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Ver la Versión Completa : Filtros Butterworth



Gerardo Rossi
11 dic 2007, 23:13
Hola amigos, yo se que este tema ha sido tratado infinitamente en el foro antiguo pero tengo algunas dudas por aclarar.

Si utilizo un filtro Butterworth de 4to orden en el corte de 2K de mi agudo y lo mismo hago para el corte de los medios sumaria +3 db en la zona de cruce?
La fase entre ambas vias seria de 360°?

Lo mismo seria para el cruce entre el low y el sub, usando este tipo de filtros?

Siempre hablando de que todas las vias tengan la misma polaridad.

Desde ya muchas gracias y saludos para todos.

Mauricio (magú) Ramírez
12 dic 2007, 03:00
Hola Gerardo.

La suma en el punto de corte depende de la relacion de fase (entre ambas vias) en dicho punto de corte.

Si la "diferencia" de fase es:

0 grados, la suma es +6dB
90 grados, la suma es +3dB
120 grados, la suma es 0dB
150 graados, la suma es -6dB
180 grados, la suma es -infinito
210 grados, la suma es -6dB
240 grados, la suma es 0dB
270 grados, la suma es +3dB
360 grados, la suma es +6dB

El retraso de fase por cada orden es 45 grados en el punto de corte de cada filtro (en los filtros Butterworth o Linkwitz-Riley).

Por ejemplo:

1er orden 45 grados
2do orden 90 grados
3er orden 135 grados
4to orden 180 grados


Pero, "electricamente" el cruce de 2 filtros de 4to orden (Butterworth o Linkwitz-Riley) produce 0 grados de "diferencia relativa" entre ambos.

Aucsticamente la situacion es distinta, debido a que los altavoces NO necesariamente tienen comportamiento de fase plano, y ademas la posicion relativa entre altavoces dentro del bafle tambien modifica la relacion de fase en el punto de corte.

Lo mismo sucede para todos los puntos de corte (en cualquier frecuencia, ya sea 2kHz, o 100Hz por ejemplo).

Saludos!

Mauricio Ramirez
Seminarios y entrenamientos, Meyer Sound

Gerardo Rossi
12 dic 2007, 06:29
Hola Magu, a ver si me quedo claro....El cruce de dos filtros de cuarto orden electricamente producen 0 grados, lo que suma + 6 dB, (seria 180° menos 180°, por eso da 0°).

Que tenga alineado el sistema electronicamente no quiere decir que acusticamente esten estos componentes en fase por lo mismo que indicas tu anteriormente por la posicion relativa entre altavoces dentro del bafle tambien modifica la relacion de fase en el punto de corte.

Creo que se me esta aclarando el tema, corregime si estoy equivocado en algun punto.

Y para ver esa diferencia de fase que tengo acusticamente tendria que utilizar algun software como smaart para ver su linealidad.

Gracias Mauricio por tu aporte

Saludos!!

Gerardo Rossi.

Mauricio (magú) Ramírez
12 dic 2007, 07:03
Hola Gerardo.

...El cruce de dos filtros.....
Correcto

...Que tenga alineado el sistema.....
Correcto


...Y para ver esa diferencia de fase .....
Correcto

Saludos!

Gerardo Rossi
12 dic 2007, 17:48
Hola Magu, muchas gracias por aclararme el panorama dijo Ricardo Arjona jeje..Ahora viene la parte mas complicada que es medir con Smaart y poder interpretar las graficas de funcion de trnsferencia y fase, bueno pero de a poco se va aprendiendo.

Yo uso un DriverackPa DBX como divisor y dentro de sus funciones existe un Delay, este delay es es que se usa para alinear en ms las vias si estuvieran fuera de fase o tendria que compra el DBX 260 que es mucho mas completo que este?

Saludos!!

