分析管道的滤波器(Filters)列在进入任何分析之前对信号做调理。 它容纳经典的频率选择型滤波器(低通、高通、带通、带阻、陷波、峰值均衡)、频率计权, 以及微分、积分、重采样、缩放等一组信号调理项。各项自上而下依次作用于每个被选中的通道。
频率选择型滤波器为递归(IIR)二阶节。其形状由转折频率或中心频率以及品质因数 Q 决定; 峰值均衡另增一个增益参数。
| 滤波器 | 参数 | 默认值 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| 低通滤波器 | 截止 (Hz)、Q、阶数 | 1000 Hz,Q = 0.707,2 阶 | 去除高频内容与嘶声;抽取前限带。 |
| 高通滤波器 | 截止 (Hz)、Q、阶数 | 20 Hz,Q = 0.707,2 阶 | 去除直流偏置、风噪隆隆声与低频漂移。 |
| 带通滤波器 | 中心 (Hz)、Q、阶数 | 1000 Hz,Q = 1,2 阶 | 在试听或分析前单独提取某一成分,例如某阶啮合阶次或某个共振。 |
| 带阻滤波器 | 中心 (Hz)、Q、阶数 | 1000 Hz,Q = 1,2 阶 | 去掉一段干扰频带,以便单独评价剩余部分。 |
| 陷波滤波器 | 中心 (Hz)、Q | 50 Hz,Q = 10 | 抑制单条窄带干扰线,典型为 50/60 Hz 工频干扰及其谐波。 |
| 峰值均衡 | 中心 (Hz)、Q、增益 (dB) | 1000 Hz,Q = 1,0 dB | 按指定量提升或衰减某一频带,用于听觉化与 A/B 试听。 |
Q 是中心频率与 −3 dB 带宽之比。Q 越大滤波器越窄越有选择性;Q 越小则越平缓越宽。
特性决定这个滤波器优先保证什么。低通、高通、带通、带阻都可选, 且都从 4 阶起生效(2 阶只有一个二阶节,三种特性行为相同)。
| 特性 | 通带 | 过渡带 | 相位 / 波形 | 什么时候用 |
|---|---|---|---|---|
| Butterworth(默认) | 最平坦,无纹波 | 中等 | 中等 | 稳妥的默认值。电平、频谱与心理声学分析 —— 这些场合通带平坦比多压那几 dB 阻带更重要。 |
| Chebyshev(I 型) | 等纹波,纹波深度可自行设定 | 同阶数下最陡 | 最差 | 要分开两个挨得很近的成分,又不能再提阶数时。 |
| Bessel | 平坦 | 最缓 | 最好 —— 群延迟最平坦 | 瞬态、冲击,以及任何要试听或按波形形状判读的信号:贝塞尔滤波器对各频率的延迟几乎相同,脉冲不会被拖变形。 |
频率计权对信号施加标准化的计权曲线。节点名会显示所选曲线,例如 Frequency Weighting (A)。
| 设置 | 含义 | 典型用途 |
|---|---|---|
| None | 不计权(线性)—— 信号原样通过。 | 物理量测量;振动。 |
| A | 近似中等声级下人耳的灵敏度;衰减低频与极高频。 | 几乎所有噪声排放与工作场所噪声工作的默认选择,结果记为 dB(A)。 |
| B | 介于 A 与 C 之间的中间曲线。 | 很少需要;为与历史数据比较而保留。 |
| C | 在可听范围内几乎平坦,两端有轻微滚降。 | 峰值电平,以及需要保留低频内容的场合,记为 dB(C)。 |
| D | 在 2–4 kHz 大幅提升 —— 人耳对喷气发动机噪声最敏感的频段。 | 飞机噪声(IEC 537),记为 dB(D)。 |
计权由一组二阶节级联实现,均在 1000 Hz 处归一化到 0 dB:A、B、C 取自 IEC 61672 的模拟原型,D 取自 IEC 537 的极零点定义。
| 条目 | 参数 | 默认值 | 作用 |
|---|---|---|---|
| 微分 | 微分阶数 | 1 | 对时间求导,每阶一次。位移 → 速度 → 加速度。 |
| 积分 | 积分阶数;高通模式(Off / Relative / Absolute);相对频率(×fs);绝对频率 (Hz) | 1;Off;0.001;1 Hz | 对时间求积分,每阶一次。加速度 → 速度 → 位移。可选高通用于去除积分过程中不断累积的直流漂移。 |
| 包络 | 平滑 (ms) | 0 ms(不平滑) | 提取信号的幅值包络。平滑用于抑制包络的残余纹波。 |
| 延时 | 延迟 (ms);首尾补零 | 0 ms;关 | 在时间上平移通道。正值延后,负值提前。补零时长度保持不变;不补零则信号被截短。 |
| 淡入/淡出 | 淡变模式(Linear / Cosine);淡入 (s);淡出 (s) | Linear;0.01 s;0.01 s | 在信号首尾施加淡变,避免回放与导出时突然起止产生的"咔哒"声。 |
| 线性映射 | 系数模式(Linear / dB);系数;偏移 | Linear;1;0 | 对采样值做缩放与偏移:y = 系数 × x + 偏移。dB 模式下系数按电平变化量输入。 |
| 单位换算 | 系数模式(Linear / dB);系数;偏移 | Linear;1;0 | 同样的缩放加偏移运算,用于按已知换算系数把通道转换到另一单位。 |
| 重采样 | 目标 Fs (Hz) | 48000 Hz | 把通道转换到另一采样率。其后的所有池内条目均按新采样率工作。 |
| 矢量幅值 | — | — | 把所有通道逐样本合成一个通道:√(x₁² + x₂² + …)。用于三向加速度计。 |
| 直通 | — | — | 信号原样通过。 |
滤波器池中的各项均为 IIR 设计:高效、系数少,用很低的阶数即可达到给定的选择性 —— 代价是相位随频率变化。 FIR(有限冲激响应)设计可做到严格线性相位,但达到同样选择性需要多得多的系数。 在相位特性关键的地方,谛耳内部使用线性相位 FIR 环节 —— 例如分数倍频程滤波器组、小波滤波器组 以及心理声学分析的抽取环节 —— 因此这些结果不受池内滤波器相位特性的影响。
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