Filtros y ecualizadores. Audio

Mezcla y Masterización II – Secretaría de Extensión – Facultad de Bellas Artes UNLP

Clase 3: Filtros y Ecualizadores (primera parte)

Al haber estudiado las señales y su espectro, vimos la forma de poder
analizarlas y estudiar su comportamiento. Ahora vamos a estudiar la forma de
modificar su espectro, mediante el uso de filtros y ecualizadores.
Cuando necesitemos dejar de lado parte delespectro de la señal, ya sea porque
es parte indeseada del espectro, o para estudiar mejor cierta porción (como
hicimos con las funciones ventana), utilizaremos filtros, los cuales veremos que
hay distintos tipos. Si necesitamos enfatizar o atenuar otra parte del espectro,
mejorar la respuesta en frecuencia, etc., utilizaremos ecualizadores.
Tipos de Filtros
Existen muchas variedades defiltros, tanto en el dominio analógico como en el
digital, los cuales permiten modificar el espectro de una señal. Originalmente,
los filtros tenían el objetivo de transmitir, con la menor distorsión posible, las
señales comprendidas dentro de una determinada banda de frecuencias, donde
al mismo tiempo se atenuaban todas las frecuencias presentes en dicha señal
que estuvieran fuera de las bandas.Hoy en día se utilizan para todo tipo de
modificación de señales, e incluso con fines artísticos (como en nuestro caso),
donde no sólo se busca atenuar ciertas bandas del espectro, sino que también
enfatizarlas.
Los filtros son funciones de transferencia; en el campo analógico pueden ser:
Pasivos: cuadripolos que actúan como filtros pasivos compuestos por elementos
no disipativos(inductores y capacitores), relegando el efecto de disipación al
ámbito de ajustes y correcciones finales.
Activos: en este caso se utilizan componentes activos, como amplificadores
operacionales. El resultado es mucho más preciso.
También se encuentran los filtros digitales, los cuales utilizan funciones de
transferencia propiamente dichas, donde la respuesta final proviene de una
fórmula matemática,funciones de punto impulsor-inmitancia terminal, etc.
Estas funciones no sólo que son más precisas, sino que permiten topologías y
configuraciones difíciles de lograr en el campo analógico. Además, permiten
menores distorsiones, como los filtros “linear phase”.
El diseño de filtros excede a lo objetivos del curso, pero veremos ciertas
generalidades de cada tipo de filtro, que nos seránútiles a la hora de aplicarlos
al audio.

Filtros y Ecualizadores - Juan E. San Martín

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Filtros Pasa Bajos

Fig. 1 -Filtro Pasa Bajos, Corte en 2kHz, Butterworth 1er Orden (-6dB/oct.)

Conocidos como Low-Pass Filters, estos filtros permiten dejar pasar sin alterar
el espectro hasta una ciertafrecuencia, y luego de ella comienzan a atenuar, con
una determinada pendiente, las frecuencias que estén por encima. Se considera
como frecuencia de corte fc a la frecuencia para la que el filtro realiza una
atenuación de 3dB. Luego, cuando la caída de la pendiente de la atenuación se
convierta en una línea recta, podremos distinguir el orden del filtro, el cual
siempre será múltiplo de -6dB/oct. Esosignifica que para un filtro de orden N,
tendremos una atenuación de -6.NdB/oct. En la Figura 2 podemos apreciar un
filtro de primer orden y uno de segundo, ambos con fc=800Hz. Si bien ambos
filtros poseen distinto orden y por ende sus pendientes son distintas, como sus
frecuencias de corte son las mismas, a 800Hz ambos producirán una atenuación
de 3dB. A medida que crezca el orden delfiltro, mayor será su pendiente de
atenuación, pero también será mayor su efecto en la respuesta en fase del
sistema, como veremos en la próxima clase.
La aproximación de Butterworth es el filtro más sencillo que utilizaremos. En la
síntesis circuital, el Pasabajos de Butterworth es uno de los que se utilizan para
sintetizar al resto de los filtros, tales como el Pasa-altos o el Pasa-Banda....