Eliezer Acuña Lagos
12 dic 2007, 17:59
Yo uso un DriverackPa DBX como divisor y dentro de sus funciones existe un Delay, este delay es es que se usa para alinear en ms las vias si estuvieran fuera de fase o tendria que compra el DBX 260 que es mucho mas completo que este?


Entiendo que en cuanto al tema del delay te sirve tanto si es del Driverack como del 260 o cual sea. El asunto es que sirva para retrasar la salida cuando lo necesitas.

Gerardo Rossi
12 dic 2007, 18:20
Hola Elizer, como estas..No entiendo cuando dices sirva para retrasar la salida , creo que puedo elegir la vi que debo atrasar o adelantar. Lo que no se si adelanta o atrasa .

Saludos!!

Luis Pinzón Arroyo
12 dic 2007, 18:26
Si es que encuentras la función de adelantar el tiempo, nos avisas para checar los números de la lotería....

Es broma!!!!

La función Delay, te sirve para atrasar solamente....saludos!!!

Gerardo Rossi
12 dic 2007, 18:40
OK..No lo use nunca por esos no sabia como funcionaba.

Gracias y saludos..

Eliezer Acuña Lagos
12 dic 2007, 19:02
Un delay siempre retrasa. Retarda en el tiempo un evento. Si adelantáse te permitiría viajar en el tiempo ya que escucharías sonidos que se van a producir en el futuro (de ahí la broma de Luis).

Si tienes una caja retrasada con respecto a otra solo puedes retrasar la otra para compensarlo.

Claudio Berstein
12 dic 2007, 19:44
Mauricio

Tienes una confusion en un par de conceptos que quisiera aclarar para beneficio tuyo y de Gerardo.
Los "grados" de un filtro se refieren unicamente a la caida del filtro, no a la relacion de fase. Esto no quiere decir que no haya una rotacion de fase en diferentes filtros, si la hay, pero no tiene que ver con el grado del filtro. Cada grado significa 6db mas de caida, asi, un filtro de 1er grado es un filtro de 6dB/Oct, un filtro de 2do grado es de 12dB/Oct, etc. Cada grado introduce una rotacion de fase de 90 Grados. Nuevamente aclaro queel grado no es por la fase si no mas bien por el filtro. La rotacion de fase es el "precio" que pagamos por el filtro. Dado que cada grado introduce una rotacion de 90 Grados, los filtro impares son raramente utilizados ya que la rotacion de fase se hace dificil de corregir. En el caso de filtros pares, una rotacion de 180 grados se resuelve invirtiendo la polaridad mientras que 360 grados no necesita correccion.
El otro punto donde tienes un error, es en el concepto de frecuencia de corte. La frecuencia de corte de un filtro no es donde el filtro empieza a cortar sino mas bien un punto mas abajo. En los filtros Butterworth, este punto es -3dB. Dicho de otra forma, si tienes un filtro BW en 180Hz, eso significa que 180Hz estara a -3dB. Los filtro Linkwitz-Riley estan a -6dB. La razon de esto es simple. Antes de los crossovers, existian ecualizadores. Estos utilizan el mismo tipo de filtros. un requerimiento era que al sumar, con todos los filtros en ganancia unitaria, la respuesta fuera plana (o tan plana como fuese posible). La unica manera de lograr esto, es sabiendo el nivel en el punto de cruce ya que con filtros de diferente orden, no se sabe cual es el efecto en frecuencias cercanas. Esto se aplica o mejor dicho, tiene el mismo efecto en los crossovers. Si usas filtros BW, independientemente del grado, al sumar dos señales en -3dB, la resultante sera +3dB. En la realidad esto no es completamente cierto ya que las señales no son completamente coherentes nio estan en la misma fase. El resultaod es cuasi-plano con un pequeño realce en el corte. En el caso de los filtros LR, al definir la frecuencia de corte en -6dB, suman a casi plano (por la razon anterior), pero con un pequeño hueco en el corte.

William Castillo
12 dic 2007, 20:39
Si A llega a B , desde 0 , en 5 segundos .

