposta del filtro in modo naturale e poi è scelta del tecnico decidere il tipo di pendenza del filtro stesso.

n.b. Ordini diversi con tipologie di filtro normalizzato differenti faranno dipendere come si può facilmente intuire anche differenti valori di sfasamento, tanto più presenti tanto più ci sono Ripple e tanto più sfasati tanto più energia hanno.

Anche i filtri Passa-Banda (fig. 13), Stop Band (fig. 14), Notch Filter (fig. 15), possono essere realizzati attivamente.

Fig. 13

Fig. 14

Fig. 15

Di seguito (fig. 16) un ulteriore comparazione pratica “simulata” tra i vari filtri Cut Out Attivi, con l’aggiunta di altri filtri che è possibile trovare:

Fig. 16

A – 6 dB/Oct, quasi tutti i filtri elencati hanno la stessa pendenza e deviazione di fase, tranne per il Chebyshev I che presenta Ripple (in questo caso simulato con un valore energetico stabile), su tutta la banda audio non filtrata e questo porta colorazione al suono percepito, ma in ogni caso lo sfasamento è contenuto solo lungo la pendenza di taglio. Il filtro Elliptic presenta un minore sfasamento, ma questo perchè la frequenza di taglio non segue un livello normalizzato a – 3 dB ma generalmente utilizza la propria pendenza naturale che pone la frequenza di taglio a circa – 1 dB, con conseguente decadimento più morbido rispetto agli altri filtri.

Il filtro Harmonic è un filtro ad uso più creativo e molte varianti possono trovarsi. Come si vede dalle immagini di figura 16, differenti sono i valori armonici dati in base alla pendenza del filtro stesso.

Esiste anche un filtro chiamato AllPass, ed è un tipo di filtro molto utilizzato nei Phaser (processori che variano la fase), ed utile in qualsiasi campo per variare la fase di un range di frequenze senza alterarne la risposta in frequenza.

In figura 17 un esempio di circuito AllPass, in cui variando il rapporto tra le due resistenze in ingresso è possibile variare la fase del segnale audio che lo attraversa.

Fig. 17

In figura 18 lo sfasamento di un filtro Allpass con pendenza di – 6 dB/Oct.

Fig. 18

Si nota come la frequenza di taglio, in questo caso 100 Hz, parta già con sfasamento di 90° e proporzionalmente arriva ad uno sfasamento completo a 180° per la banda di frequenze sopra a quella di taglio, mentre tende a 0° per la banda di frequenza sotto a quella di taglio.

n.b. Sommando il filtro Allpass alle curve di fase date dai vari filtri singolarmente o per accoppiamento di più filtri, è possibile ottenere delle curve di fase personalizzate, ma mai un perfetto non sfasamento, come invece avviene per i filtri a fase lineare che vedremo più avanti.

n.b. Tutti gli esempi grafici visti in figura 16 e 18 si riferiscono ad un filtro passa-alto, in caso di filtro passa-basso gli effetti saranno inversi.

In figura 19 la comparazione dei vari filtri con pendenza a – 12 dB/Oct.

Fig. 19

A 12 dB/Oct di pendenza ogni filtro ha un comportamento differente. Il Chebyshev ed Elliptic danno una risonanza poco sopra alla frequenza di taglio, e come vedremo per i Plugin software è possibile in certi casi regolarne l’ampiezza. Il filtro Harmonics genera un Ripple di 3 dB di Boost sopra alla frequenza di taglio (simulato via software con un valore energetico stabile). La pendenza di taglio di questi due filtri (Chebyshev ed Elliptic), è più ripida rispetto agli altri perchè parte esattamente con frequenza di taglio a 0 dB, ma con un taglio meno preciso in quanto che ad esempio la frequenza di 70 Hz si trova a circa – 3 dB per i filtri Chebyshev ed Elliptic mentre a – 6 dB per tutti gli altri. Utili da utilizzare come filtri risonanti.

A livello di fase il filtro Elliptic pone un’inversione di fase proporzionale che parte da prima della frequenza di taglio selezionata fino ad un massimo di 180° a circa 26 Hz considerando la frequenza di taglio di 100 Hz per questi esempi, oltre la quale c’è un’improvvisa nuova inversione di fase prossima ai 0°. Questo è dovuto dall’effetto risonante del filtro stesso. Mentre tutti gli altri filtri rimangono con una variazione di fase caratteristica vista anche nei filtri passivi. Quelli che partono prima in attenuazione avranno un’inversione di fase che comincia di conseguenza prima rispetto a quelli in cui l’attenuazione parte più vicino alla frequenza di taglio selezionata. Nel filtro Chebyshev I la fase non risente della risonanza presente, mantenuta più stabile.

I filtri Legendre, Coincident e Butterworth sono molto simili sia nella risposta in frequenza sia nella fase, e pongono la frequenza di taglio normalizzata a – 3 dB. Il filtro Bessel invece parte con l’attenuazione un po prima rispetto ai precedenti, questo consente un leggero minore sfasamento soprattutto nella banda intorno alla frequenza di taglio e nella fase di pendenza, ma una leggera maggiore colorazione della banda audio non filtrata, prossima alla frequenza di taglio.

