Come funziona un equalizzatore

Modifica del bilanciamento delle componenti di frequenza in un segnale audio

Questo articolo riguarda l'elaborazione dipendente dalla frequenza dei segnali audio. Per altri usi, vedi Equalizzazione (disambigua).

L'equalizzazione , o semplicemente EQ , nella registrazione e riproduzione del suono è il processo di regolazione del volume di diverse bande di frequenza all'interno di un segnale audio. Il circuito o l'apparecchiatura utilizzata per raggiungere questo obiettivo è chiamata equalizzatore . ^{[1] [2]}

La maggior parte delle apparecchiature hi-fi utilizza filtri relativamente semplici per effettuare regolazioni dei bassi e degli alti. Gli equalizzatori grafici e parametrici hanno molta più flessibilità nella personalizzazione del contenuto di frequenza di un segnale audio. Gli studi di trasmissione e di registrazione utilizzano sofisticati equalizzatori in grado di effettuare regolazioni molto più dettagliate, come l'eliminazione suoni indesiderati o rendere più prominenti determinati strumenti o voci. A causa di questa capacità, possono essere giustamente descritti come "manopole del volume specifiche per la frequenza". ^{[3] : 73}

Gli equalizzatori sono utilizzati negli studi di registrazione e radiofonici, nelle sale di controllo della produzione e nel rinforzo del suono dal vivo e negli amplificatori per strumenti, come gli amplificatori per chitarra, per correggere o regolare la risposta di microfoni, pickup per strumenti, altoparlanti e acustica della sala. ^[2] L'equalizzazione può anche essere utilizzata per eliminare o ridurre i suoni indesiderati (ad esempio, il ronzio a bassa frequenza proveniente da un amplificatore per chitarra), rendere alcuni strumenti o voci più (o meno) prominenti, migliorare particolari aspetti del tono di uno strumento o combattere il feedback (ululato) in un sistema di diffusione sonora. ^{[1] [2]} Gli equalizzatori sono utilizzati anche nella produzione musicale per regolare il timbro dei singoli strumenti e voci regolandone il contenuto di frequenza e adattandoli ai singoli strumenti all'interno dello spettro di frequenza complessivo del mix. ^{[3] : 73–74}

Terminologia

Il concetto di equalizzazione è stato applicato per la prima volta nella correzione della risposta in frequenza delle linee telefoniche utilizzando filtri passivi; questo era prima dell'invenzione dell'amplificazione elettronica. Inizialmente, l'equalizzazione veniva utilizzata per compensare la risposta in frequenza irregolare di un sistema elettrico applicando un filtro avente la risposta opposta, ripristinando così la fedeltà della trasmissione. Un grafico della risposta in frequenza netta del sistema sarebbe una linea piatta, poiché la sua risposta a qualsiasi frequenza sarebbe uguale alla sua risposta a qualsiasi altra frequenza. Da qui il termine perequazione .

Successivamente il concetto è stato applicato nell'ingegneria audio per regolare la risposta in frequenza in sistemi di registrazione, riproduzione e rinforzo del suono dal vivo. Gli ingegneri del suono correggono la risposta in frequenza di un sistema audio in modo che il bilanciamento in frequenza della musica ascoltata attraverso gli altoparlanti corrisponda meglio alle prestazioni originali rilevate da un microfono. Gli amplificatori audio hanno da tempo filtri o controlli per modificare la loro risposta in frequenza. Questi sono spesso sotto forma di controlli variabili dei bassi e degli alti e di interruttori per applicare filtri low-cut o high-cut per eliminare rispettivamente il rombo a bassa frequenza e il sibilo ad alta frequenza.

Gli equalizzatori grafici e altre apparecchiature sviluppate per migliorare la fedeltà sono state utilizzate dai tecnici di registrazione per modificare le risposte in frequenza per motivi estetici. Quindi, nel campo dell'elettronica audio, il termine equalizzazione è ora ampiamente utilizzato per descrivere l'applicazione di tali filtri, indipendentemente dall'intenzione. Questa ampia definizione, quindi, comprende tutti filtri lineari a disposizione di un ascoltatore o di un ingegnere.