Si C llega a B , desde 0 , en 4 segundos.

Necesitarìa retrasar C a B , 1 segundo para tener ambos en 5 segundos , correcto


Si añado 1 segundo de retraso de A a B , este llegarà en 6 segundos

Si añado 1 segundo de retraso de C a B , este llegarà en 5 segundos ,

Entonces TODO esta desfasado 1 segundo de la "realidad", el orìgen ya no es 0 , es digamos 0a



Si dejo luego A a B , SIN retraso alguno , no habrè ADELANTADO un segundo

respecto a C a B ? ( C a B con retraso ) desde 0a :eek: ya que la diferencia ahora

seràn 2 segundos ? , es decir que tengo el chance de adelantar 1 segundo desde "realidad" 0a hasta la "realidad" 0

Entonces SI podrìamos " adelantar " algo , pero en referencia a un 0 "manipulado".


Espero se entienda :o



Saludos!

Will " Marty McFly " !!

Luis Pinzón Arroyo
13 dic 2007, 00:06
William, de la manera más atenta te suplico no desvirtues este tema....

No le faltes al respeto a las respuestas tanto de Magú, como las de Claudio Bernstein, además de que no vienen al caso...

Eso de tus "realidades", son sólo temas de película Hollywoodense de los 80's y enfocadas a "Teenagers"....

Por lo menos en audio no aplican tus ejemplos, porque por si no lo sabes, el retraso que tu estás poniendo como ejemplo, equivaldría a poner una distancia de 343m a 20 grados centígrados...diferencia de tiempo y de distancia inusual para situaciones "reales"....de audio.

Espero no te ofendas, y creo que sería más prudente abrieras un nuevo tema a ese respecto...saludos!!!

http://static.flickr.com/48/121662546_f732d254c4_o.jpg

Atte.
Biff H Tannen....:D

William Castillo
13 dic 2007, 03:26
Hey Luis!

No me ofendo , ni tampoco pretendo desvirtuar el tema , mucho menos
faltar el respeto a las respuestas de los amigos.

Toque el asunto ,por el hecho que se comentò que no se podria " adelantar "
una señal de audio , a mi me parece que si se podria manipular el conjunto
para obtener ese "efecto".

El tiempo que di en segundos era solo una cifra x, para ejemplificar mi postura
( se que para un metro aproximadamente se considerarà un retraso de aprox 3 milisegundos )

NO deje dicho que era un caso de audio en especìfico , era solo para dar un
nùmero entero , por eso tambien puse A , B , C , etc , nada en particular.

Pero no coincido contigo en que el concepto es solo para " peliculas de
teenagers o asuntos hollywoodenses " puede darse el caso que se necesite
"adelantar" una señal o una via sea por condicionantes x externas y la
solucion sea hacer el truco de retrasar todo y "adelantar " lo que
necesitemos o nos convenga.

Un Saludo Luis!

Will.

P.D. Buenas Fotos esas ùltimas tuyas!

Mauricio (magú) Ramírez
13 dic 2007, 06:09
Hola Claudio.

Agradezco la alcaracion.

Pero es necesario aclarar ciertos puntos:

Claudio: Tienes una confusion en un par de conceptos que quisiera aclarar para beneficio tuyo y de Gerardo.
Magu: ???



Claudio: Los "grados" de un filtro se refieren unicamente a la caida del filtro, no a la relacion de fase.
Magu: Imagino que cuando usted menciona grados, se refiere al orden (pendiente) del filtro. Aun no he podido encontrar en mi mensaje algun parrafo en donde yo haya dicho lo contrario.