Il filtro Critical è simile al Bessel ma parte con l’attenuazione ancora prima, quindi più dolce e meno sfasamento ma ancora più colorazione della risposta in frequenza.

In figura 20 il comportamento del filtro Allpass che a 12 dB/Oct. genera uno sfasamento alla frequenza di taglio, di fase opposta tra la banda di frequenze sopra e sotto quella di taglio.

Fig. 20

In figura 21 la comparazione dei vari filtri con pendenza a – 24 dB/Oct.

Fig. 21

Anche in questo caso i filtri Elliptic, Chebyshev ed Harmonics generano un Ripple risonante ben definito sopra alla frequenza di taglio, in questo caso una doppia risonanza con punto minimo a 0 dB a circa 150 Hz (in quanto la frequenza di taglio considerata nell’esempio è 100 Hz). Mentre a circa 250 Hz c’è il picco della seconda risonanza, seconda risonanza con picco quasi a stesso valore energetico del primo ma a più larga Bandwidth. Mentre l’Elliptic ed il Chebyshev I hanno lo stesso andamento della risposta in frequenza, l’Harmonics come anche per gli altri casi di pendenza, genera una più ampia ondulazione del segnale audio, con una più ampia Bandwidth in quanto anche di maggiore livello energetico, e con frequenza a 0 dB tra le due risonanze posta in questo caso a circa 200 Hz.

La pendenza di taglio dei filtri Chebyshev I ed Elliptic è più ripida rispetto agli altri filtri tranne che per il filtro Legendre, che oltre tutto mantiene una variazione di fase leggermente più dolce e meno sfasata.

Nei filtri Chebyshev I, Elliptic ed Harmonics l’attenuazione parte dalla frequenza di taglio, mentre nel Legendre la frequenza di taglio si trova a – 3 dB, quindi comincia ad attenuare già un po prima, e con la presenza di un leggero Ripple di attenuazione con picco a 170 Hz.

Il filtro Coincident presenta la frequenza di taglio a – 4 dB, con attenuazione che comincia ben prima rispetto ad esempio al filtro Butterworth che presenta invece la frequenza di taglio a – 3 dB, ma avendo entrambi i filtri la frequenza di 90 Hz a – 6 dB, per cui il Coincident colora un pò di più la banda audio rispetto al Butterworth. Il Bessel ha la sua frequenza di taglio a – 3 dB, ma è un filtro molto più dolce avendo a – 6 dB la frequenza di 70 Hz, ma per questo la sua attenuazione parte prima di qualsiasi altro filtro, quindi colorante maggiormente la banda audio non filtrata. Il filtro Critical è molto simile al Bessel ma con una curva ancora più dolce.

Il filtro Legendre è molto simile al Butterworth, ma tende ad oscillare maggiormente nell’intorno della frequenza di taglio, quindi colora un po di più il segnale nella banda audio utile sopra alla frequenza di taglio.

A livello di fase il filtro Harmonics è l’unico filtro ad avere uno sfasamento dolce, mentre tutti gli altri hanno una completa inversione di fase. Nel Chebyshev I la variazione di fase è molto più contenuta rispetto all’Elliptic, come succedeva anche per gli altri ordini di pendenza. Gli altri filtri hanno un più o meno sfasamento comune, portato leggermente più verso il basso dal filtro Coincident per via della frequenza di taglio con maggiore attenuazione e ancora più verso il basso dal Bessel per via dell’attenuazione che comincia prima di tutti i filtri. Il filtro Critical ha invece lo sfasamento portato più in basso rispetto agli altri filtri, e questo può per certe configurazioni di equalizzazione portare dei benefici, avendo un minore sfasamento nella banda audio utile, eventualmente limitata sopra alla frequenza di taglio.

In figura 22 il comportamento del filtro Allpass che a 24 dB/Oct. genera un doppio sfasamento con a 0° la frequenza di taglio.

Fig. 22

In figura 23 la comparazione dei vari filtri con pendenza a – 48 dB/Oct.

Fig. 23

A 48 dB/Oct. ogni filtro si comporta esattamente come a 24 dB/Oct. solo che a livello di fase c’è un raddoppio delle oscillazioni e sfasamenti più ravvicinati nei filtri con più ripida pendenza, quindi con sfasamento su una più ridotta Bandwidth, su tutti i filtri Chebyshev I, Legendre, ma anche e soprattutto il Critical in cui lo sfasamento è incentrato per lo più sotto alla frequenza di taglio, mentre negli altri filtri ha decisamente più valore anche sopra. A livello di efficienza di taglio e colorazione della banda audio utile (pass-band), il filtro Critical è sempre quello più dolce e che da maggiore colorazione in questo caso in attenuazione, il Chebyshev I ed Elliptic sono quelli che presentano maggiore Ripple quindi maggiori colorazioni sulla banda audio non filtrata, in questo caso in amplificazione.

