Конвольвер для bi-quad IIR фильтра

[Ясный Сокол]

Добрый день,
Собственно, решил по мотивам статьи https://www.minidsp.com/applications...witz-transform
сделать простенький фильтр на компе.

Утилита открывает (левая верхняя кнопка) WAV-файл (ограничение - только 44.1 кГц и стерео), и делает ему преобразование Линкцвитца. Потом можно прокрутить файл на системе, без вмешательства в тракт, и без некратной передискретизации частоты как у минидсп (что мне очень не нравится).

Вычисления выполняются в double на исходной частоте отсчетов 44.1 кГц.
Громкость потом нормируется на 0 дб.
Параметры IIR фильтра лежат в файлике "IIR_data.txt" (он должен находиться рядом с WAV файлом!!).

В архиве также минидсп-шный калькулятор коэффициентов Линквитца с их сайта, и мой пример-картинка для пересчета ящика 90 Гц Q=0.6 в 40 гц Q=0.8.

В калькуляторе от минидсп нужно указывать частоту 44100, а не 48000!

По звуку мне понравилось, как в моих клипшах звучит, переделанных в ЗЯ.

PS. Очевидно, можно использовать не только для баса, а для исправления комнатных резонансов
LT.rar

---------- Сообщение добавлено 22:03 ---------- Предыдущее сообщение было 22:01 ----------

Заодно картинка, как IIR коэффициенты из калькулятора минидсп вставляются в LEAP (нужно поменять местами a и b, и поменять у пары, которая в знаменателе, знаки)

[mr-marlen]

Проще вставлять в кад используя параметры, а не коэффициенты. И самое главное после LT не стоит забывать про уменьшение общего уровня на сколько LT добавил.

[Ясный Сокол]

Не согласен про общий уровень: не нужно его уменьшать. Смысл приподнять бас, конечно, исходя из разумности и возможностей динамика, что определяется выбором целевой частоты и добротности на выходе.

---------- Сообщение добавлено 14:37 ---------- Предыдущее сообщение было 11:03 ----------

Немного подправил программу, чтобы меньше ресурсов потребляла

[mr-marlen]

Не согласен про общий уровень: не нужно его уменьшать.

Если в цифровом виде будет +15дБ на частоте 30Гц и уровень в фонограмме будет 0дБ, то будет клипинг в цифровом виде.

[E.Sokol]

А можно для непосвящённых прояснить, чем это от обычного low-shelf фильтра отличается?

[Ясный Сокол]

Если в цифровом виде будет +15дБ на частоте 30Гц и уровень в фонограмме будет 0дБ, то будет клипинг в цифровом виде.

А если уровень будет приведен к 0 дб после преобразования, то будет клипинг в цифровом виде?

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

А можно для непосвящённых прояснить, чем это от обычного low-shelf фильтра отличается?

биквод - универсальная передаточная функция второго порядка (в числителе и знаменателе полиномы "от p" второй степени). Такими звеньями можно синтезировать любое сочетание полюсов и нулей в сложной передаточной функции.

[E.Sokol]

Игорь Гапонов, да я знаю, что такое биквады
Тут-то речь идёт о некоем Linkwitz Transform, что звучит так же, как Fourier Transform или Haar Transform, однако ничего похожего на конкретно transform я не увидел. Вот и хочется этот вопрос для себя прояснить и восполнить очередной пробел в знаниях.

[Игорь Гапонов]

Ага, чайником прикинулись на всякий случай Это уже к ТС, в компетентности Александра сомнений нет. (по-видимому, идёт речь о конкретных коэфф. в бикводе и их связи с параметрами Тилля-Смолла, только и всего)

[Ясный Сокол]

Всякое преобразование АЧХ и ФЧХ уже есть transform.

В данном случае оно отличается тем, что гарантируется правильная форма итоговых кривых. Таких, какие были бы у некоего идеального динамика в ЗЯ. Поэтому время задержки и импульсная характеристика тоже получаются правильными, что и подтверждается слуховыми ощущениями. Расплата за это - увеличенный ход диффузора на нч.

