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提到“全通滤波器”,可能有不少朋友感到陌生,其实也不是什么很神奇的功能,只是大家在扩声系统优化中不知道什么时候采用,以及如何应用而已。对全通滤波器简单的解释就是:一种只改变相位,不改变频响的滤波器,英文全称为“All Pass Filter”,因此又被称为“相位滤波器”。0 |! C+ {( ^3 a
全通滤波器有两种:“AP-1”和“AP-2”,即“1阶90度全通(带宽不可变)”和“2阶180度全通(带宽可变)”。更详细一点,即“对某频点做1/4个周期的延时”和“对以某频点为中心的频段做1/2个周期的延时”。严格的讲,在扩声系统优化中会经常采用到这两种滤波器功能。
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6 `) S7 I" H# Q; Y 图1 360度与一个周期
/ Z' k) L: j( @7 F0 X- x# R* h' g! y z& V我们知道,两只相同的扬声器系统(具有较高一致性)对于参考测试点,如果有时间差(源自物理距离或信号传输等差异)的话,要保证整体幅频响应叠加,仅需要做延时补偿即可。但是,若是两只不同的扬声器系统对于参考测试点,如果有时间差的话,要保证整体幅频响应叠加,仅仅做延时补偿是不够的,因为延时只是将两只扬声器系统的相频响应补偿在一个周期内而已,两只扬声器系统的先天相频响应并不一致,此时就需要根据相位角度差值情况,有针对性的采用具体的全通滤波器来进行校正。从而保证不同的扬声器系统也能够实现良好的叠加状态(需要说明的是,全通滤波器仅仅是一个补偿工具,并不能完美的解决所有的相位问题,这也正是为什么我一直主张,在扩声方案中精简扬声器系统型号的主要原因)。
5 P) W6 l% ?- u1 r1 v- C! ~: Z" @简而言之,对于不同的扬声器系统,在做完延时补偿之后,接下来分两种情况:1、需要将分频点上的相位曲线重合,既可以采用延时,也可以采用全通;2、需要将大范围频段上的相位曲线重合,仅可采用全通。3 P4 O$ _ u8 ~/ i) k
通常,我们遇到全频加超低的组合方式最为常见,这与上述第一种情况相同,基本采用延时功能就可以使全频与超低之间的分频点(分频点区域以外的频段属于隔离区)上的相位重合。然而,在大型扩声现场,甚至小型扩声现场也不例外,往往会设计不同的全频扬声器系统分布在现场各司其职。这与上述第二种情况相同,除了延时补偿之外,还需要采用全通滤波器进行相位曲线调整,直至重叠区大部分的相位曲线重合。! r% L- K/ X3 x6 X
下面,我们以测试数据来佐证:% p3 x6 Q7 z9 H+ ~* O
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图2:绿色及橙色分别为两只相同扬声器系统幅频响应曲线1 `% M8 M4 f' S4 I0 \0 }
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( h/ ^5 M6 T/ g" @( _2 [6 _! o图3:绿色及橙色分别为两只相同扬声器系统相频响应曲线(仅做延时处理)
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8 ~% Y) z% n5 | b: j! ]$ C图4:紫色为两只相同扬声器系统合成幅频响应曲线
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图5:紫色为两只相同扬声器系统合成相频响应曲线
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图6:红色为两只相同扬声器系统合成相频响应曲线(不做任何处理)9 H8 X& E2 } Z' m; a5 C# [
. P9 q2 {9 \+ a图7:蓝色及粉色分别为两只不同扬声器系统幅频响应曲线4 ~1 k4 r" y/ w
+ I. K( K- w' W @* S图8:蓝色及粉色分别为两只不同扬声器系统相频响应曲线(仅做延时处理)% z$ m, y: W7 F* t T6 ?
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* H# o8 q+ ~# f; K, |图9:蓝色及粉色分别为两只不同扬声器系统相频响应曲线(蓝色做1阶全通处理)% U" i4 d; ~4 {- C" G5 U; t% J4 |# @
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6 W6 _5 p, y. X" h. l* d3 V图10:绿色为两只不同扬声器系统合成幅频响应曲线8 B& e) `( I) m1 a
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图11:绿色为两只不同扬声器系统合成相频响应曲线, Q3 D* ]4 n; R1 e
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图12:棕色为两只不同扬声器系统合成相频响应曲线(不做任何处理) |
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