Un equalizzatore britannico o equalizzatore in stile britannico ha proprietà simili a quelle delle console di mixaggio prodotte nel Regno Unito da aziende come Amek, Neve e Soundcraft ^[4] dagli anni '50 agli anni '70. Più tardi, quando altri produttori iniziarono a commercializzare i loro prodotti, queste aziende britanniche iniziarono a pubblicizzare i loro equalizzatori come una spanna sopra gli altri. Oggi, molte aziende non britanniche come Behringer e Mackie ^[5] pubblicizzano l'equalizzazione britannica sulle loro apparecchiature. Un equalizzatore in stile britannico cerca di replicare le qualità delle costose console di mixaggio britanniche.

Il

filtraggio delle frequenze audio risale almeno alla telegrafia acustica ^[6] e al multiplexing in generale. Le apparecchiature audio-elettroniche si sono evolute per incorporare elementi filtranti quando le console delle stazioni radio hanno iniziato a essere utilizzato per la registrazione tanto quanto per la trasmissione. I primi filtri includevano controlli di base per bassi e alti con centri di frequenza fissi e livelli fissi di taglio o aumento. Questi filtri funzionavano su ampie gamme di frequenza. L'equalizzazione variabile nella riproduzione audio è stata utilizzata per la prima volta da John Volkman che lavorava alla RCA negli anni '20. Quel sistema è stato utilizzato per equalizzare un sistema di riproduzione del suono di un cinema. ^{[7] [8]}

Il Langevin Model EQ-251A è stato il primo equalizzatore ad utilizzare i controlli a scorrimento. ^{[ quando? ]} Presentava due sezioni di equalizzazione passiva, un filtro shelving dei bassi e un filtro della banda passante. Ogni filtro aveva frequenze commutabili e utilizzava un interruttore a scorrimento a 15 posizioni per regolare il taglio o l'aumento. ^[9] Il primo vero equalizzatore grafico fu il tipo 7080 sviluppato dalla Cinema Engineering di Art Davis. ^{[ Quando? ]} Comprendeva 6 band con un Gamma di boost o taglio di 8 dB. Utilizzava un interruttore a scorrimento per regolare ogni banda in incrementi di 1 dB. Il secondo equalizzatore grafico di Davis fu l'Altec Lansing Model 9062A EQ. Nel 1967 Davis sviluppò il primo set di filtri a tacca variabile da 1/3 di ottava, il sistema Altec-Lansing "Acousta-Voice". ^[8]

Nel 1966, Burgess Macneal e George Massenburg immaginarono un equalizzatore sintonizzabile per una nuova console di registrazione. Bob Meushaw, un amico di Massenburg, costruì l'equalizzatore. Secondo Massenburg, "Quattro persone potrebbero rivendicare il concetto moderno: Bob Meushaw, Burgess Macneal, Daniel Flickinger e io... Il nostro (quello di Bob, Burgess e mio) equalizzatore a spazzata è nato, più o meno, da un'idea che Burgess ed io avevamo intorno al 1966 o 1967 per un equalizzatore... Tre controlli che regolano, in modo indipendente, i parametri per ciascuna delle tre bande per una console di registrazione... Ho scritto e consegnato il documento AES su Parametrics allo show di Los Angeles nel 1972... È la prima menzione di 'Parametric' associato all'equalizzazione modulabile". ^[10]

Daniel N. Flickinger introdusse il primo equalizzatore parametrico all'inizio del 1971. Il suo progetto sfruttava un amplificatore operazionale ad alte prestazioni di sua progettazione, la serie 535 ^{[11] [ verifica fallita ]} per ottenere circuiti di filtraggio che prima erano impossibili. Il brevetto di Flickinger dell'inizio del 1971 ^[12] mostrava la topologia del circuito che sarebbe arrivata a dominare l'equalizzazione audio fino ai giorni nostri, così come le basi teoriche dell'elegante circuito. Invece di potenziometri a scorrimento che lavoravano su singole bande di frequenza, o interruttori rotanti, il circuito di Flickinger permetteva la selezione arbitraria della frequenza e del livello di taglio o aumento in tre bande sovrapposte sull'intero spettro audio. Sei manopole sui suoi primi equalizzatori controllavano questi filtri spazzabili. Fino a sei Gli interruttori sono stati incorporati per selezionare le scaffalature sulle bande alta e bassa e bypassare per qualsiasi banda inutilizzata per il percorso del segnale più puro.