У Гергия Крылова есть пример саба на визатоне 12" с корректором Линквитца на ОУ.

---------- Сообщение добавлено 21:16 ---------- Предыдущее сообщение было 21:13 ----------

Вот еще тут посмотрите http://sound.whsites.net/project71.htm

---------- Сообщение добавлено 21:18 ---------- Предыдущее сообщение было 21:16 ----------

http://sound.whsites.net/linkwitz-transform.htm

[E.Sokol]

Offтопик:

Всякое преобразование АЧХ и ФЧХ уже есть transform.

А я всегда думал, что это называется "фильтр". А регулятор громкости, получается - Равномерный Линейно-Фазовый Преобразователь Спектра?

Я правильно понял, что LT - это фильтр, который увеличивает уровень НЧ, одновременно снижая резонанс на частоте Fs низкочастотника?

Вот еще тут посмотрите http://sound.whsites.net/project71.htm
http://sound.whsites.net/linkwitz-transform.htm

Посмотрел. Особенно понравилось:

Q: How does it work?
A: Magic

На сайте Линквитца нашлось более подробное описание, где он в расчётах отталкивается от second order highpass, поскольку drivers consist of mechanical mass-compliance-damping systems.
Но опять же, все приведённые графики там - искуственные. Делал ли кто-нибудь реальные замеры, действительно ли на практике получается гладкая кривая, и действительно ли этот фильтр эффективнее low-shelf в сочетании с peak EQ? (Поскольку влияние комнатных мод в его расчётах никак не учитывается, результат на практике вероятно будет отличаться).

[mr-marlen]

LT позволяет 1 биквадом получить нужную кривую, другое название 2nd order HP/LP equalization. Можно хоть эквалайзером сделать.
Если после обработки уровень нормализуется к 0 дБ, то конечно клипа не будет, но это абсолютно равносильно понижению общего уровня.
В minidsp после LT надо понижать уровень.

[E.Sokol]

Если общий уровень понижается, то правильнее сохранять файл в 24 бита, чтобы не терять в точности. 14 децибел - это в 5 раз тише и на 2 бита меньше.

---------- Сообщение добавлено 11:25 ---------- Предыдущее сообщение было 11:14 ----------

Ещё, я так понимаю, промежуточных вариантов (по уровню усиления НЧ) не предусмотрено? Если LT значительно увеличивает линейный ход диффузора, то наверное, имеет смысл его контролировать.

---------- Сообщение добавлено 11:30 ---------- Предыдущее сообщение было 11:25 ----------

Ещё заметил, LT меняет полярность. В цифре это можно поправить.

[_Сам_]

Если общий уровень понижается, то правильнее сохранять файл в 24 бита.

в файл сохранить конечно можно, но когда он будет воспроизводиться через реальный ЦАП, то уменьшение амплитуды всё равно негативно скажется на соотношении сигнал/шум. Потому, по-моему, LT в цифре лучше использовать для "послушать как оно", а после настройки делать в аналоге.

[E.Sokol]

Сильное увеличение линейного хода также означает:
1) динамик работает не в штатном режиме, поэтому не каждый для этого подойдёт, наверное
2) нелинейные искажения наверняка возрастут.

[Ясный Сокол]

А кто-нибудь послушал уже файлики?
У меня на клипшах 2 по 12" в каждой колонке, и никакого перегруза я не слышу, звучит все очень прозрачно

---------- Сообщение добавлено 11:36 ---------- Предыдущее сообщение было 11:07 ----------

в файл сохранить конечно можно, но когда он будет воспроизводиться через реальный ЦАП, то уменьшение амплитуды всё равно негативно скажется на соотношении сигнал/шум. Потому, по-моему, LT в цифре лучше использовать для "послушать как оно", а после настройки делать в аналоге.

Верно. Поэтому я и поднимаю уровень после преобразования до практически макс пик = 0 дб. Если исходный сигнал на CD был прописан ниже 0 дб, то одно другое частично компенсирует. Поэтому приходится весь файл зачитывать в память и обрабатывать в 2 прохода - вначале коррекция, потом выставление уровня.

