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 Digitale Filter

Zum Bau digitaler Filter benötigt man im Prinzip nur 3 verschiedene Einheiten:



Man kann damit dann 2 unterschiedliche Filterarten realisieren - solche mit Rückführung (IIR) und solche ohne Rückführung (FIR).

FIR



Die Filter ohne Rückführung (FIR) werden eher selten verwendet. Die Berechnung der Koeffizienten ist dabei recht kompliziert, bei jeder Änderung müssen alle Koeffizienten neu berechnet werden. Auch wird für solche Filter eine sehr leistungsfähige Hardware benötigt. Als Vorteil könnte die Möglichkeit genannt werden, den Frequenz- und Phasengang getrennt voneinander zu behandeln. Da bei Audioanwendungen die Lautsprecher und auch die Raumeigenheiten aber immer einen festen Zusammenhang zwischen Frequenz und Phase haben, dies in den Filtern auch entsprechend berücksichtigt werden sollte, ist dieser Vorteil wohl eher theoretischer Natur.
Für gleiche Steilheiten wie beim IIR-Filter benötigt man mehr Verzögerungsglieder, was die gesamte Durchlaufverzögerung deutlich erhöht.





Betrachtet man Mehrwegesysteme mit den filterbedingten Phasendrehungen, dann kann man diese mit FIR-Filtern quasi vollständig ausgleichen.





FIR-Filter neigen jedoch zu Vorechos, es wird ein Einschwingvorgang erzeugt, der schon vor dem eigentlichen Signal liegt und so bei stark impulsiven Signalen nicht verdeckt werden kann.

Ob die Vorteile in der Praxis die Nachteile ausgleichen können, hängt an der Auslegung und der gewählten Musik.


IIR



Die Filter mit Rückführung (IIR) werden sehr oft eingesetzt. Die Berechnung kann an die klassischen analogen Filter angelehnt werden. Die Ansprüche an die Rechenwerke sind eher gering und mit heutigen Mitteln sehr gut und preiswert zu realisieren. Man kann durchaus Teile der Filter verändern ohne die anderen Bereiche zu beeinflussen. Wie bei den analogen Filern gibt es auch hier einen festen Zusammenhang zwischen Frequenz- und Phasenverlauf.
Die Kompensation der filterbedingten Phasendrehungen in Mehrwegesystemen ist damit nur teilweise möglich (Delayeinstellung), dafür bleibt das Ausgangssignal frei von Vorechos und die Durchlaufverzögerung sehr gering.

Aus dem prinzipiellen Aufbau ist ersichtlich, dass man aus einem IIR auch einen FIR-Filter machen kann. Die Koeffizienten βi sind dann entsprechend 0.

 
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