Digitala filters påverkan

av **JockeX** » 2013-05-13 21:36

Jag undrar lite hur digitala filter påverkar signalen. Har läst mig till att till exempel högpass/lågpassfilter kan påverka musiken på ett degraderande sätt, men gäller detta enbart i den analoga världen? Är ett digitalt högpassfilter helt transparent t.ex.? (utöver att den tar bort information förstås

)

Underförstått i detta är att insignalen förstås är digital och inte analog.

av **PerStromgren** » 2013-05-13 22:01

Digital filter som är dåliga är inte dåliga därför att de är digitala. Filter kan konstrueras på många sätt, och en del ställer det. Det gäller precis lika mycket digitala som analoga filter.

Du kan sluta oroa dig.

av **Piotr** » 2013-05-13 23:25

Det man kan göra i filterväg analogt kan man också göra digitalt. Sen kan man göra mycket mer än så digitalt. Finns alltså inga problem per automatik med digitala filterlösningar.

/Peter

av **Svante** » 2013-05-13 23:40

Piotr skrev:Det man kan göra i filterväg analogt kan man också göra digitalt. Sen kan man göra mycket mer än så digitalt. Finns alltså inga problem per automatik med digitala filterlösningar.

/Peter

Håller med, men petimätern i mig måste ändå påpeka att herr Nyqvist ger problem per automatik i digitala filterlösningar.

av **rikkitikkitavi** » 2013-05-14 07:02

Du menar Shannons teorem

Jag ser inte det som ett praktiskt problem då dagens AD/DA med lätthet klarar av 96 kHz.samplingsfrekvens vilket i stort är standard.

av **Svante** » 2013-05-14 07:24

rikkitikkitavi skrev:Du menar Shannons teorem

Jag ser inte det som ett praktiskt problem då dagens AD/DA med lätthet klarar av 96 kHz.samplingsfrekvens vilket i stort är standard.

Instämmer. Eller inte. Jag har just suttit och skrivit omsamplingsalgoritmer och jag kan tala om att det definitivt uppstår problem som man måste hantera då. De går att hantera, men problem är de.

...och problemen uppstår inte bara för konstruktören, utan även för slutanvändaren eftersom det finns så mycket dåliga implementeringar. Man måste som slutanvändare välja rätt produkt, och det är ju ett problem i sig.

Men det ni menar är nog att problemen är lösbara, inte att de inte finns.

(Omsampling och digital filtrering ingår i i stort sett alla AD/DA-omvandlare idag)

av **Piotr** » 2013-05-14 08:24

Svante skrev:Men det ni menar är nog att problemen är lösbara, inte att de inte finns.

Jepps!

/Peter

av **PerStromgren** » 2013-05-14 12:37

Svante skrev:(Omsampling och digital filtrering ingår i i stort sett alla AD/DA-omvandlare idag)

Menar du att insignalen till AD-omvandlaren inte bandbreddsbegränsas på ingången? Är inte det "farligt"?

av **rikkitikkitavi** » 2013-05-14 12:39

javisst. de lösbara problemen får jag lön.för att fixa, de olösbara får jag löneförhöjning för

av **rikkitikkitavi** » 2013-05-14 15:59

PerStromgren skrev:
Svante skrev:(Omsampling och digital filtrering ingår i i stort sett alla AD/DA-omvandlare idag)

Menar du att insignalen till AD-omvandlaren inte bandbreddsbegränsas på ingången? Är inte det "farligt"?

Som jag har förstått det, och rätta mig gärna om jag har fel så kan jag lära mig något, om förklaringen nedan är förenklad för långt eller är fel.

Omsamplingen och den digitala filtreringen trixar lite med signalen så att det analoga filtrets avskärning ligger högre upp i frekvens.

Typiskt en 96kHz A/D omvandlare så skulle man egentligen filtrera allt över 40 kHz, BRANT för att inte få aliasingfel.

Men "översamplingen" gör att man kan placera det analoga filtret vid kanske 300 kHz ex 64/128/256 ggrs översampling blir då "samplingsfrekvensen" 64*96 = 6,144 MHz osv.

Fördelen är såklart att det analoga filtret inte påverkar passbandet, dvs upp till 40 kHz. Du kan dock fortfarande inte få ut något ovanför 40kHz.

av **PerStromgren** » 2013-05-14 16:46

Man om vi inte vet att insignalen är bandbreddsbegränsad kan vi inte veta att vi gjort en korrekt digital avbild av den. Vi kanske kan göra ett antagande om den saken, men det låter som ett dumt sätt att konstruera. Bättre är väl att själv se till den saken.

Men det är löjligt länge sedan (1979...) jag pysslade med digitala filter, så jag borde nog hålla snattran. Det har runnit många bitar genom ledningar sedan dess.

av **rikkitikkitavi** » 2013-05-14 18:46

Jag tror du kan bortse från föregående inlägg, det blev liksom tvärtom. Får stå kvar som ett varnande exempel.