Claudio: Esto no quiere decir que no haya una rotacion de fase en diferentes filtros, si la hay, pero no tiene que ver con el grado del filtro.
Magu: Imagino que esta intentando decir que "la rotacion" de fase NO tiene que ver con el orden del filtro, lo que contradice lo que usted mismo explica en la siguiente linea "Cada grado introduce una rotacion de fase de 90 Grados"



Claudio: Cada grado significa 6db mas de caida
Magu: Si usted lee mi mensaje del 31 de Enero de 2003 encontrara una descripcion aun mas detallada, y que aun NO contradice lo que usted intenta aclarar (http://fors.doctorproaudio.com/messages/6194.html)

1er orden = 6 dB/octava
2do orden = 12 dB/octava
3er orden = 18 dB/octava
4to orden = 24 dB/octava
8vo orden = 48 dB/octava



Claudio: un filtro de 1er grado es un filtro de 6dB/Oct
Magu: Imagino que se refiere a 1er orden


Claudio: un filtro de 2do grado es de 12dB/Oct
Magu: Imagino que se refiere a 2ndo orden


Claudio: Cada grado introduce una rotacion de fase de 90 Grados
Magu: En realidad son 45 grados de retraso de fase en la frecuencia del filtro por cada orden tanto en un HPF como en un LPF (Butterworth, Linkwitz-Riley, y Bessel normalizado).

1er orden = 6 dB/octava = 1/8 de ciclo (45 grados) de retraso
2do orden = 12 dB/octava = 1/4 de ciclo (45 grados) de retraso
3er orden = 18 dB/octava = 3/8 de ciclo (135 grados) de retraso
4to orden = 24 dB/octava = 1/2 de ciclo (180 grados) de retraso
8vo orden = 48 dB/octava = 1 ciclo (360 grados) de retraso

Eso se puede ver en el grafico 1 ORDENES BUTTERWORTH

Pero imagino que usted se refiere a la consecuencia de la interaccion de 2 filtros (HPF y LFP) en la diferencia de fase relativa, y no al retraso de fase de un solo filtro.

En este caso la combinacion de un HPF y un LPF produce los siguientes resultados:

-1er orden HPF y 1er orden LPF produce 90 grados de diferencia de fase relativa en el punto de corte (Grafico 2A)

-2do orden HPF y 2do orden LPF produce 180 grados de diferencia de fase relativa en el punto de corte (0 grados al invertir la polaridad de una de las bandas) Grafico 2B

-3er orden HPF y 3er orden LPF produce 90 grados de diferencia de fase relativa en el punto de corte

-4to orden HPF y 4to orden LPF produce 0 grados de diferencia de fase relativa en el punto de corte (Grafico 2C)


Claudio: Nuevamente aclaro que el grado no es por la fase si no mas bien por el filtro.
Magu: Nuevamente imagino que con "grado" se refiere al orden (Pendiente) del filtro



Claudio: La rotacion de fase es el "precio" que pagamos por el filtro
Magu: Creo que en el mensaje del 31 de enero de 2003 digo mas o menos lo mismo:

"Por otro lado, los filtros HPF y LPF utilizados en los "Crossovers" añaden "retraso" (cambios de fase)en las frecuencias cedrcanas a los punto de corte.
El tiempo de retraso depende de la pendiente del filtro (llamada comunmente "orden")"


Claudio: Dado que cada grado introduce una rotacion de 90 Grados,
Magu: 45 grados por cada orden para cada filtro de forma individual.



Claudio: los filtro impares son raramente utilizados ya que la rotacion de fase se hace dificil de corregir
Magu: ??? No entiendo por que es dificil de corregir

Claudio: En el caso de filtros pares, una rotacion de 180 grados se resuelve invirtiendo la polaridad mientras que 360 grados no necesita correccion
Magu: Nuevamente aclaro que en ningun parrafo he dicho lo contrario



Claudio: El otro punto donde tienes un error, es en el concepto de frecuencia de corte.
Magu: ???



Claudio: La frecuencia de corte de un filtro no es donde el filtro empieza a cortar sino mas bien un punto mas abajo
Magu: Por favor indiqueme en donde he dicho (o segurido) lo contrario.


