那需要更高的濾波器精度嗎?一個1024點的濾波器,數(shù)據(jù)點之間的頻率間隔約為48Hz。如果這還不夠校正你的頻率響應(yīng),很可能你在嘗試校正一些根本不應(yīng)該訴諸均衡處理的東西,比如由于房間反射造成的梳狀濾波。頻率響應(yīng)中的“細節(jié)”越多,則時間響應(yīng)越多與“位置相關(guān)”,因為這些細節(jié)由從不同表面而來的反射造成。
移動測試話筒,則響應(yīng)發(fā)生很大改變。一個精度很高的FIR濾波器只適合“校正”空間中的一個點。這可能適用于在特定的話筒位置對會議系統(tǒng)進行回聲消除,但這無益于整個觀眾區(qū)。更長的FIR濾波器對現(xiàn)場應(yīng)用并沒有太大意義。
更高采樣率是否有幫助?
純屬坊間傳言。很遺憾并非如此。再回到圖6,濾波器點位的時間間隔dt=1/SR(采樣率),乘以點位數(shù)(N)可以得到濾波器的時間長度(T)。頻率解析度(F)為1/T。
這是簡單的關(guān)系,顯示了如果采樣率加倍,濾波器的頻率解析度將降低一半。我們把問題弄得更糟了!如果采樣率加倍,那么需要處理的采樣數(shù)量要乘以2,這樣必須要使得濾波器長度加倍,才能保持同樣的頻率解析度。
讓我們考察相反的情況。采樣率減半將提高濾波器的頻率解析度。但是要犧牲高頻響應(yīng),只能擴展至SR/2。奈奎斯特采樣定理(Nyquist-Shannon)是不能否定的。
這一切都不能改變線性相位FIR濾波器所需的處理延時,即濾波器時長的一半。更高(更低)的采樣率不能改變信號的時間、頻率或波長。
結(jié)論
毫無疑問,隨著技術(shù)的發(fā)展我們將來會擁有更長的數(shù)字濾波器。芯片不斷完善,使用芯片的產(chǎn)品也如此。我們可能還記得16 bit/44.1 kHz的“CD級”音頻曾經(jīng)都是幾乎不可能實現(xiàn)的。但是如今很多人都認為它解析度很低。FIR濾波器也將沿著這樣的軌跡發(fā)展。
但是實現(xiàn)更長的濾波器還會遇到一些障礙,而這與技術(shù)無關(guān)。我在上面的文章中已顯示,最主要的障礙是處理延時,這由濾波器必須影響的時間長度有關(guān)(見圖1)。
在現(xiàn)場音響系統(tǒng)中,我們只能容忍一點延時。這個標準不是很精確,但是大部分人會同意超過20毫秒的濾波處理是比較長的時間。這一不可避免的處理延時會增加信號鏈中其它數(shù)字設(shè)備的延遲,一般會額外增加10毫秒。處于時間考慮,我們不得不放棄對低頻進行線性相位均衡處理,至少對現(xiàn)場應(yīng)用如此。
對高頻應(yīng)用線性相位FIR濾波器,對低頻應(yīng)用最小相位FIR濾波器似乎是一種解決方法。這被稱為“混合相位”濾波器,我認為,這將是未來的發(fā)展趨勢。有些人開始認為IIR濾波器無用武之地了,但是不可否認,它們有最寬的帶寬、最低的處理延時而且使用的系統(tǒng)資源比其它任何數(shù)字濾波器都要少。請不要拿走我的參量均衡器模塊!
點位數(shù)量不能無限度多,意味著我們必須思考校正的重點是什么及其背后的理由。就好比罐子里只剩下一勺花生醬時,我們要好好利用。我的均衡處理如何影響揚聲器的整個覆蓋區(qū)域,而不僅限于測試話筒所擺放的“黃金位置”?要是考慮多個座位的情況,那線性相位FIR濾波器的魔法光環(huán)會迅速褪去。
好好運用一個1024點的FIR濾波器,比稀里糊涂使用一個長度更長的濾波器要好。人類認知為模數(shù)轉(zhuǎn)換所需的采樣率和位深設(shè)置了合理限制,時間、頻率、波長和延遲也限制了更長FIR濾波器所能帶來的好處。在音頻行業(yè),把東西弄得更大總是值得商榷,數(shù)字濾波器也不例外。這也并非壞事,可以保持平衡,并且促使人們思考是追求真正產(chǎn)生好聲音,還是規(guī)格參數(shù)表的數(shù)據(jù)更好看。
這又詮釋了“少即是多”。