Som jag har förstått det :

64 ggrs översampling @ 96 kHz innebär att man samplar med 6,144 MHz, och signalen är bandbreddsbegränsad analogt till 300 kHz. Genom digital filtrering kan man sedan begränsa ytterligare i bandbredd, det sker i A/D omvandlaren.
Den digitala informationen kan sedan bearbetas.

av **Svante** » 2013-05-15 00:13

PerStromgren skrev:
Svante skrev:(Omsampling och digital filtrering ingår i i stort sett alla AD/DA-omvandlare idag)

Menar du att insignalen till AD-omvandlaren inte bandbreddsbegränsas på ingången? Är inte det "farligt"?

Nej... Jag menar att signalen översamplas med faktorn n och filtreras internt i ADCn i samma veva som det samplas ner. Före ADCn måste man dock ha ett filter som tar bort frekvenser över n*fs/2, men det kan vara ganska flackt.

av **Svante** » 2013-05-15 00:20

PerStromgren skrev:Man om vi inte vet att insignalen är bandbreddsbegränsad kan vi inte veta att vi gjort en korrekt digital avbild av den. Vi kanske kan göra ett antagande om den saken, men det låter som ett dumt sätt att konstruera. Bättre är väl att själv se till den saken.

Men det är löjligt länge sedan (1979...) jag pysslade med digitala filter, så jag borde nog hålla snattran. Det har runnit många bitar genom ledningar sedan dess.

Man kan se det som att man samplar två gånger. Först gör man det med en hög samplingsfrekvens och bandbegränsar till halva den samplingens samplingsfrekvens med ett analogt filter. Detta gör man med få bitar. Därefter samplar man digitalt, dvs man plockar vart n:te sampel, men innan man gör det måste man lågpassa signalen med ett (digitalt) LP-filter inställt på hälften av den lägre samplingsfrekvensen.

Det slumpar sig dessutom så att man i den filtreringen skapar ett större bitdjup. Med lämplig brusformning kan man gå från kanske 5 kvantiseringsnivåer (lite mer än två "bitar") till de 20-24 bitar man klarar av idag.

av **PerStromgren** » 2013-05-15 08:48

Tyvärr, Svante, jag måste i alla fall ställa en kontrollfråga så jag förstår: Vi behöver fortfarande filtrerar insignalen till ADC:er i alla lägen, om än flackt? Det här inte skett några revolutioner på den punkten? Nyquist-Shannons samplingsteorem gäller fortfarande, alltså?

av **Svante** » 2013-05-15 19:13

PerStromgren skrev:Tyvärr, Svante, jag måste i alla fall ställa en kontrollfråga så jag förstår: Vi behöver fortfarande filtrerar insignalen till ADC:er i alla lägen, om än flackt? Det här inte skett några revolutioner på den punkten? Nyquist-Shannons samplingsteorem gäller fortfarande, alltså?

Ja, i alla lägen där insignalen inte redan är tillräckligt bandbegränsad.

Det är dock inte helt osannolikt att den är det om samplingsfrekvensen är tex 64*192000/2=6 MHz. Det är nästan så att man kan lita på att det inte kommer något ur mikrofonerna vid de frekvenserna.

av **NADifierad** » 2013-05-15 19:28

Hur är det med tidsfördröjning? När jag använder olika ingrepp i mitt digitala filter (DCX2496) så förskjuts basarna tidsmässigt beroende på hur branta filter och eq som jag använder. Att det sker ser jag då jag mäter basarna gentemot topparna. Jag får olika gångtider.
Är detta fenomen exklusivt för digitala filter, eller är det samma med analoga filter och eq`s?
Och är gångtiderna något man bör kompensera i så fall?

av **Svante** » 2013-05-15 20:15

nadifierad skrev:Hur är det med tidsfördröjning? När jag använder olika ingrepp i mitt digitala filter (DCX2496) så förskjuts basarna tidsmässigt beroende på hur branta filter och eq som jag använder. Att det sker ser jag då jag mäter basarna gentemot topparna. Jag får olika gångtider.
Är detta fenomen exklusivt för digitala filter, eller är det samma med analoga filter och eq`s?
Och är gångtiderna något man bör kompensera i så fall?

Det uppstår alltid en minimal fördröjning vid AD-DA-omvandling, ett värde måste ju samplas, AD-omvandlas, DA-omvandlas och samplas* igen. Sample and hold-förfarandet ger en fördröjning på minst ett sampel.

Större fördröjningar ger dock användandet av lågpassfilter där man eftersträvar "nollfas". I själva verket är de långt från nollfas, men alla frekvenser får samma fördröjning och då behålls vågformen intakt. Till priset av en fördröjning. Impulssvaret från det idelat lågpassfilter är ju en sinc symmetiskt kring nollan, men eftersom ett sådant filter är icke-kausalt måste man fördröja impulssvaret, och det är detta som ger fördröjningen av signalen.

Lösningen är att fördröja alla kanaler lika mycket.

av **NADifierad** » 2013-05-16 09:22

Tackar. Jag har kompenserat topparna med delay, så att jag får samma uppmätt avstånd som till basarna.