Claudio: En los filtros Butterworth, este punto es -3dB.
Magu: Correcto, y aun no encuentro en donde he dicho lo contrario


Claudio: Dicho de otra forma, si tienes un filtro BW en 180Hz, eso significa que 180Hz estara a -3dB.
Magu: Correcto, y aun no encuentro en donde he dicho lo contrario


ClaudiO: Los filtro Linkwitz-Riley estan a -6dB.
Magu: ??? Imagino que se refiere que en el caso de los filtros Linkwitz-Riley el punto de corte presenta 6dB de atenuacion (lo cual es correcto), y aun no encuentro en donde he dicho lo contrario



Claudio: La razon de esto es simple. Antes de los crossovers, existian ecualizadores.
Magu: ??? Desconzco en que año se creo el primer filtro de Ecualizacion, pero el filtro butterworth es de 1930

"Named after Stephen Butterworth, a British engineer who first described this response in his paper "On the Theory of Filter Amplifiers," Wireless Engineer, vol. 7, 1930, pp. 536-541" (http://www.rane.com/par-b.html)



Claudio: Si usas filtros BW, independientemente del grado, al sumar dos señales en -3dB, la resultante sera +3dB.

Magu: ??? un HPF y un LPF Buterworth de primer orden en donde la frecuencia de corte es la misma producen respuesta plana, debido a que los 45 grados de restraso de fase de cada uno de ellos produce una diferencia de fase relativa de 90 grados en el punto de corte (lo que resulta en una suma de solamente 3db en lugar de 6dB) Ver Grafico 2A. Lo mismo sucede con los filtros de tercer orden.
En combinaciones de HPF y LPF Butterworth de 2do y 4to orden la respuesta resultante producira +3db en el punto de corte debido a diferencia de fase de 0 grados (en segundo orden es necesario invertir la polaridad de una de las vias) Ver graficos 2B y 2C


Claudio: En la realidad esto no es completamente cierto ya que las señales no son completamente coherentes ni estan en la misma fase
Magu: ??? No entiendo


Claudio: El resultado es cuasi-plano con un pequeño realce en el corte. En el caso de los filtros LR, al definir la frecuencia de corte en -6dB, suman a casi plano (por la razon anterior), pero con un pequeño hueco en el corte.
Magu: ??? No entiendo, en el grafico 3 (combinacion de HPF y LPF Linkwitz-Riley de 4to orden) no veo ningun hueco en el corte.

Saludos!

Mauricio (magú) Ramírez
13 dic 2007, 06:14
Hola William.

lo que usted menciona no es tan descabellado.

Yo he visto tecnicos de ajuste de sistemas que inician su proceso de ajuste introduciendo varios milisegundos a todas las salidas de los procesadores para de esa manera puedan "adelantar" (reducir el valor del retraso) una via con respecto a la otra.

Desde mi punto de vista el precio a pagar por dicha tecnica es aumentar la latencia del sistema.

Saludos!

Claudio Berstein
13 dic 2007, 12:40
Mauricio

Quizas tambien me haya faltado un punto o un acento aqui o alla :)
Mi respuesta en ningun momento tuvo la intencion de menospreciar o poner en duda tu sabiduria y experiencia. De hecho, pienso que la simple discusion creo una respuesta tuya mucho mas clara (incluso para mi). Mi aporte fue solo para aclarar un poco mas, aunque ahora parece que solo agrege tierra al agua para crear barro

Mauricio (magú) Ramírez
13 dic 2007, 15:38
Hola Claudio.

He recibido un correo de un muy buen amigo a quien le tengo mucho respeto y aprecio.

El me ha preguntado que si he tenido un mal dia (debido a la respuesta que he publicado a ti).

Asi que he leido nuevamente mi mensaje (cuando lo escribi respondi lo que crei que debia responder). Pero entiendo que al leerlo la respuesta puede parecer poco amigable o ruda.