Il Butterworth è soprattutto in questo caso, il filtro che piu’ si avvicina ad un filtro ideale, riuscendo con minima colorazione nella banda audio sopra alla frequenza di taglio, ad avere una pendenza molto più ripida rispetto agli altri filtri, a parità di quelli che generano Ripple come il Chebyshev I ed Elliptic. Gli si avvicina solo il filtro Legendre, con una maggiore colorazione ma con uno sfasamento un pò più contenuto. I filtri Coincident e Bessel si assomigliano molto ma con colorazione e pendenza più dolce quindi anche meno precisa rispetto al Butterworth e Legendre.

n.b. Vedremo meglio l’applicazione dei filtri in senso pratico quando parleremo di processamento degli strumenti musicali.

In figura 24 il comportamento del filtro Allpass che a 48 dB/Oct. genera un raddoppio dell’oscillazione di sfasamento rispetto al 24 dB/Oct. che come visto è un raddoppio dello sfasamento di un normale filtro allo stesso ordine di pendenza. Quindi questo tipo di pendenza consente di colorare ancora di più la fase del segnale audio che gli passa attraverso.

Fig. 24

n.b. Per comparazione il filtro Butterworth è il filtro che più assomiglia all’andamento di spettro e fase dei filtri analogici.

Resistenze Variabili

Le considerazioni fatte per i circuiti delle resistenze variabili viste nei filtri passivi, valgono anche per i filtri Attivi, solo che in questo caso presentano amplificatori e questi generano meno rumore e meno distorsioni al passaggio del segnale.

In figura 25 un esempio di circuito di filtro attivo con resistenza variabile sia per Basse che per Alte frequenze.

Fig. 25

Brickwall Filter

A livello attivo e di conseguenza anche digitalmente ma con maggiore precisione e meno distorsioni, è stato creato anche un tipo di filtro Brickwall, che è il filtro che più si avvicina ad un filtro ideale, quindi con angolo di taglio a 90° dalla frequenza di taglio selezionata.

Fig. 26

Questo filtro è realizzabile attraverso filtri Elliptic ma in certi casi anche Chebyshev e Legendre, solo che quello Elliptic pur creando un maggiore sfasamento rispetto agli altri, riesce a mantenere i Ripple nella Passband più contenuti. A livello di pendenza di taglio si parla del 16° ordine (96 dB/Oct). A livello analogico è un filtro consigliato da utilizzare solo per eliminare efficacemente disturbi sopra o sotto la banda audio utile, ma a scapito di avere ampie colorazioni del segnale audio.

Come si vede dalla figura 26 (già precedente analizzata anche per i filtri risonanti), i Ripple presenti sia nella banda audio prima della frequenza di taglio che dopo la pendenza del filtro stesso sono molto più elevati di un normale filtro, colorando quindi maggiormente il suono.

Sempre in figura 26 si nota anche come la pendenza dei filtri Attivi (e questo nella realtà avviene anche nei filtri passivi), non sia perfettamente lineare ma anzi tende a creare oscillazioni. Il filtro Chebyshev 1 ha si un maggiore Ripple nella banda audio utile prima della frequenza di taglio, ma consente anche di avere un’attenuazione più marcata nella prima parte di banda subito dopo la frequenza di taglio rispetto al Chebyshev 2, per poi invece avere una maggiore enfasi nella parte più bassa dello spettro, un po’ come visto prima nell’analisi dei grafici dei filtri Attivi in base alla pendenza del filtro stesso.

Questo significa anche che la fase sia nei filtri attivi che passivi, per cui nel precedente articolo abbiamo detto non cambiare alla variazione della frequenza di taglio, ma semplicemente spostarsi con riferimento la frequenza di taglio stessa, nella realtà tende ad avere oscillazioni in base alla curvatura della pendenza del filtro e quindi un non corretto rapporto di decadimento mantenuto ottava per ottava, e lo si vede bene dall’andamento dei filtri nelle precedenti analisi.

Più la pendenza del filtro è lineare e più lo sfasamento è lineare e controllabile, al contrario per pendenze non lineari.

n.b. La linearità della risposta in frequenza gioca ruolo fondamentale quando si utilizzano più filtri e ne si incrociano le pendenze (come avviene per gli equalizzatori ed i crossover), se si ha un filtro lineare la somma dall’incrocio ad esempio a – 6 dB sarà 0 dB (in quanto che sommando un pari valore di tensione si ottengono 6 dB di guadagno, al contrario in attenuazione, come visto anche in argomento Acustica. Se – 12 dB si avrà – 6 dB, e quindi tutti i rapporti sono facilmente controllabili e gestibili, al fine di creare linearità nella risposta in frequenza anche con più filtri in lavoro. Se invece le pendenze (come in un contesto reale), non hanno una linearità, si andranno a creare differenti valori di Comb Filtering e Ripple lungo gli incroci delle varie pendenze, e questo da gestire ed eventualmente risolvere attraverso un equalizzatore è molto più complesso e non permette di ottenere un elevato livello qualitativo. In alcuni casi li si possono trovare ugualmente, ma da utilizzare per lo più per scopi creativi.

