domingo, 27 de novembro de 2011

Circuitos Eletrônicos – Filtros de Áudio Freqüência

Existem alguns tipos de filtros de áudio, dentre os quais, abordaremos os mais comuns.

 
- Filtro passa alta ou HPF(High Pass Filter), responsável por deixar passar freqüências altas e bloqueando portanto as baixas freqüências.

 
- Filtro passa baixa ou LPF(Low Pass Filter), responsável por deixar passar baixas freqüências, bloqueando as altas freqüências.

 
- Filtro passa banda ou BPF(Band Pass Filter), que deixa passar uma determinada faixa de áudio bloqueando as altas e baixas.

 
É muito comum a utilização desses filtros, seja em caixas acústicas, equalizadores, pres, microfones, etc...
A finalidade desses filtros é a de reduzir a intensidade de freqüências indesejadas. Para tanto, devemos levar em conta outro fator importante, que é a intensidade do filtro dado em dB por oitava.
A unidade “dB” é o indicativo de intensidade em que o filtro atua. A cada 3dB temos a dobra da potencia sonora. Ou seja, no caso de um filtro, 3dB, significa a metade da potencia sonora em relação à anterior. É importante entender que a relação dB é logarítma. Assim temos que, 3dB é o dobro, 6dB é o quádruplo, 9dB é o óctuplo...
Para quem quiser calcular, basta usar a seguinte fórmula.
dB = 10 log10(x)
 
Onde “x” é o valor da razão de ganho que se deseja calcular. Se for o dobro, x = 2.

Oitava é o intervalo entre uma freqüência e sua dobra ou metade. A oitava superior de 100Hz é 200Hz e a inferior é 50Hz.

O momento em que se estabelece o início do corte de um filtro é quando a atenuação chega a 3dB. Desse ponto em diante, teremos a queda por oitava determinada pelo filtro. Se for um filtro de 6dB por oitava, teremos na oitava seguinte ou anterior ao corte, uma atenuação em relação ao som original de 9dB, na próxima, 15dB e assim por diante.

Uma denominação dada para filtros com relação à sua atenuação, segue a seguinte regra:
- Primeira ordem, são filtros com uma atenuação de 6dB por oitava.
- Segunda ordem, são filtros com uma atenuação de 12dB por oitava.
- Terceira ordem, são filtros com uma atenuação de 18dB por oitava.
E assim por diante... a cada ordem subsequente, segue um aumento de 6dB em relação à anterior.

 
Como podemos ver, o filtro de primeira ordem faz atenuações mais suaves, tornando seu corte mais natural. E o filtro de segunda ordem possui um corte mais enfático, evitando melhor o vazamento de freqüências indesejadas.

4 comentários:

  1. Muito legal esse post.
    Quando voce diz "reduzir a intensidade de frequencias indesejadas", fisicamente, significa diminuir a amplitude da onda na frequencia em questão?
    Se eu aprendi direito com esse post, os filtros representdos nos graficos do LPF, HPF e BPF são de 6dB/oitava?

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  2. Fico feliz que tenha gostado. O "feedback" é muito importante para saber se estou no caminho correto e se as explicações são compreensíveis.
    Pois é... parece um pouco estranho, mas os filtros são denominados de forma a indicar a banda de frequência passante(sem alterações). Quando digo "reduzir a intensidade de frequências indesejadas", quero dizer que no caso de um filtro passa altas, o indesejado é a banda de baixas frequências. Portanto, nesse caso, serão atenuadas frequências abaixo do corte.
    Exatamente!!! Muito bem observado. Os filtros descritos nos gráficos LPF, HPF e BPF, são de 6dB/oitava. Com exceção do último gráfico, que justamente mostro a diferença entre 6dB/oitava e 12dB/oitava.

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  3. E o pedal de wah wah ? o que tem de diferente ? é um potenciômetro com um Q de boost em alguma frequência ? abs Miltão !

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  4. Vamos visualizar o pedal wah wah em duas etapas.
    Na primeira, temos um filtro passa baixas.
    Na segunda, um filtro passa banda, na qual a frequência principal do filtro é variável de acordo com a posição do pedal, normalmente entre 500Hz e 2KHz.
    No caso do segundo filtro, ao invés de atenuar as frequências fora de sua banda, aumenta a intensidade das frequências passantes, com ênfase na principal.

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