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有源电力滤波器(APF)进行电网谐波治理的问题?-郑州低压电容器-河南低压有源滤波器-电容电抗
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前言：在混音中，均衡器（EQ）是最常用的一种效果处理器，而均衡器的核心是滤波器。故此，在学习均衡器之前，需先搞懂滤波器，搞懂了滤波器你也就搞懂了均衡器。本篇内容中的滤波器泛指数字滤波器，另外，我们的目的是为了混音，所以本篇幅中不对信号类相关的专业知识做详细的探讨（没这个能力也没这个必要）。

请注意，本篇内容的受众方是对混音感兴趣的读者（本章知识对于信号处理类专业的人来说那真是洒洒水啦），推荐用耳机观看本章的配套视频，视频会让你从视觉和听觉上更直观的去感受和理解滤波器。

 

一. 什么是滤波器？

滤波器，顾名思义，是过滤掉特定的频率成分。传统的滤波器只有滤波的功能，而当今的滤波器，特别是音频领域内的大部分滤波器，是既有滤波的基础功能，同时又兼有信号放大的能力。

在信号领域内，滤波器分为无源滤波器和有源滤波器。有源滤波器是由集成运放和RC网络构成，由于集成运放的增益和输入阻抗都很高，且输出阻抗又很低，故此，有源滤波器还兼有放大信号的作用。

另外，滤波器和均衡器两词是可相互代替的，我们将在下一章（均衡器）中来做更细微的定义。作为混音师来说，我们只需要明白，在各种EQ插件中利用不同的滤波器来操作波形时，其对频率的作用是既能衰减又能增益的。

对滤波一词的总结：对特定频率进行有效提取，并对提取部分进行特定的处理（增益，衰减，滤除）的动作被叫做滤波。

在混音领域中，最常用的滤波器类型有三种：通过式（Pass），搁架式（Shelving）和参量式（Parametric）。滤波器都有一个叫参考频率（Reference Frequency）的东西，在不同类型的滤波器中，具体的叫法会有所不同。

 

二. 通过式滤波器（Pass Filters）

通过式滤波器可以让参考频率一侧的频率成分完全通过该滤波器，同时对另一侧的频率成分做线性的衰减，用白话讲就是，一边让通过，一边逐渐被滤除。在信号学中，通过的区域被称为通带，滤除的区域被叫做阻带（图1）。另外，在通过式滤波器中，参考频率通常被称为截止频率。

高通滤波器（high-pass filters）：顾名思义，让截止频率后的高频区域通过，另一侧滤除，通常被简称为HPF(参考图1)。

低通滤波器（low-pass filters）：让截止频率前的低频区域通过，另一侧滤除，通常被简称为LPF（参考图1）。

注意：在混音领域中，高通等于低切，低通等于高切。

以下是高通滤波器与低通滤波器的核心参数：

截止频率（Cut-off frequency）：决定了通带（通过的频率部分）与阻带（阻止的频率部分）的分界曲线（参考图2），也就是说，当你需要100hz频率以上的都通过时，那么你就需要设置一个截止频率为100hz的高通滤波器。细心的读者会发现，截止频率的位置并非是在曲线开始弯曲的那个点，而是在-3dB的位置（图2）。以图2左侧的高通滤波器为例，截止频率点之上的部分频率并没有全部被通过，而是有个曲线，在曲线回归平直后其频率才被完全通过。至于为什么要将-3dB的位置设为截止频率，是因为-3dB对于滤波器的设计而言是个非常重要的位置，如果设为其他位置，则会让通过式滤波器的设计变得尤为复杂,所以-3dB这个位置，对于信号工程师来说很重要，对于混音师来说，它就只是个参考频率的位置而已。

斜率（Slope）：表示的是通带与阻带的分界曲线的倾斜程度，也就是说斜率决定了分界曲线是偏向平缓的，还是偏向垂直的，斜率越大（更陡峭），人工处理的痕迹就越明显。斜率的单位为dB/oct，中文称为分贝每倍频程。虽然绕口，但其实很简单，如6dB/oct，意思为一个倍频程的距离会产生6dB的衰减，数字滤波器常见的斜率选择有6dB/oct，12dB/oct，18dB/oct，24dB/oct，30dB/oct等等（图3）。另外，倍频程其实在P7中有提及到，在此再次说明一下，在频谱图上，两个音程关系为八度的音之间的频率点的距离被称为倍频程，如标准音A为440Hz,其相对高八度音的A（高音A）为880Hz，那么440Hz到880Hz就是一个倍频程的关系。以上纯概念的东西搞清楚了之后，我们再举例说说斜率是怎样影响音色的，如一个截止频率为800hz的低通滤波器，斜率24dB/oct就会比6dB/oct的声音更闷，因为24dB/oct的斜率更加陡峭，高频被滤除的更加干净，所以声音就更加闷（人工处理的痕迹就更明显），本章的配套视频中也有对斜率的演示，观看视频会帮助你更直观的感受这些参数代表的意义。