Progetti simili apparvero poco dopo da George Massenburg (nel 1972) e Burgess McNeal dalla ITI corp. Nel maggio 1972 Massenburg utilizzò il termine equalizzazione parametrica in un documento presentato al 42° congresso della Audio Engineering Society. ^[13] La maggior parte dell'equalizzazione dei canali sulle console di mixaggio realizzate dal 1971 ad oggi si basano sui progetti di Flickinger, Massenburg e McNeal in topologia semi o completamente parametrica. ^{[ citazione necessaria ]} Alla fine degli anni '90 e negli anni 2000, gli equalizzatori parametrici sono diventati sempre più disponibili come apparecchiature per l'elaborazione del segnale digitale (DSP), di solito sotto forma di plug-in per varie workstation audio digitali. Anche le versioni standalone degli equalizzatori parametrici DSP sono state rapidamente introdotto dopo le versioni del software.

Sebbene

la gamma di funzioni di equalizzazione sia governata dalla teoria dei filtri lineari, la regolazione di tali funzioni e la flessibilità con cui possono essere regolate varia a seconda della topologia dei circuiti e dei controlli presentati all'utente.

I controlli di shelving sono solitamente semplici funzioni di filtro del primo ordine che alterano i guadagni relativi tra frequenze molto più alte e molto più basse di le frequenze di taglio. Un ripiano basso , come il controllo dei bassi sulla maggior parte delle apparecchiature hi-fi, viene regolato per influenzare il guadagno delle frequenze più basse senza avere alcun effetto ben al di sopra della sua frequenza di taglio. Un ripiano alto , come un controllo degli alti, regola il guadagno solo delle frequenze più alte. Si tratta di ampi aggiustamenti pensati più per aumentare la soddisfazione dell'ascoltatore che per fornire perequazione nel senso stretto del termine.

Un equalizzatore parametrico ha una o più sezioni, ognuna delle quali implementa una funzione di filtro del secondo ordine. Ciò comporta tre regolazioni: la selezione della frequenza centrale (in Hz), la regolazione della Q che determina la nitidezza della larghezza di banda e il controllo del livello o del guadagno che determina quanto tali frequenze vengono potenziate o tagliate rispetto a frequenze molto al di sopra o al di sotto della frequenza centrale selezionata. In un equalizzatore semi-parametrico la larghezza di banda è preimpostata dal progettista. In un equalizzatore quasi parametrico, all'utente vengono fornite opzioni commutabili limitate per la larghezza di banda. ^[14]

Un equalizzatore grafico implementa anche le funzioni di filtro del secondo ordine in modo più intuitivo ma con un po' meno flessibilità. Questa apparecchiatura si basa su un banco di filtri che coprono lo spettro audio in un massimo di 31 bande di frequenza. Ogni filtro del secondo ordine ha una frequenza centrale fissa e un fattore Q, ma un livello regolabile. L'utente può alzare o abbassare ciascun cursore per approssimare visivamente un grafico della risposta in frequenza prevista.

L'equalizzazione nel contesto della riproduzione audio non viene utilizzata strettamente per compensare la carenza di apparecchiature e canali di trasmissione. Un filtro passa-alto modifica un segnale eliminando solo le frequenze più basse. Un esempio di ciò è un filtro low-cut o rumble, che viene utilizzato per rimuovere l'energia infrasonica da un programma che può consumare un'eccessiva potenza dell'amplificatore e causare eccessive escursioni del diaframma negli altoparlanti (o addirittura danneggiarli). Un filtro passa-basso modifica solo il segnale audio rimuovendo le alte frequenze. Un esempio di ciò è un filtro high-cut o sibilo, che viene utilizzato per rimuovere il fastidioso rumore bianco a scapito della nitidezza del materiale del programma.

Un filtro passa-basso o passa-alto del primo ordine ha un curva di risposta standard che riduce le frequenze indesiderate ben al di sopra o al di sotto della frequenza di taglio con una pendenza di 6 dB per ottava. ^[un] Un filtro del secondo ordine ridurrà quelle frequenze con una pendenza di 12 dB per ottava e inoltre può essere progettato con un Q più alto o zeri finiti per effettuare una risposta ancora più ripida intorno alla frequenza di taglio. Ad esempio, una sezione del filtro notch passa-basso del secondo ordine riduce solo (piuttosto che eliminare) le frequenze molto alte, ma ha una risposta ripida che scende a zero a una frequenza specifica (la cosiddetta frequenza notch ). Un filtro di questo tipo potrebbe essere l'ideale, ad esempio, per rimuovere completamente il segnale pilota della sottoportante stereo FM a 19 kHz, contribuendo al contempo a tagliare anche i componenti della sottoportante a frequenza più alta rimanenti dal demultiplexer stereo.

