Modalità FIR VIRTUOSO

bit One HD Virtuoso modalità FIR

La qualità audio è aumentata grazie all'assenza di rotazioni di fase sul cut-off del crossover

I filtri digitali IIR simulano fedelmente i filtri analogici (attivi o passivi), approssimando il comportamento in fase e frequenza. Così come i loro equivalenti analogici, risentono di inevitabili rotazioni di fase alla frequenza di taglio, diverse a seconda del tipo di curva utilizzata (Butterworth, Linkwitz, Bessel), ma comunque percepibili all'ascolto.
In pratica, ad esempio, un filtro IIR passa-basso del quarto ordine (24 dB / Oct) a 200 Hz di interruzione, più un filtro simmetrico passa-alto, determina una rotazione di fase che va da 0 a -360 gradi lungo l'intero spettro audio. Questa alterazione di fase influisce sulla percezione dell'immagine sonora, evidenziando imprecisioni in termini di coerenza e stabilità.

Simulazione della risposta in frequenza elettrica (modulo e fase) del crossover passa-basso Linkwitz-Riley di quarto ordine (24 dB/Oct) sommato a un passa-alto simmetrico caratterizzato da una frequenza di taglio di 200 Hz. Filtri IIR (in nero) e filtri FIR (in blu).

Si pensi a un sistema a 3 vie in cui il woofer da 18 cm montato sullo sportello sia incrociato a 400 Hz con la gamma media, installato sul montante accanto a un tweeter, a sua volta incrociato con la gamma media a 5.000 Hz, utilizzando crossover con filtri IIR. L'alterazione della fase del sistema riduce la messa a fuoco degli strumenti sul palco virtuale. Per questo motivo, alcuni appassionati di audio preferiscono adottare sistemi a 2 vie con woofer e tweeter incrociati a 2.500 Hz con una pendenza di 6 dB/ott, in modo da limitare il più possibile le rotazioni di fase. Questa soluzione, tuttavia, presenta una serie di svantaggi significativi, dovuti principalmente all'aumento della distorsione e alla minore potenza del tweeter. Con una pendenza di soli 6 dB / ott, il segnale musicale intorno alla frequenza di taglio viene generato contemporaneamente da tweeter e woofer in misura considerevole. Poiché un tweeter e un woofer hanno parametri elettroacustici molto diversi, la somma delle due emissioni non produce segnali di uscita chiari, con conseguente minore chiarezza nella riproduzione dei transienti musicali.

Superamento dei limiti imposti dalle rotazioni di fase di un equalizzatore IIR

Analogamente ai filtri crossover, gli equalizzatori grafici e parametrici basati su filtri IIR alterano il comportamento della fase del segnale con effetti significativi sulla qualità audio. Un segnale fortemente equalizzato è caratterizzato da un'immagine stereo poco chiara e dalla mancanza di definizione dei transienti. Gli audiofili spesso classificano questa sensazione come un velo che offusca il messaggio musicale e lo priva della necessaria emozione.

Simulazione della risposta elettrica in frequenza (modulo e fase), dei due poli dell'equalizzatore parametrico con filtri IIR (in nero) e filtri FIR (in blu).

Qualità acustica migliorata con filtri crossover ed equalizzatori FIR

L'uso di filtri FIR garantisce un risultato importante: il comportamento della fase è lineare, privo di rotazioni o indecisioni. Ciò rende possibile anche l'uso di filtri con una pendenza molto elevata (fino a 48 dB / Oct), senza alterare la risposta di fase. Una pendenza così elevata del filtro consente ai midrange e ai tweeter montati sul montante anteriore di lavorare a frequenze più basse senza problemi di gestione della potenza, aumentando così il fronte di emissione. Grazie ai filtri FIR, quindi, i vantaggi dei sistemi a tre o più vie sono completamente sfruttati, portando l'esperienza di ascolto in auto a un livello diverso. All'ascolto, un sistema che utilizza filtri FIR offre una grande chiarezza nella riproduzione dei transienti, come i colpi di martello del pianoforte acustico o della batteria. L'immagine stereofonica è più profonda e definita. Gli strumenti sul palco virtuale sono più a fuoco e sembrano avere più spazio tra loro. Anche l'intervento di qualsiasi equalizzatore sulla risposta in frequenza, quando disponibile in tecnologia FIR, non modifica la fase del segnale audio, consentendo correzioni più precise e dettagliate senza condizionare la qualità audio.