除了截止频率与斜率两个参数，有些通过式滤波器还提供对共振峰处理的功能，常规的通过式滤波器的分界曲线偏向弧形，而带共振峰调整的通过式滤波器，其分界曲线会有个向上凸起的区域（如图4），一般适用于合成器和特殊需求的场景。调整共振峰的参数被称为Q值，Q值在参量式滤波器中是个非常重要的参数，此处按下不表。

另外，传统（没有增益功能的那种）的带通滤波器和带阻滤波器（参考图5）也应该被归纳为通过式滤波器。其与高通低通一样，也是让一部分频率被通过一部分频率被滤除，只是分界曲线不一样而已。笔者不打算在此处单独讲带通与带阻，原因是因为其滤波曲线的外观与参量式滤波器是类似的，控制参数也差不多，当你理解了参量式滤波器的操作参数，那带通与带阻的的操作参数也就理解了。请注意，带通与带阻的核心是让一部分频率通过，另外一部分则被滤除。而参量式滤波器其核心是选取一个区域对其进行增益或衰减，没被选取到的区域，则不受影响（不增益也不衰减）。

总结：高通滤波器与低通滤波器的主要用途是用来滤除不想要的频率成分，截止频率决定了分界曲线的位置，斜率决定了分界曲线的倾斜程度（更陡峭或者更平缓）。

 

三. 搁架式滤波器（Shelving Filters）

相比于切除式的滤波器(通过式滤波器)，搁架式滤波器则显得平和一些，同时具有增益功能（有些厂牌出的通过式数字滤波器也能对信号进行增益）。衰减型的搁架滤波器没有完全滤除某段频率，其只是衰减了分界曲线一侧的频率而已。由于搁架式滤波器的分界曲线为“Z”型，有点像我们的家中放物品的搁架，所以被称为搁架式滤波器（图6）。搁架式滤波器的参考频率被称为拐点频率（Corner frequency）。

低频提升型搁架（low shelve filters +）： 顾名思义，低频在原有的基础之上进行额外的振幅提升（低频部分响度变大），其它频率不变（参考图6），被笔者简称为LSF+。

低频衰减型搁架（low shelve filters -）： 低频部分根据设置的衰减量进行频率衰减，，其他频率不变（参考图6）,被笔者简称为LSF-。

高频提升型搁架（high shelve filters +）： 高频在原有的基础之上进行额外的振幅提升（高频部分响度变大），其它频率不变（参考图6）,被笔者简称为HSF+。

高频衰减型搁架（high shelve filters -）： 高频部分根据设置的衰减量进行频率衰减，其它频率不变（参考图6）,被笔者简称为HSF-。

小提示：有的均衡器上还提供一边是增益，一边是衰减的搁架式曲线（阴阳曲线），著名的FabFilter Q3就支持这种曲线。

以上是对四种搁架式滤波器的简要说明，下面是其核心参数的介绍：

拐点频率（Corner frequency）：与通过式滤波器不一样，搁架式的参考频率指的是分界曲线开始弯曲的地方（图7），被称为拐点频率，拐点的一侧的将会被增益或者衰减，而另一侧将不发生变化（特殊曲线除外如fabFilter），在曲线地带有一个过渡区。那为什么参考频率不定在截止频率或者中心频率的位置上呢？其实这个问题不重要，对于混音师的工作而言，拐点频率通常就是搁架式滤波器的参考频率————来自《混音指南》的回答。

增益量（Gain）：顾名思义，此参数决定了增益和衰减的量，单位为dB。

如今各种数字滤波器日新月异，有很多搁架式滤波器还提供斜率的控制，斜率在通过式滤波器中已经做过说明，此处不再赘述。

总结：搁架式滤波器适合做局部的增益和衰减，如需要突出某乐器的低频部分或者高频部分的时候，选择搁架式滤波器会是一个不错的选择。

 

四. 参量式滤波器（Parametric Filters）

参量式滤波器是最为灵活的一种滤波器（参考图8），与搁架式滤波器一样，参量式滤波器除了衰减之外也能进行增益。参量式滤波器与其他类型的滤波器最大的区别是，它不是一侧一侧的进行增益或衰减的，而是对某个区域的频率进行增益或衰减，参量式滤波器的参考频率被称为中心频率（Center frequency）。此类滤波器的分界曲线看起来像凸起来的小山，或者是凹进去的山谷，所以它还有两个截止频率。不过我们通常设置的是中心频率，如果要想设置“小山”的宽度，则需对Q值进行设置。

宽度值在信号学中被称为带宽，而混音领域内的Q值虽然是用来决定带宽的，但我们绝对不能简单的认为Q值就等于带宽。

提升型参量式滤波器：对所设定的区域内的频率进行提升，其曲线为凸型。

衰减型参量式滤波器：对所设定的区域内的频率进行衰减，其曲线为凹型。

总结：由于参量式滤波器是最为灵活的一种滤波器，所以其用途多样，需由道友们进行自我探索（这总结含水量真高）。

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