Oltre a regolare l'ampiezza relativa delle bande di frequenza, è stato utilizzato un equalizzatore audio di solito altera le fasi relative di quelle frequenze. Sebbene l'orecchio umano non sia così sensibile alla fase delle frequenze audio, ^[15] i professionisti della musica possono preferire alcuni equalizzatori a causa del modo in cui influenzano il timbro del contenuto musicale attraverso artefatti di fase udibili. ^[16]

Filtri passa-alto e passa-basso

Un filtro passa-alto è un filtro, un circuito elettronico o un dispositivo, che passa bene le frequenze più alte ma attenua i componenti a frequenza più bassa. Un filtro passa-basso fa passare le componenti a bassa frequenza dei segnali attenuando le frequenze più alte. Nelle applicazioni audio, questi filtri passa-alto e passa-basso sono spesso chiamati rispettivamente taglio basso e taglio alto , per enfatizzare il loro effetto sul segnale originale. Ad esempio, a volte le apparecchiature audio includono un interruttore etichettato come high cut o descritto come filtro sibilante (sibilo rumore ad alta frequenza). Nell'era del fonografo, molti stereo includevano un interruttore per introdurre un filtro passa-alto (taglio basso), spesso chiamato filtro rumble , per eliminare le frequenze infrasoniche. I filtri passa-alto e passa-basso vengono utilizzati nei crossover audio per dirigere l'energia ai driver degli altoparlanti in grado di riprodurla. Ad esempio, un filtro passa-basso viene utilizzato nella catena del segnale prima di un subwoofer per garantire che solo le frequenze dei bassi profondi raggiungano il subwoofer.

Mentre

i

filtri passa-alto e passa-basso sono utili per rimuovere il segnale indesiderato al di sopra o al di sotto di una frequenza impostata, i filtri shelving possono essere utilizzati per ridurre o aumentare i segnali al di sopra o al di sotto di una frequenza impostata. ^[17] I filtri shelving sono utilizzati come comuni controlli di tono (bassi e alti) presenti nelle apparecchiature audio di consumo come gli stereo domestici, e su amplificatori per chitarra e bassi. Questi implementano una risposta di primo ordine e fornire un boost o un cut regolabile a frequenze superiori o inferiori a un certo punto.

Un ripiano alto o un controllo degli alti avrà una risposta in frequenza | H ( f )| il cui quadrato è dato da:

dove f _p e f _z sono chiamati rispettivamente le frequenze del polo e dello zero. Abbassando il controllo degli alti si aumenta f _z e si diminuisce f _p in modo da attenuare le frequenze superiori a f _p . Alzando il controllo degli alti si aumenta f _p e si diminuisce f _z in modo da aumentare le frequenze superiori a f _z . Impostando il controllo degli acuti al centro si imposta f _z = f _p in modo che | H ( f )| ² = 1 e il circuito non ha alcun effetto. Al massimo, la pendenza di la risposta del filtro nella regione di transizione sarà di 6 dB per ottava. ^[un]

Allo stesso modo, la risposta di un basso scaffale o di un controllo dei bassi può essere rappresentata come:

In questo caso, l'inclusione del fattore principale indica semplicemente che la risposta a frequenze molto più alte di f _z o f _p è l'unità e che solo le basse frequenze sono influenzate. ^[18]

Un controllo di scaffalatura alta in cui f _z è impostato su infinito, o una risposta di shelving basso in cui f _z è impostato su zero, implementa rispettivamente un filtro passa-basso o passa-alto del primo ordine. Tuttavia, i soliti controlli di tono hanno una gamma più limitata, poiché il loro scopo non è quello di eliminare alcuna frequenza ma solo di ottenere un maggiore equilibrio quando, ad esempio, gli alti sono carenti e il suono non è nitido. Poiché il La gamma di possibili risposte dai filtri shelving è così limitata che alcuni ingegneri audio hanno considerato i controlli shelving inadeguati per i compiti di equalizzazione. ^{[ citazione necessaria ]} Su alcuni amplificatori per basso e DI box, le unità forniscono controlli di shelving sia bassi che alti e controlli di equalizzazione aggiuntivi.

