Некоторые люди думают, что цифровые фильтры заменят аналоговые, потому что цифровые могут быть разработаны с требуемыми характеристиками, которые невозможно реализовать в аналоговой схеме. В частности возможна разработка ФНЧ и ФВЧ с чрезвычайно крутыми наклонами и линейным изменением фазы . Крутые наклоны уменьшают область наложения между динамиками. Линейное изменение фазы устраняет искажение формы волны и просто вызывает задержку сигнала. Такие характеристики могут быть получены из цифрового эквивалента фильтра типа секционированная линия задержки с отводами (tapped delay line filter) , которые имеют конечную импульсную характеристику (КИХ- FIR), которая зависит от числа используемых секций-отводов. У цифровых КИХ фильтров может быть почти любая желаемая частотная характеристика, если число взвешивающих секций взято достаточно большим. [1]
Линейное изменение фазы дорого обходится. Импульсная характеристика звенит. Тем больше, чем более крутой срез фильтра. НЧ и ВЧ части фильтра звенят, но когда выходы объединены, тогда две импульсных характеристики складываются в один не звенящий, задержанный импульс.
Все было бы прекрасно, если бы мы слушали только в заглушенных помещениях или на колонки с совпадающими в пространстве головками. В действительности мы используем громкоговорители в помещениях с отражениями и реверберациями и драйверы разнесены друг от друга из-за их размеров. Как следствие внеосевой отклик динамика имеет влияние на то что мы услышим. С не совпадающими драйверами , нижне- и верхне- частотные выходы имеют задержку на разное количество пунктов (длин волн?) вне оси, плюс ко всему и звон не аннулируется . В лучшем случае динамики могут быть коаксиальными, но это влечет другой набор проблем. Очень крутые кроссоверы также могут привести к очень резкому изменению в структуре полярной диаграммы акустики, на переходе от динамика большого диаметра к маленькому. При наличии звукоотражений и / или прослушивании вне оси это может иметь слышимые последствия.
Другой тип цифрового фильтра имеет бесконечное импульсную характеристику (IIR-БИХ), при использования рекурсивных топологий или по-простому обратных связей . БИХ-фильтры могут точно имитировать все известные функции аналогового фильтра, но и имеют связанные с ними нелинейные фазовые сдвиги. Частотная характеристика данного БИХ-фильтра, например, бикваддратичного, может быть легко изменена путем перепрограммирования его коэффициентов. Они могут быть легко адаптированы к различным потребностям.
Цифровые фильтры имеют высокую точность и высокую степень повторяемости. Они требуют высокой АЦП производительность, ЦАП и DSP. Аналоговые сглаживания и фильтры реконструкции являются неотъемлимой частью их схемных воплощений. Динамический диапазон, ограничение (клиппинг) и шумы должны решаться в цифровой области, в виде чисел. В частности, эффект цифрового округления и искажения должны быть проанализированы после обрисовки фильтром . Из соображений ограниченности линейного диапазона в цифре регулятор громкости должен быть расположен после DSP для максимального битового разрешения. Нелинейные искажения во всех его формах между входом и аналоговым выходом должны быть рассмотрены и сведены к минимуму. Драйверы громкоговорителей имеют свои собственные, присущие им акустические амплитуды отклика на ВЧ (ограниченные по верху) и фазовую характеристику, которые должны быть объяснены и отражены в цифровой структуре кроссоверного фильтра. Электромагнитная совместимость (ЭМС) должны быть разработана и протестирована.
[1] Стивен У. Смит, The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing
- Войдите, чтобы оставлять комментарии
- 423 просмотра