Per quanto riguarda i Brickwall Filter anche questi possono essere Low Cut o High Cut ed in figura 27 è riportato un circuito di esempio per Brickwall Filter High Cut, realizzato con tanti ordini di circuiti serie-parallelo.

Fig. 27

State Variable Filter

Nei filtri attivi esiste anche una variabile chiamata State Variable Filter. Questo filtro ha la proprietà di poter contenere generalmente 3 o più filtri contemporaneamente, e poterli utilizzare in modo separato o tutti insieme. Molto utilizzato negli equalizzatori che danno la possibilità di scegliere che filtro utilizzare da un’unica sezione di controllo (unico filtro), o negli equalizzatori che permettono di ottenere questo tipo di curva di equalizzazione (del tutto simile ad un filtro parametrico), come vedremo quando analizzeremo gli equalizzatori in senso pratico e reale.

In figura 28 un esempio di circuito State Variable, che contiene un filtro High Pass, un filtro Low Pass ed un filtro Passabanda. Quando utilizzati contemporaneamente danno la possibilità di creare curve di equalizzazione alternative.

Fig. 28

In figura 29 un esempio della risposta in frequenza dei 3 filtri attivi presenti nel circuito di esempio, in cui in questo caso il filtro Low Pass è invertito rispetto all’High Pass, cosi da creare un filtro Stop Band, ed in cui al centro è inserito un filtro Passabanda.

Fig. 29

In figura 30 un esempio grafico in cui si capisce come è possibile lavorare su di una banda di frequenze che presenta un certo range di frequenze lineare e poi un improvviso decadimento sopra alla frequenza di taglio superiore e sotto alla frequenza di taglio inferiore, utile per lavorare precisamente ed in modo equo sulla porzione di banda selezionata. Ed in cui attraverso il Q è possibile ridurre o ampliare la Bandwidth a piacimento.

Fig. 30

Per quanto riguarda la risposta di fase, come in un qualsiasi altro filtro a guadagno variabile, questa dipende dal livello di Boost o Cut dato, come da figura 31, in cui lo sfasamento è sempre dipendente dalla larghezza di banda, e va verso valori positivi sopra la frequenza di taglio superiore e verso valori negativi sotto la frequenza di taglio inferiore se si amplifica, mentre al contrario se si attenua, questo per via della presenza dei filtri passa-alto e passa-basso visti nella prima parte di questa serie di articoli e come detto in base all’inversione di guadagno, quindi se Boost o Cut.

Fig. 31

Lo sfasamento è più dolce tanto più è larga la Bandwidth, ma l’ampiezza dipende sempre dal guadagno dato, tanto maggiore quanto più Boost o Cut si dà.

n.b. Questo tipo di curva è ottenibile generalmente utilizzando filtri di tipo Butterworth.

n.b. Vedremo meglio come e dove applicare i vari filtri quando parleremo di metodi di processamento del segnale audio.

Sallen-Key Filter

Un altro filtro che è possibile trovare è quello Sallen-Key, in cui è rappresentato un esempio di circuito in figura 32.

Fig. 32

Il filtro Sallen-Key è generalmente un filtro Attivo di 2° ordine con singolo amplificatore operazionale, utilizzato come Low Pass, High Pass o Band Pass, e generalmente utilizzato come base per la creazione di filtri di ordine superiore, in quanto semplici e di facile costruzione ed implementazione.

Avendo un elevato valore di impedenza di ingresso e un basso valore di impedenza di uscita è un circuito perfetto per la costruzione di filtri più complessi e come detto ad ordini più elevati come quelli precedentemente visti.

n.b. Il concetto del rapporto di impedenza è già stato visto più volte in questo blog e verrà affrontato anche in questo argomento. In linea generale è importante avere un’impedenza di ingresso elevata per poter prelevare più qualitativamente possibile la tensione al suo ingresso, e perchè questo avvenga l’impedenza di uscita del dispositivo che invia il segnale deve essere la più bassa possibile, nei limiti costruttivi, di utilizzo, e secondo le caratteristiche tecniche della circuiteria stessa che deve offrire la più alta trasparenza possibile.

A livello di amplificatori operazionali, il circuito di filtro Sallen-Key è uno dei più utilizzati, in quanto che questo amplificatore può essere configurato sia a guadagno unitario che variabile, come vedremo più avanti.

In figura 33 il comportamento del filtro Sallen-Key.

Fig. 33

Come si nota dalla figura 32 lavorando sulla Q del filtro che vedremo meglio quando parleremo di equalizzatori parametrici, è possibile creare dei filtri risonanti, come quelli precedentemente visti. Tanto più il Q è elevato e tanto più risonanza ci sarà nell’intorno della frequenza di taglio, fino in questo caso a valori limite di Q 10 ma anche meno per evitare oscillazioni indesiderate e l’introduzione di molteplici distorsioni. In pratica il valore di Q è dato nella gestione della frequenza di taglio superiore ed inferiore della risonanza che si viene a creare.