Equalizzatore

grafico

Nell'equalizzatore grafico , il segnale di ingresso viene inviato a un banco di filtri. Ogni filtro passa la porzione del segnale presente nella propria gamma di frequenza o banda . L'ampiezza passata da ciascun filtro viene regolata utilizzando un controllo a scorrimento per aumentare o ridurre i componenti di frequenza passati da quel filtro. La posizione verticale di ciascun cursore indica quindi il guadagno applicato a quella banda di frequenza, in modo che i cursori assomiglino a un grafico della risposta dell'equalizzatore tracciata rispetto alla frequenza.

Il numero di canali di frequenza può essere abbinato requisiti dell'applicazione prevista. Un equalizzatore audio per auto potrebbe avere un totale di cinque-dieci bande di frequenza. Un equalizzatore per l'amplificazione professionale del suono dal vivo ha in genere da 25 a 31 bande, per un controllo più preciso dei problemi di feedback e l'equalizzazione delle modalità della stanza. Tale equalizzatore è chiamato equalizzatore a 1/3 di ottava (pronunciato in modo informale come " equalizzatore di terza ottava") perché le frequenze centrali dei suoi filtri sono distanziate di un terzo di ottava l'una dall'altra, tre filtri per ottava. Gli equalizzatori con la metà dei filtri per ottava sono comuni dove è richiesto un controllo meno preciso: questo design è chiamato equalizzatore a 2/3 di ottava.

Gli

equalizzatori parametrici sono equalizzatori variabili multibanda che consentono agli utenti di controllare i tre parametri primari del filtro: guadagno, frequenza centrale e larghezza di banda. Il guadagno consente di regolare l'aumento o il taglio prodotto. Il centro Frequenza Controlla le frequenze interessate. La larghezza di banda (che è inversamente correlata a Q) la gamma di frequenze interessate. Gli equalizzatori parametrici sono in grado di effettuare regolazioni molto più precise del suono rispetto ad altri equalizzatori e sono comunemente utilizzati nella registrazione del suono e nel rinforzo del suono dal vivo.

Una variante dell'equalizzatore parametrico è l'equalizzatore semi-parametrico, noto anche come filtro a scansione. Consente agli utenti di controllare l'ampiezza e la frequenza, ma utilizza una larghezza di banda preimpostata della frequenza centrale. In alcuni casi, gli equalizzatori semi-parametrici consentono all'utente di selezionare tra una larghezza di banda preimpostata ampia e stretta.

Funzioni

di filtro Le risposte dei filtri lineari sono descritte matematicamente in termini della loro funzione di trasferimento o, in parole povere, della risposta in frequenza. Una funzione di trasferimento può essere scomposta come una combinazione di risposte del primo ordine e risposte di secondo ordine (implementate come cosiddette sezioni biquad). Questi possono essere descritti in base alle loro cosiddette frequenze polari e zero, che sono numeri complessi nel caso di risposte del secondo ordine.

Filtri

del

primo ordine

Un filtro del primo ordine può alterare la risposta delle frequenze sopra e sotto un punto. Nella regione di transizione, la risposta del filtro avrà una pendenza fino a 6 dB per ottava. ^[un] I controlli dei bassi e degli alti in un sistema hi-fi sono ciascuno un filtro di primo ordine in cui il bilanciamento delle frequenze sopra e sotto un punto viene variato utilizzando una singola manopola. Un caso speciale di filtri del primo ordine è un filtro passa-alto o passa-basso del primo ordine in cui il taglio di 6 dB per ottava delle frequenze basse o alte si estende indefinitamente. Questi sono i filtri più semplici da implementare singolarmente e richiedono solo un condensatore e un resistore.

Filtri del secondo ordine

I filtri del secondo ordine sono in grado di risonare (o anti-risonanza) intorno a una particolare frequenza. La risposta di un filtro del secondo ordine è specificata non solo dalla sua frequenza ma anche dal suo Q; un Q più alto corrisponde a una risposta più nitida (larghezza di banda inferiore) attorno a una particolare frequenza centrale. Ad esempio, la risposta rossa nell'immagine di accompagnamento taglia le frequenze intorno ai 100 Hz con un Q più alto rispetto alla risposta blu che aumenta le frequenze intorno ai 1000 Hz. Q più alti corrispondono al comportamento risonante in cui la metà della potenza o larghezza di banda di -3 dB, BW , è data da:

dove F ₀ è la frequenza di risonanza del filtro del secondo ordine. BW è la larghezza di banda espressa nella stessa unità di frequenza di F ₀. Non si dice che le risposte del filtro Q basso (dove Q < 1⁄2) siano risonante e la formula precedente per la larghezza di banda non si applica.

