Еквилайзер

Един еквилайзер променя амплитудите на избрани честотни интервали в сигнала.

Един еквилайзер може например да увеличи или да намали амплитудите на високите честоти и да остави амплитудите на другите честоти (ниските и средните) непроменени.

Примери на еквилайзери със звукови парчета

Виж Orinj Графичен еквилайзер, Orinj Параметричен еквилайзер и Orinj Прост еквилайзер за да чуеш звукови парчета преди и след един еквилайзер.

Еквилизацията на практика

На практика, еквилизацията обикновено се състои от намаляването на амплитудата на честоти, които са прекалени в микса и дразнят. Примери включват честоти:

• Под 80 Hz, които създават нискочестотно бучене.
• Между 100 Hz и 300 Hz, които създават буботене.
• Между 400 Hz и 500 Hz, които създават впечатление, че звука е заглушен (т.е., като че ли пеем в една кутия).
• Между 1 kHz и около 2 kHz или, понякога, нагоре до 4 kHz, които правят вокалите по- през носа.
• Между 5 kHz и 6 kHz, които създават прекалено много съскане (звуците "с").

За да се махне буботенето от вокалите например, може да се използва един еквилайзер, който е без промени, освен в една тясна лента от честоти някъде между 100 Hz и 300 Hz. Амплитудите на честотите в тази лента се намаляват и тези "дразнещи" честоти така стават по недоловими.

Точната позиция и ширина на лентата зависи от записа и изисква проби (виж също дискусията за фактора Q по-долу). Стойностите по-горе са просто предложения. При някои записи, дразнещите честоти могат да са извън лентите, които са посочени по-горе.

Понякога, еквилизацията се състои от увеличаването на амплитудите на честоти. Примери са:

• Около 4 kHz или по-нагоре, над 5 kHz за да се добави присъствие.
• Над 8 kHz за да се добави "ефирност".

Намаляването на амплитудите на честотите обикновено се прави в много тесни ленти за да се избегне правенето на записа кух (виж дискусията за фактора Q по-долу). Увеличаването на амплитудата на честотите обикновено се прави в по-широки ленти. Точните параметри зависят от записа и предпочитанията на инженера.

Фактор за качеството (фактор Q) на еквилайзера

Фактора за качеството на еквилайзера или "фактора Q" (от англ., "quality") описва колко е прецизен еквилайзера. Фактора Q е отношението на средната честота в лентата, която еквилайзера променя и ширината на същата лента.

Ако например средната честота е 200 Hz и ширината е 100 Hz, тогава фактора Q е 2. (Ширината на лентата обикновено се мери при -3 dB. Изборът на -3 dB е описан накратко в темата Филтър на Батъруърт).

Характеризирането на еквилайзерите с фактори Q помага на практика. При по високи среди на честотните ленти, един и същи фактор Q изисква по-широки ленти и по-широките ленти се използват при по-високите честоти на практика.

За тесни ленти, когато се намаляват амплитудите на честотите, обикновено се използват фактори Q между 2 и 4. За по-широки ленти, когато се увеличават амплитудите на честотите, обикновено се използват фактори Q между 0.5 и 1.

Един примерен цифров евкилайзер с две ленти

Следното е пример от теорията за DSP за създаването на един еквилайзер с две ленти. Този пример използва филтри с ограничен импулсен спектър и има само две ленти, което не позволява да се избират тесни ленти или фактори Q, не е достатъчно прост за да покаже, как еквилайзерите могат да се създават.

За да създадем един цифров еквилайзер с две ленти, ще комбинираме един нискочестотен филтър и един високочестотен филтър. Нискочестотният филтър ще пропусне само ниските честоти, под някаква преходна честота. Високочестотният филтър ще пропусне само високите честоти, над същата преходна честота. Ако например искаме да увеличим амплитудите на високите честоти, можем да добавим някаква амплитуда към високочестотния филтър, но не към нискочестотния филтър и след това да комбинираме изходните сигнали на двата филтъра.

Вземи пробната честота 2000 Hz и създай два филтъра с дължина 201. Използвай преходната честота 40 Hz. Да предположим, че искаме да добавим 2 dB към високочестотния филтър, което означава, че трябва да умножим коефициентите на високочестотния филтър с 10^2/20 = 1.2589. Да предположим, че използваме прозореца на Бартлет и Хан, който има сравнително плавен амплитуден спектър. Амплитудният спектър на целия филтър (на еквилайзера с две ленти) тогава ще бъде този, който е показан в следната картинка. Това е един подходящ амплитуден спектър за желания еквилайзер.

Подробните стъпки за създаването на еквилайзера са следните.

1. Създай един нискочестотен филтър с ограничен импулсен спектър при 40 Hz (виж Нискочестотен филтър).
2. Създай един високочестотен филтър с ограничен импулсен спектър със същата дължина и при 40 Hz или създай един филтър с различна дължина и запълни по-късия от двата филтъра с нули (виж Високочестотен филтър).
3. Умножи коефициентите на високочестотния филтър с желаната амплитуда. Желаната амплитуда е 2 dB или 10^2/20 = 1.2589.
4. Събери двата филтъра за да получиш еквилайзера.

Ако a_L(k) са коефициентите на нискочестотния филтър, a_H(k) са коефициентите на високочестотния филтър и g е амплитудата, тогава целия филтър на еквилайзера a(k) ще бъде следния.

$$a(k)=a_L(k)+g\,a_H(k)$$

Допълнителната амплитуда приложена към индивидуалните филтри дава същата допълнителна амплитуда в амплитудния спектър на целия филтър.

Това е един еквилайзер с две ленти, който се състои от един нискочестотен и един високочестотен филтър и който е доста прост. Еквилайзерите с повече ленти също са прости. Един еквилайзер с три ленти ще използва един нискочестотен филтър за нискочестотната лента, един средночестотен филтър за лентата със средните честоти и един високочестотен филтър за лентата с високите честоти. Един еквилайзер с десет ленти ще използва един нискочестотен филтър, осем средночестотни филтри и един високочестотен филтър.

За да избереш подходящите преходни честоти за филтрите, забележи, че човешкото ухо възприема честотите в честотния диапазон експоненциално (например, горният край на една октава е една нота с честота, която е два пъти честотата на долния край на октавата). Трябва да разделим честотния диапазон за еквилайзерите с предопределени ленти експоненциално. Ако например работим с честотния диапазон на човешкото ухо, да кажем от 20 Hz до 20000 Hz, можем да създадем един еквилайзер от десет ленти, като разделим честотния диапазон експоненциално на 10 ленти. Преходните честоти на съответните филтри ще бъдат: 20 Hz = 20 * (20000 / 20)^0/10, 39.9 Hz ≈ 20 * (20000 / 20)^1/10, 79.6 Hz ≈ 20 * (20000 / 20)^2/10 и така нататък до 20,000 Hz = 20 * (20000 / 20)^10/10.