Questi amplificatori sono anche limitati dal punto di vista del guadagno, per cui valori superiori a 3 dB possono generare instabilità sul circuito, e per questo come vedremo più avanti i filtri che hanno guadagno variabile, vengono generalmente costruiti a più stadi.

Filtri a Guadagno Unitario e Variabile

I filtri attivi come si nota guardando le immagini delle varie circuiterie di esempio, e come anticipato con i Filtri Sallen-Key, presentano sempre almeno uno stadio di amplificazione, il quale se unitario si comporta da Cut Out, quindi attenua la banda oltre la frequenza di taglio definita, oppure per operazioni di Bandpass, Band Reject e Notch.

Questo amplificatore può anche non essere unitario, ma avere la capacità di amplificare e/o attenuare, quindi un filtro di questo tipo ha una doppia funzione, filtrare e dare guadagno o attenuazione.

C’è da dire anche che avendo gli amplificatori collegati in serie si ha anche un guadagno totale in uscita pari alla somma dei guadagni dei singoli amplificatori, e gestendo in modo indipendente o simultaneo il livello di guadagno dei singoli amplificatori è possibile ottenere diversi risultati.

Questo apre la strada a nuove forme di filtri attivi:

Equalizzatore Shelving

L’equalizzatore Shelving è il primo filtro Attivo a guadagno variabile e anche questo come i precedenti può essere progettato partendo da un filtro Sallen-Key.

Può essere utilizzato sia in amplificazione che attenuazione secondo le impostazioni potenziometriche di cui dispone, ma se ne possono trovare anche solo in attenuazione o solo in amplificazione.

Questo filtro può essere anche passivo, ma con ben più limitati valori di Boost e Cut gestibili rispetto a quelli Attivi, ad oggi quasi in disuso se non in applicazioni commerciali e vintage.

In figura 34 un esempio di circuito High e Low Shelving passivo che lavora solo in attenuazione.

Fig. 34

In figura 35 un esempio di circuito High e Low Shelving passivo che può lavorare sia in amplificazione che attenuazione.

Fig. 35

Il filtro Shelving ha una sua curva caratteristica ed insieme a quello parametrico è il filtro più utilizzato per modellare lo spettro audio, in quanto che offre un controllo ampio e preciso su di una banda di frequenze desiderata.

E’ realizzato in modalità Low Shelving (anche detto Low Shelf) per il controllo delle basse frequenze (fig. 36) e High Shelving (anche detto High Shelf) per il controllo delle Alte Frequenze (fig. 37).

Fig. 36

Fig. 37

Come si vede dalle figure 36 e 37 variando il guadagno di amplificazione o attenuazione varia la pendenza del filtro a partire dalla frequenza definita che in questo caso è chiamata Frequenza di Giro.

n.b. Il filtro Shelving lavora solo quando il livello del guadagno è diverso da 0 dB, non è come un filtro che quando attivo taglia, questo invece se lasciato a 0 dB anche se attivo non lavora.

E’ detto anche filtro a “scaffale” per la caratteristica forma della curva che lo rappresenta.

Come vedremo nel corso di questa trattazione diversi potenziometri sono realizzati per gestire i livelli di amplificazione ed attenuazione, per cui è possibile trovarne che amplificano a + 4 dB, ma anche a + 18 dB, stesso discorso per i livelli di attenuazione. E se ne possono trovare anche di Asimmetrici, nel senso che amplificano con un certo range e attenuano con un altro, non per forza speculare.

Come per i filtri Cut Out anche per gli Shelving è possibile regolare la frequenza di Giro, in modo tale da poter processare la banda di frequenze desiderata, questo è possibile se nel circuito attivo è inserita una resistenza variabile come precedentemente visto. Se non è inserita la frequenza di Giro è fissa e determinata dal costruttore.

Filtri Shelving senza variatore di frequenza sono molto diffusi nei mixer audio analogici soprattutto di piccola taglia, quindi in considerazione di equalizzatori Inboard, questo visto il ridotto spazio che generalmente si ha a disposizione, rispetto invece ad un equalizzatore Outboard in cui è più frequente ritrovare la possibilità di selezionare la frequenza desiderata.

Quando fissa, la frequenza di Giro per un Low Shelf è generalmente impostata a 80 – 100 Hz al fine di controllare il guadagno o attenuazione di tutta la banda delle basse frequenze, mentre al contrario per le alte in utilizzo di High Shelf, la frequenza di Giro è fissata a 10 – 12 KHz per il controllo di tutta la banda in alta frequenza.

n.b. Vedremo più avanti come per le medie frequenze, ma in generale per tutto lo spettro audio udibile in aggiunta o per selezione alternativa allo Shelving, si utilizzano filtri dedicati più selettivi che sono i filtri Parametrici. Gli Shelving sono utili per un utilizzo più generico in bassa e alta frequenza, ma se con frequenza variabile a scelta dell’utente, lavorando in un’ampia banda di frequenze contemporaneamente, i Parametrici invece per precise e limitate bande di frequenza.