Por lo tanto, me disculpo por la manera de haber respondido. Espero no haberte ofendido ni tampoco hacerte sentir mal.

Saludos!

Eliezer Acuña Lagos
13 dic 2007, 19:41
Muy bien por Claudio y Magù.

Con esas maneras y esa elegencia es como se hace un buen debate.

Luis Ignacio (nacho) Tubia
14 dic 2007, 10:19
ajajaj, para eso se invento el condesador de flujo o flux capacitor!!!

Luis Ignacio (nacho) Tubia
14 dic 2007, 10:36
Por mi parte, primero agradezco el tiempo * emplean en responder las dudas de todos.
saludos cordiales.

Magu: podrias idicarme de donde sacaste los graficos que adjuntaste al final y a que filtro/orden corresponde cada uno?

Es mucho pedir un emulador de filtros al * podamos cargale nuestros filtros y nos de una respuesta de lo que sucede?
Muchas gracias.

Mauricio (magú) Ramírez
14 dic 2007, 11:57
Hola Luis Ignacio.

Los graficos son de un software (que no tiene nombre formal, pero cuyo apodo es Red Bull & Vodka). Es en realidad una interfase que permite la respuesta de impulso del programa MAPP on Line para poder visualizar (sin ncesidad de re-predecir) Amplutud-Fase-Impulso, y ademas combinar hasta 4 señales y probar lo que sucede con cambios de plaridad, nivel y delay. Y por supuesto tiene un generador de respuesta de impulso de filtros HPF y LPF Butterworth, Linkwitz-Riley, Bessel, Eliptico y Chevishev (que posteriormente se importan para poder visuarse).

La interfase (Red Bull & Vodka v2.9) la ha realizado David Lorente (un brillante ingeniero de sonido Valenciano quien ha mezclado entre otros a Efecto Mariposa y Presuntos Implicados)

El primer grafico (de izquierda a derecha) muestra 4 diferentes ordenes de filtro Butterworth @ 1kHz (1er, 2do, 3er, 4to orden respectivamente)

El segundo grafico muestra la combinacion de un HPF y un LPF de 1er orden butterworth @ 1kHz

El tercer grafico muestra la combinacion de un HPF y un LPF de 2do orden butterworth @ 1kHz (la via de bajas frecuencias tiene polaridad invertida en este caso)

El cuarto grafico muestra la combinacion de un HPF y un LPF de 4to orden butterworth @ 1kHz

El quinto grafico muestra la combinacion de un HPF y un LPF de 4to orden Linkwitz-Riley @ 1kHz

El Red Bull Vodka es entre otras cosas "un emulador de filtros al podamos cargale nuestros filtros y nos de una respuesta de lo que sucede"

Saludos!

David Lorente
09 ene 2008, 05:02
Ante todo muchas gracias por lo de 'brillante'. Viniendo del maestro Magú es más que gratificante.

Respecto al software, si alguien está interesado no tiene más que decirlo. Lo hago por afición, así que es totalmente gratuito. Eso sí, es recomendable tener conocimientos de Mapp, fase, filtros, etc...

Hay muchos detalles por mejorar, y ahí sigo en mis ratos libres, que no son demasiados.

Adjunto un enlace con un resumen de algunas de las características del programa.

http://webs.ono.com/davidlorente/Caracter%EDsticas%20RBV.pdf


Saludos!!

Irving Cortez Medrano
02 jun 2011, 00:43
oye amigo me lo puedes pasar? mandamelo porfa,o un link.para descargarlo.

Jose Brito Serven
24 jun 2012, 01:27
Saludos..hermano tengo el siguiente areglo en mi driber rack...para bajos:
40hz con corte bw24
150 con corte bw24

para medios: Eithen sound 15mb700
180hz bw12
1.8khz bw 6

para driber...rcf n850

1.8khz bw24

la pregunta es la siguiente....usar pendientes diferentes entre el corte superior de los medios y la de los agudos no me genera problemas......gracias