Share
Welkom terug! De laatste keer hebben we de verschillende soorten IIR-filters bekeken, waardoor ze anders zijn en hoe elk type te gebruiken. In deze tutorial gaan we de focus verschuiven van IIR naar FIR. Weet niet het verschil? Fret niet! We gaan kijken naar wat een FIR-filter is, hoe ze verschillen van IIR en hoe ze te gebruiken. Klaar? Lees verder!
Als je het vorige artikel leest, heb je waarschijnlijk een goede inschatting van wat FIR zelfs betekent. Zelfs als je nieuw bent in de serie, steek er dan naar! Klaar?
Eindige impulsrespons. Oké, dus misschien is dat niet erg spannend, maar het zijn zeer interessante filters.
Hoewel Infinite Impulse Response (IIR) -filters zijn gebaseerd op het idee van een nooit eindigend (analoog) filter, heeft FIR in feite een einde. Waarom doet dit er toe? Omdat ze niet kunnen bestaan in het analoge domein! (Althans niet gemakkelijk.) Dit maakt FIR-filters voor het grootste deel volledig digitaal.
De eigenschappen van een FIR zijn als volgt:
Wacht, wat was dat laatste deel? Lineaire fase?
Het grootste voordeel van een FIR voor een audio-engineer is het idee van lineaire fase. Hoe meer we een IIR-filter gebruiken, hoe meer faseverschuiving we introduceren. Hoewel kleine hoeveelheden mogelijk niet merkbaar zijn, kunnen grote hoeveelheden transiënten smeren en de helderheid van een opname verminderen.
Een lineair fasefilter smeert de overgangsverschijnselen echter niet. In plaats daarvan creëert een lineair fasefilter eenvoudig een gelijke vertraging over alle frequenties in plaats van een faseverschuiving. Bijna elke afzonderlijke lineaire fasefilter die u hebt gebruikt, is een FIR-filter.
Zoals met al het andere in het leven, zijn er nadelen aan het gebruik van een FIR-filter. Dit zijn de belangrijkste problemen:
Dus van geval tot geval een FIR kiezen boven een IIR (of andersom) moet van geval tot geval worden besloten. Bovendien, net zoals we verschillende IIR-filters hadden, kunnen we ook variaties op FIR-filters hebben.
Nee, niet het besturingssysteem! Windows in FIR-filterontwerp is de manier waarop we bepalen waar precies het eindige punt in een FIR is. Of moeten we zeggen, waar we willen dat het eindige punt is.
Herinner je hierboven waar we zeiden dat de FIR-filters niet erg goed zijn in het bereiken van een specifieke frequentierespons? Nou, IIR-filters zijn goed in deze job, maar we willen dat ze eindig zijn. Omdat ze nooit echt genoegen nemen met nul, moeten we ze maken door de impuls af te kappen. Voila nul! Deze act van truncating wordt windowing genoemd.
Doorgaans zijn FIR-filters gebaseerd op het ideale filter (zie het vorige artikel) en worden vervolgens afgekapt om een eindige impulsresponsie te hebben. Er is echter meer dan één manier om een impuls te geven.
Nu we weten wat windowing is, laten we eens kijken naar de verschillende beschikbare vensters om te zien hoe deze het ideale filter beïnvloeden.
Het rechthoekige venster (soms een gesloten goederenwagon genoemd) is verreweg de meest basale raamaanpak. Waarom? Omdat het alle waarden in de rechthoek (het venster) gelijkmatig weegt en alles daarbuiten afsnijdt.
Klinkt goed, toch? Nou helaas is de verzwakking niet erg goed. Voeg de overshoot en het rinkelen toe en het klinkt gewoon lelijk.
Dus waarom zou je het gebruiken? Omdat ze de scherpste overgangsband hebben en zeer selectief zijn voor bepaalde frequenties.
Deze vensters worden gebruikt als u redelijk wat selectiviteit nodig heeft. Het verschil tussen de twee is dat de Hanning nul bereikt, terwijl de Hamming niet helemaal. De Hamming is iets selectiever dan zijn tegenhanger, terwijl de lekkage lager is op de Hanning. Het enige grote nadeel is dat beide vensters de neiging hebben om transiënten te smeren.
Als er een venster voor algemene doeleinden zou zijn, zou dit waarschijnlijk de Blackman-Harris zijn. Het biedt goede demping en goede selectiviteit. Natuurlijk, het is niet zo chirurgisch als een rechthoek, of zelfs een Hanning, maar het kan nog steeds goed genoeg worden scherpgesteld voor audiodoeleinden.
Als je hebt gemerkt, heeft een FIR-filters frequentierespons deze zeer vreemde en zeer lelijke lobben die optreden. Dit zijn eenvoudig artefacten van het FIR-filter en kunnen niet worden vermeden. Verschillende vensters produceren verschillende grootten en intensiteiten van de lobben, maar ze blijven bestaan.
Bij het bepalen van hoeveel verzwakking het venster kan bereiken, meten we vanaf de toppen van de lobben. De meeste EQ's tekenen deze lijn en niet de lobben zelf, dus waarom zie je ze niet in je plug-in!
Zoals u kunt zien, worden FIR-filters, hoewel ze voor dezelfde doeleinden als IIR worden gebruikt, op een veel andere manier gemaakt. Terwijl we hier de functies van het hoofdvenster behandelden, zijn er een groot aantal beschikbare opties om de impulsrespons vorm te geven, elk met hun eigen voor- en nadelen. Er zijn zelfs andere methoden dan de vensters om een FIR te maken, maar voor audio zijn ze een beetje te esoterisch om gezien te worden.
De grote aantrekkingskracht voor ons als audio-ingenieurs is dat bijna elke FIR die we gebruiken is gemaakt om lineaire fase te zijn. Dit komt natuurlijk met het nadeel van vertraging. Maar tenzij je live mixt, zou je gemakkelijk met vertraging moeten kunnen leven.
Zorg ervoor dat u een venster kiest dat aan uw behoeften voldoet. Noodzaak van voorbijgaande nauwkeurigheid boven alles? Misschien voor een aangepaste de-esser? Ga rechthoek. Heb je wat filtering nodig? Hanning en Hamming zijn goede weddenschappen. Gewoon algemene toonregeling? Rol met een Blackman-Harris.
Dus ga uit hun en kies de FIR die bij u past! Bedankt voor het lezen.
Accentsconagua