Utilizzando per lo più filtri Sallen-Key che come visto permettono un limitato guadagno, per realizzare potenziometri con range più ampi si utilizzano configurazioni a più stadi, quindi con la presenza di più sezioni di amplificazione, ognuno lavora all’interno di un range ben definito (es. il primo da 0 dB a + 3 dB, il secondo da 0 dB a + 3 dB, ma aggiungendo quindi ulteriori 3 dB di guadagno abbiamo un segnale in uscita amplificato di + 6 dB, e cosi via). Esistono comunque soluzioni con amplificatori più performanti.

Come si vede dalle figure 36 e 37 l’andamento della curva di uno Shelving non è altro che quella di un filtro di basso ordine a pendenza dolce (il più utilizzato è quello di 1° ordine) e non lineare che può essere una variante di un qualsiasi filtro Cut Out precedentemente visto, e con appunto la possibilità di amplificare o attenuare. La frequenza di Giro selezionata si trova sempre a – 3 dB (in considerazione di un filtro ideale), ma come per i Cut Out ci sono delle versioni di circuito alternative. La pendenza del filtro come si vede dalle immagini è condizionata dal livello di guadagno, ma sempre con riferimento a 0 dB alla frequenza di Giro e per cui la frequenza di Giro si può trovare anche a +/- 1 dB per cui la regola del – 3 dB non ha più valore.

Il – 3 dB è in questo caso riferito al livello di attenuazione della banda di frequenze selezionata rispetto alla relativa amplificazione o attenuazione.

Come si vede da figura 38 avendo dato un guadagno di 6 dB, ci si troverà la frequenza di Giro a 3 dB, quindi a – 3 dB rispetto al guadagno, se diamo guadagno di 12 dB la frequenza di giro sarà a 9 dB e cosi via, stessa cosa in attenuazione. Ma come detto si può amplificare anche a + 1 dB e per cui la relazione non è più valida ma in realtà è proporzionale al Boost o Cut dato. La frequenza di Giro rappresenta comunque il punto per cui il decadimento segue un andamento più lineare, fino ad minimo per cui la pendenza tende a curvare nuovamente e per cui si potrebbe identificare teoricamente una curva di Giro inferiore.

Fig. 38

La dolce pendenza del filtro Shelving consente di effettuare modifiche tonali mantenendo lo sfasamento più contenuto rispetto ad un taglio infinito e ripido caratteristico dei filtri Cut Out. Questo in quanto che il suo scopo non è quello di eliminare bande di frequenza indesiderate, ma correggere qualitativamente o creativamente il tono di uno spettro audio.

Oltre al filtro appena analizzato, anche in questo caso esistono differenti circuiterie che danno differenti risultati sul tipo di curva ottenuta.

n.b. Il – 3 dB è il riferimento teorico della frequenza di Giro, è relativo al circuito di filtro Cut Out che è la base di questo filtro e per cui come visto si identifica la frequenza di taglio a – 3 dB. Ma in contesto reale questo non considera la parte risonante del circuito che da forma alla curva Shelving che varia in base al Boost e Cut dato, per cui a valori di esempio a + 1 dB, non posso avere la frequenza di Giro a – 3 dB. Per questo in contesto reale e come vedremo in quanto che filtri diversi hanno pendenze diverse con molteplici variabili, si identifica la frequenza di Giro quella con valore di 0,707 rispetto al valore energetico di Boost o Cut dato identificato come 1.

Baxandall Filter

In alternativa ai filtri Sallen-Key, il filtro più diffuso è quello Baxandall, creato da Peter Banxandall negli anni ’40, non chè primo filtro Shelving ad essere inventato (fig. 39).

Fig. 39

Questo filtro Shelving è sempre un filtro con pendenza di 1° ordine, ma con una curvatura ancora più gentile del precedente e con una banda di frequenze selezionabili più limitata. E’ forse il filtro Shelving più diffuso nelle apparecchiature audio professionali e commerciali, amplificatori da chitarra elettrica e basso elettrico compresi, in quanto che è in grado di effettuare elevati valori di Boost e Cut mantenendo distorsioni e sfasamenti più contenuti rispetto ad altri. L’unica limitazione ripeto è la stretta banda di frequenze in cui può lavorare, ma questo ad esempio va benissimo per essere utilizzato con frequenza di Giro fissa come nei casi precedentemente visti in cui la banda di frequenze è in ogni caso limitata (20 Hz – 80/100 Hz per il Low Shelf e 10/12 KHz – 20 KHz per il High Shelf).