È anche possibile definire la Q di una funzione passa-banda come:

dove N è la larghezza di banda in ottave. La mappatura inversa è:

una risposta del filtro del secondo ordine con Q inferiore a 1/2 può essere scomposta in due funzioni di filtro del primo ordine, un taglio basso e un taglio alto (o boost). Di maggiore interesse sono le funzioni del filtro risonante che possono aumentare (o tagliare) una gamma ristretta di frequenze. Oltre a specificare la frequenza centrale F ₀ e Q, la specifica degli zeri del filtro determina di quanto quella banda di frequenza verrà potenziata (o tagliata). Quindi una sezione dell'equalizzatore parametrico avrà tre controlli per la sua frequenza centrale F ₀ , larghezza di banda o Q, e la quantità di boost o cut solitamente espressa in dB.

La gamma di filtri del secondo ordine funzioni è importante perché qualsiasi funzione di filtro analogico può essere scomposta in un numero (solitamente piccolo) di queste (più, forse, risposte più semplici del primo ordine). Questi vengono implementati direttamente da ciascuna sezione di un equalizzatore parametrico dove vengono regolati in modo esplicito. E ogni elemento di un equalizzatore grafico basato su un banco di filtri include uno di questi elementi il cui Q non è regolabile dall'utente.

Usi

Nella registrazione del suono, l'equalizzazione può essere utilizzata per regolare le risposte in frequenza per motivi pratici o estetici, dove il risultato finale è tipicamente livelli di volume disuguali per le diverse frequenze. ^[19] Ad esempio, l'equalizzazione viene utilizzata per modificare il suono di uno strumento o rendere più prominenti determinati strumenti e suoni. Un tecnico del suono può utilizzare un equalizzatore per rendere più forti alcuni acuti in una parte vocale mentre rende più bassi i toni bassi in una parte di batteria. ^{[1] [2]}

L'equalizzazione è comunemente utilizzata per aumentare la profondità di un mix, creando l'impressione che alcuni suoni in un mix mono o stereo siano più lontani o più vicini di altri. ^{[3] : 75-76} L'equalizzazione è anche comunemente usata per dare alle tracce con componenti di frequenza simili contorni spettrali complementari, noti come equalizzazione speculare . I componenti selezionati di parti che altrimenti competerebbero, come il basso e la grancassa, vengono potenziati in una parte e tagliati nell'altra, e viceversa, in modo che entrambi si distinguano. ^{[3] : 76–77}

Gli equalizzatori possono correggere i problemi posti dall'acustica di una stanza, poiché un auditorium avrà generalmente una risposta in frequenza non uniforme, soprattutto a causa delle onde stazionarie e dello smorzamento acustico. Ad esempio, la risposta in frequenza di una stanza può essere analizzata utilizzando uno spettro analizzatore e un generatore di rumore rosa. Quindi un equalizzatore grafico può essere facilmente regolato per compensare l'acustica della stanza. Tale compensazione può essere applicata anche per modificare la qualità del suono di uno studio di registrazione, oltre al suo utilizzo nei sistemi di rinforzo del suono dal vivo e persino nei sistemi hi-fi domestici.

Durante gli eventi dal vivo in cui i segnali dei microfoni vengono amplificati e inviati ai sistemi di altoparlanti, l'equalizzazione non viene utilizzata solo per "appiattire" la risposta in frequenza, ma può anche essere utile per eliminare il feedback. Quando il suono prodotto dagli altoparlanti viene captato da un microfono, viene ulteriormente riamplificato; Questo ricircolo del suono può portare a "ululati", richiedendo al tecnico del suono di ridurre il guadagno per quel microfono, magari sacrificando il contributo della voce di un cantante, ad esempio. Anche con un guadagno leggermente ridotto, il feedback causerà comunque un suono risonante sgradevole intorno alla frequenza alla quale ululerà. Ma Poiché il feedback è problematico a una particolare frequenza, è possibile tagliare il guadagno solo intorno a quella frequenza, preservando il guadagno alla maggior parte delle altre frequenze. Questo può essere fatto al meglio utilizzando un equalizzatore parametrico sintonizzato su quella stessa frequenza con il suo controllo di ampiezza drasticamente ridotto. Regolando l'equalizzatore per una larghezza di banda stretta (Q alto), la maggior parte delle altre componenti di frequenza non ne risentirà. Il caso estremo in cui il segnale alla frequenza centrale del filtro viene completamente eliminato è noto come filtro notch.