Сейчас сравниваю 18" в ЗЯ с коррекцией чисто в аналоге, и LT в цифровом файле на 2х12" в ЗЯ.

[mr-marlen]

Потому, по-моему, LT в цифре лучше использовать для "послушать как оно", а после настройки делать в аналоге.

Согласен, но в аналоге также нужны конские уровни напряжения до +15 дБ или в 6 раз больше.
Вместо стандартных 2В ОУ должен будет выдать 12В и еще надо с землями не напортачить, а то будет фонить.

Уменьшение уровня на 10 дБ относительно полной шкалы ЦАП, обычно не дает очень сильных ухудшений для НЧ звена, поэтому я у себя увеличил выходное напряжение отдельным предом до 5,6В переменного при уровне ЦАП 0дБ на всех выходах многоканального DSP, что при уменьшение на -15 дБ дает вполне удобные около 1В. Остальная регулировка выполняется аналоговым регулятором, отдельно по полосам, соответственно СЧ и ВЧ работают с полной шкалой 0 дБ.

[_Сам_]

Уменьшение уровня на 10 дБ относительно полной шкалы ЦАП, обычно не дает очень сильных ухудшений для НЧ звена

Если НЧ звено играет от отдельного ЦАП и усилителя, то полностью согласен. Сам так делал. Условно говоря 40 Гц цифро-коррекция притягивает к 0 дБ, а 120 Гц при этом оказывается в минус 10 дБ. Всё прекрасно работает. Однако если ЦАП воспроизводит весь диапазон, то получается, что слишком тихо играют СЧ/ВЧ, ведь они задушены на те же самые минус 10 дБ.

[Ясный Сокол]

Ну, в общем, по крайней мере утилита полезна для того, чтобы быстро оценить басы с заданными параметрами, прежде чем приниматься за пайку аналогового корректора

---------- Сообщение добавлено 17:06 ---------- Предыдущее сообщение было 16:29 ----------

Сильное увеличение линейного хода также означает:
1) динамик работает не в штатном режиме, поэтому не каждый для этого подойдёт, наверное
2) нелинейные искажения наверняка возрастут.

Тут есть одна логическая ошибка
Дело в том, что для достижения равной громкости при равной площади динамика в ЗЯ на той же частоте требуется равное
смещение.

То есть линейный ход динамика нисколько не увеличивается - это заблуждение.

Не заблуждение - это то, что напряжение на НЧ на динамик нужно подать больше в случае с коррекцией.
Возьмем пример - низкодобротный динамик, с частотой резонанса в ящике 70 гц. На низких частотах его электрормагнитное торможение (то есть электрическое демпфирование) не позволяет ему делать движения большой амплитуды.
Чем ниже добротность - тем ниже будет отдача при равном напряжении (и меньше перемещение диффузора).
С помощью коррекции мы заставляем его перемещаться примерно столько же, как в было бы в другой колонке с более высокодобротным динамиком и с более низкой частотой резонанса (но того же диаметра).

[Игорь Гапонов]

///
Не заблуждение - это то, что напряжение на НЧ на динамик нужно подать больше в случае с коррекцией.
Возьмем пример - низкодобротный динамик, с частотой резонанса в ящике 70 гц. На низких частотах его электрормагнитное торможение (то есть электрическое демпфирование) не позволяет ему делать движения большой амплитуды.
Чем ниже добротность - тем ниже будет отдача при равном напряжении (и меньше перемещение диффузора).
С помощью коррекции мы заставляем его перемещаться примерно столько же, как в было бы в другой колонке с более высокодобротным динамиком и с более низкой частотой резонанса (но того же диаметра).

Ну, дык всё равно "типовая АХЧ" в этом смысле не отделима от "номинальной мощности" и "номинальной чувствительности". Главное ограничение даже не в резонансе с добротностью, а механическая прочность (макс. допустимая экскурсия) при непревышении электрической прочности (т.е. чтобы все проблемы отдавались в усилитель и корректор).