E’ possibile trovare anche versioni con Shelving in media frequenza, Mid Shelving o Mid Shelf, in cui si utilizzano circuiterie simili a quella State Variable Filter ma in questo caso utilizzando filtri Shelving, cosi da limitare la banda di lavoro su di una frequenza di giro superiore e frequenza di giro inferiore, ma poco diffuse in quanto che superati da un migliore controllo da parte degli equalizzatori parametri e varianti, come vedremo più avanti, ma anche dagli stessi State Variable Filter Cut Out che offrono un maggiore controllo sulle pendenze e quindi forma della banda filtrata.

Resonant Shelving

I Resonant Shelving (fig. 40) seguono la filosofia vista per i Resonant Cut Out, e questi utilizzano la base di filtri Sallen-Key da sola o contenuta all’interno di filtri attivi più articolati. Inventato da Michael Gerzon (per cui se si trova scritto Gerzon eq. a meno che non sia il produttore dell’equalizzatore si tratta di un filtro risonante).

Fig. 40

Anche in questo caso sono costruiti al fine di ottenere un controllo più accurato e ripido nella pendenza di taglio del filtro, a scapito però della generazione di lobi risonanti alla frequenza di Giro, e di risonanza tanto maggiore quanto più guadagno si dà, al contrario per valori di attenuazione, come vedremo più avanti.

n.b. I filtri Resonant Shelving e parametri di controllo che vedremo, non sono quasi mai presenti all’interno di equalizzatori Inboard, sia per il poco spazio dedicato alla circuiteria che per preferire le forme standard caratteristiche dei filtri Shelving che meglio si accoppiano con i filtri Parametri, creando meno sfasamenti e distorsioni. Ma invece a livello Outboard è possibile trovarli più frequentemente anche se meno a livello analogico, quanto più a livello Software.

In alcuni casi è anche possibile regolare la Bandwidth della risonanza per creare effetti più creativi e gestire di conseguenza anche una variazione sulla pendenza del filtro risonante.

Utili anche in questo caso per effettuare correzioni tonali creative, oppure nel caso in cui ad esempio il suono richieda di essere enfatizzato o attenuato in un determinato range di frequenze, ed allo stesso tempo avere una maggiore pronuncia, enfasi o taglio subito sopra alla frequenza di Giro, ad esempio per togliere risonanze alla cassa di una batteria acustica ma allo stesso tempo far risaltare la parte legnosa e fondamentali. Oppure ancora togliere la parte risonante e far risaltare il Punch a 60 Hz. Utilizzando cosi un unico filtro senza dover aggiungerne un altro, ad esempio quello Parametrico, come detto il più utilizzato insieme allo Shelving, per ottenere un risultato simile, ma in questo caso con maggiori distorsioni e sfasamenti.

Come si vede dalla figura 40 la risonanza di un Resonant Shelving è presente sia in amplificazione (Boost) che in attenuazione (Dip), per cui è bene sapere che utilizzando uno Shelving risonante, alla frequenza di Giro definita ci sarà un leggero Boost tanto più presente quanto più guadagno diamo e con Bandwidth sempre più stretta ed incentrata verso la frequenza di Giro stessa. Al contrario per il Deep di risonanza sarà anch’esso sempre più di valore tanto più guadagno diamo, incentrato sempre più verso la frequenza di Giro e con la frequenza di picco di risonanza spostata sempre più verso più alte o più basse frequenze a seconda se si utilizza un Low Shelf o High Shelf, interessando una sempre più ampia Bandwidth. Di conseguenza anche la frequenza di incrocio a 0 dB tra la risonanza di Boost e di Cut si sposta verso più alte frequenze o più basse tanto più il guadagno od attenuazione è alto.

In figura 41 un esempio di Low Shelf con Boost a + 7 dB, in cui la frequenza di picco risonante in Boost è a circa 92 Hz, l’incrocio a 0 dB si trova a 127 Hz ed il picco di risonanza in attenuazione è a circa 155 Hz.

Fig. 41

In figura 42 un esempio di Low Shelf con Boost a + 12 dB, in cui la frequenza di picco risonante in Boost è a circa 100 hz, e da qui si capisce come il livello di attenuazione della frequenza di giro dipende dal grado di risonanza, ed in un filtro risonante si trova sempre a livelli di guadagno superiori a quelli definiti per il filtro, come in questo caso in cui la frequenza di Giro si trova a circa 28 dB. Quindi per elevati valori risonanti con la frequenza di Giro andiamo a definire quale frequenza vogliamo fare risuonare, o dare maggiore enfasi rispetto a tutto il resto della banda interessata dal filtro, al contrario se lavoriamo in attenuazione. L’incrocio a 0 dB si trova a 155 Hz dove prima invece avevamo il picco di risonanza per attenuazione, che in questo caso si trova a circa 200 Hz. Per cui si conferma il fatto che più si da guadagno o attenuazione e più la risonanza di attenuazione si sposta colorando via via una banda sempre più in alta o bassa frequenza a seconda del filtro utilizzato.