Un equalizzatore può essere utilizzato per correggere o modificare la risposta in frequenza di un sistema di altoparlanti piuttosto che progettare l'altoparlante stesso per avere la risposta desiderata. Ad esempio, il sistema di altoparlanti Bose 901 non utilizza driver separati più grandi e più piccoli per coprire le frequenze dei bassi e degli alti. Utilizza invece nove driver tutti dello stesso diametro di quattro pollici, più simili a quelli che si troverebbero in un tavolo radio. ^{[ citazione necessaria ]} Tuttavia, questo sistema di altoparlanti viene venduto con un equalizzatore attivo. Quell'equalizzatore deve essere inserito nel sistema di amplificazione in modo che il segnale amplificato che viene infine inviato agli altoparlanti abbia la sua risposta aumentata alle frequenze in cui la risposta di questi altoparlanti diminuisce, e viceversa, producendo la risposta prevista dal produttore. ^[20]

I controlli di tono (solitamente designati "bassi" e "alti") sono semplici filtri shelving inclusi nella maggior parte delle apparecchiature hi-fi per la regolazione grossolana del bilanciamento delle frequenze. Il controllo dei bassi può essere utilizzato, ad esempio, per aumentare le parti di batteria e basso durante una festa da ballo o per ridurre i fastidiosi suoni dei bassi quando si ascolta una persona che parla. Il controllo degli alti può essere utilizzato per dare alla percussione un suono più acuto o più "brillante", oppure può essere utilizzato per tagliare tali frequenze alte quando sono state eccessivamente enfatizzate nel materiale di programma o semplicemente per soddisfare le preferenze di un ascoltatore.

Un "filtro rumble" è un filtro passa-alto (low cut) con un taglio tipicamente compreso tra 20 e 40 Hz; questa è l'estremità a bassa frequenza dell'udito umano. Il "rombo" è un tipo di rumore a bassa frequenza prodotto nei giradischi e nei giradischi, in particolare nei modelli più vecchi o di bassa qualità. Il filtro rumble impedisce che questo rumore venga amplificato e inviato agli altoparlanti. Alcuni registratori a cassette hanno una funzione di "filtro subsonico" commutabile che fa la stessa cosa per le registrazioni.

Una rete crossover è un sistema di filtri progettati per dirigere l'energia elettrica separatamente al woofer e al tweeter di un sistema di altoparlanti a 2 vie (e anche all'altoparlante di fascia media di un sistema a 3 vie). Questo è spesso integrato nell'involucro dell'altoparlante e nascosto all'utente. Tuttavia, nella bi-amplificazione, questi filtri operano sui segnali audio di basso livello, inviando i segnali a bassa frequenza e componenti del segnale ad alta frequenza per separare gli amplificatori, che si collegano rispettivamente ai woofer e ai tweeter.

L'equalizzazione viene utilizzata in modo reciproco in alcuni canali di comunicazione e tecnologie di registrazione. La musica originale viene fatta passare attraverso un particolare filtro per alterarne il bilanciamento delle frequenze, seguita dal canale o dal processo di registrazione. Alla fine del canale o durante la riproduzione della registrazione, viene inserito un filtro complementare che compensa con precisione il filtro originale e recupera la forma d'onda originale. Ad esempio, la trasmissione FM utilizza un filtro di pre-enfasi per aumentare le alte frequenze prima della trasmissione e ogni ricevitore include un filtro di de-enfasi corrispondente per ripristinarlo. Il rumore bianco che viene introdotto dalla radio viene quindi de-enfatizzato anche alle frequenze più alte (dove è più evidente) insieme al programma pre-enfatizzato, rendendo il rumore meno udibile. Registratori a nastro utilizzati Lo stesso approccio per ridurre il "sibilo del nastro" mantenendo la fedeltà. D'altra parte, nella produzione di dischi in vinile, viene utilizzato un filtro per ridurre l'ampiezza delle basse frequenze che altrimenti producono grandi ampiezze sulle tracce di un disco. Quindi il groove può occupare meno spazio fisico, inserendo più musica nel disco. Il preamplificatore collegato alla cartuccia phono ha un filtro complementare che potenzia le basse frequenze, seguendo la curva di equalizzazione RIAA standard.

Vedi anche

Note

Citazioni