Fig. 42

Dalla figura 42 si nota molto più chiaramente come ad alti livelli di guadagno Boost o Cut la risonanza prenda sempre più valore, e come la risonanza in amplificazione sia molto maggiore di quella in attenuazione, al contrario se si lavora in attenuazione, vedi figura 43 in considerazione di un Low Shelf con attenuazione di – 10 dB.

Fig. 43

Come si vede in comparazione di questi grafici Shelving il Resonant Shelving consente di avere pendenze di taglio più ripide e quindi selezionare più precisamente una definita banda di frequenze rispetto ad un normale filtro Shelving precedentemente visto.

n.b. Alcuni equalizzatori analogici permettono di variare la Bandwidth della risonanza attraverso il parametro Q.

Negli esempi visti si è simulato un Q pari a 50, ritrovabile più facilmente in equalizzatori Software più che in quelli Analogici, ma per definire più chiaramente le caratteristiche del filtro Resonant Shelving. In quanto che come ricordo e vedremo meglio più avanti a livello Analogico più il fattore Q è elevato e tanto più distorsioni e sfasamenti sono introdotti nella banda audio interessata ma anche filtrata, mentre a livello software questi sono più contenuti. In figura 44 un esempio di Resonant Shelving con Q differente, in questo caso più basso, a 10 per un Boost a + 6 dB. In figura 45 invece un Q a 5 sempre in considerazione di un Boost a + 6 dB.

Fig. 44

Fig. 45

Analizzando le figura 44 e 45 si vede chiaramente che tanto più è basso il valore di Q e tanto meno pronunciate sono le risonanze, fino ad un valore pari a 0,71 che è quello standard per un filtro Shelving non risonante che pone a – 3 dB la frequenza di Giro. Per valori inferiori si ottengono curve sempre più morbide, come questa di figura 46 con Q a 0.4, e con conseguente frequenza di Giro a valori di attenuazione più bassi in quanto che il taglio comincia da frequenze molto prima di quella di Giro, tanto prima quanto più la pendenza di taglio in questo caso gestita dal Q è piccola, mentre tanto più vicina tanto più il Q è alto e quindi pendenza di taglio ripida, fino ad un valore limite oltre il quale comincia l’effetto della risonanza che fa riferimento ad un valore di Q pari a 1.

Fig. 46

n.b. Anche i Filtri Shelving come un qualsiasi altro filtro, non sono esenti da Ripple nella Passband e Stopband.

Alcuni equalizzatori presentano anche un parametro chiamato Shift, con il quale è possibile controllare la differenza di livello tra la risonanza in amplificazione e quella in attenuazione. E’ generalmente un valore percentuale ed anche questo lo si trova molto poco a livello analogico, quanto più a livello software.

Il valore di riferimento per un classico filtro Resonant Shelving è 0 %, mentre portando questa percentuale verso valori positivi, si attenua sempre più la risonanza in attenuazione a scapito di una sempre più maggiore energia nella risonanza in amplificazione, con comportamento identico al processo di più o meno amplificazione o attenuazione visto prima. Portandola invece verso valori negativi si ha l’effetto opposto, cioè quello di limitare il valore energetico della risonanza in amplificazione.

In figura 47 un esempio con Shift all’ 80 %, mentre in figura 48 un esempio con Shift al – 80 %.

Fig. 47

Fig. 48

In questo caso come si vede, con l’ 80 % è possibile annullare l’effetto di risonanza opposta, ma questo e quindi anche la posizione di attenuazione della frequenza di Giro, dipende dalla forma della risonanza, quindi anche dal fattore Q in gestione della direttività della Bandwidth della risonanza stessa. Ottenendo in ogni caso una forma di curva nuova e differente sia rispetto alle classiche curve risonanti che rispetto a quella classica di un filtro Shelving.

Nel prossimo articolo analizzeremo il comportamento di fase di un filtro Shelving.

Altro su Equalizzatori

Equalizzatori – I (Storia degli Equalizzatori, Outboard e Inboard, Categorie di Equalizzatori, Filtri Simmetrici, Filtri Asimmetrici, Filtri Cut Out Passivi).

Equalizzatori – III (La Fase nei Filtri Shelving, Comparazione Filtri Shelving, T-Filter, Low – High End Tricks, Equalizzatori Parametrici, Peak Filter, Q, Bandwidth).

Equalizzatori – IV (Filtri Semi-Parametrici, Filtri Fully Parametrici, Circuiti Parametrici, Constant Q, Proportional Q, Simmetrical Q, Comparazione Filtri Parametrici).

Equalizzatori – V (Equalizzatori Grafici, Equalizzatori M/S, Equalizzatori Digitali, Equalizzatori Paragrafici, Equalizzatori Programmabili, Serial vs Parallel Eq., DSP vs FPGA).

Equalizzatori – VI (Filtri FIR, Filtri IIR, Equalizzatore a Fase Lineare).

Acquista Equalizzatori Audio dai principali Store

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo di WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google photo

Stai commentando usando il tuo account Google. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...