Ne avrai già sentito parlare, probabilmente già ne fai uso, ma è arrivata l’ora di capire come sono fatti effettivamente, filtrano, sì, ma cosa? In questa guida cercherò di spiegarti il funzionamento dei filtri per farti avere una coscienza maggiore di quello che possono fare e gli utili usi che possiamo trarne.

Ti chiedo solo di dedicare pochi minuti alla lettura di quanto segue, ti prometto che sarà di grande aiuto conoscere cosa sono e cosa fanno i filtri.

Intanto, scopriamoli!

Filtri

I filtri, nel mondo dell’audio, si dividono in due categorie: Filtri Semplici e Filtri Composti.

La loro funzione è quella di attenuare le frequenze che vogliamo eliminare o, almeno, renderle meno presenti.

Filtri Semplici

I filtri semplici sono il punto di partenza dei filtri composti, ne abbiamo due tipi:

• Filtro Passa Basso (Low Pass Filter) o Filtro Taglia Alto (High Cut Filter)
• Filtro Passa Alto (High Pass Filter) o Filtro Taglia Basso (Low Cut Filter)

Fortunatamente per noi, l’unica cosa complessa riguardo quest’argomento, è ricordarsi il nome dei filtri, tranquillo, non ho mai sentito qualcuno alle prime armi dirlo giusto alla prima volta, un po’ come il verso delle chiavette USB.

Ma, cosa fanno?

Immaginiamo di avere un rumore bianco, quindi un suono con tutte le frequenze alla stessa ampiezza.

Ora vogliamo tagliare le frequenze più alte perché c’è un fruscio fastidioso che vogliamo eliminare. In questo caso useremo un LPF (Filtro Passa Basso).

Se invece vogliamo tagliare le basse frequenze, perché c’è il condizionatore che rovina la nostra registrazione, useremo un HPF (Filtro Passa Alto).

Tutto quello che dobbiamo fare è decidere da quale frequenza vogliamo iniziare a tagliare, lo possiamo fare dando un valore al Cutoff (in italiano “Frequenza di Taglio”) che nelle immagini è rappresentato da fc.

La zona dove le frequenze rimangono nel loro valore di ampiezza si chiama “Banda Passante“, mentre la zona con le frequenze attenuate si chiama “Banda Oscura“, queste due zone vengono separate appunto dal Cutoff (fc).

Il Cutoff avrà sempre un’attenuazione di -3 dB, questo perché non potremo mai andare istantaneamente da un valore “1” a un valore “0”. Questa cosa dobbiamo ricordarla bene, soprattutto se vogliamo calcolare esattamente l’attenuazione di una certa ottava nella Banda Oscura.

A proposito, quant’è l’attenuazione delle frequenze tagliate fuori?

Di base, l’attenuazione delle frequenze nella Banda Oscura è di -6 dB per ottava (es. Cutoff = 500 hz | 1000 Hz = -6 dB / 2000 Hz = -12 dB), ma questo dipende dall’ordine del filtro:

Ordine del filtro

L’ordine del filtro non fa altro che indicarci la pendenza che vogliamo dare alla curva di attenuazione, in pratica attenua -6 dB per ottava in più per ogni ordine. (riprendendo l’esempio precedente con un filtro del secondo ordine Cutoff = 500 Hz | 1000 Hz = -12 dB / 2000 Hz = -24 dB)

Nei filtri analogici abbiamo 4 ordini standard:

Il numero dei poli si riferisce all’equazione del circuito del filtro, in base al numero dei suoi componenti. Ci basta sapere che ogni volta che il numero dei poli aumenta di uno la pendenza aumenta di -6 dB per ottava.

Con i filtri digitali abbiamo degli algoritmi che possono arrivare anche a un filtro del sesto ordine.

Filtri Composti

E se unisco i due filtri semplici cosa ottengo? I filtri composti, appunto!

Esatto, se utilizziamo contemporaneamente i due filtri semplici possiamo ottenere altre due tipologie di filtro: Filtro Passa Banda (Band Pass) e Filtro a Reiezione di Banda (Notch o Band Reject).

Prendiamo il nostro rumore bianco.

Se vogliamo mantenere un certo intervallo di frequenze ed escludere le altre, abbiamo bisogno del Filtro Passa Banda (Band Pass).

Mentre se vogliamo escludere un certo intervallo di frequenze ed mantenere le altre, avremo bisogno del Filtro a Reiezione di Banda (Notch o Band Reject).

Questa tipologia di filtri ha due Cutoff (essendo due filtri) che indichiamo come fc1 e fc2, anche in questo caso c’è una perdita di –3 dB su ogni Cutoff. I valori di questi sono sempre equidistanti da f0.
Nel caso del Filtro Passa Banda (Band Pass) l’f0 indica l’unica frequenza che non ha perdita in ampiezza, al contrario, nel Filtro a Reiezione di Banda (Notch o Band Reject), l’f0 indica l’unica frequenza che perde totalmente ampiezza.

La pendenza delle curve di attenuazione è data dal fattore di merito Q (Q factor o Quality) che possiamo calcolare in questo modo: 

Facciamo un esempio, consideriamo che fc1= 750 Hz e fc2 = 1250 Hz, il nostro f0 = 1000 Hz.

Il nostro Fattore di Merito è 2. Più sarà alto questo parametro e più la curva sarà stretta, quindi più vicina a f0.

Applicazioni

I filtri hanno svariati compiti nel nostro campo, vediamo alcuni esempi:

• Pulizia da rumori o fruscii: se vogliamo eliminare i disturbi dei circuiti sulle basse frequenze, usiamo un Filtro Passa Alto, o viceversa per un fruscio fastidioso sulle alte usiamo un Filtro Passa Basso.
• Demasking: Nel mix di un brano abbiamo più tracce audio di vari strumenti, per renderlo più pulito possiamo tagliare via, per ogni traccia, le frequenze che non vengono riprodotte dallo strumento, possiamo usare un Filtro Passa Banda per smascherare i suoni.
• De-esser: Registrando una voce potrebbe uscir fuori il sibilo delle “s” del cantante sulle alte, possiamo fare uso del Filtro a Reiezione di Banda per eliminare proprio quella frequenza.

I filtri sono la base degli Equalizzatori, che ci permettono di rendere il suono registrato più pulito o la riproduzione di un brano chiara rispetto al proprio impianto. Sono gli strumenti che, in realtà, usiamo per i casi sopracitati.

Conclusioni

Arrivato a questo punto, dovresti avere le conoscenze di base per sapere cosa sono e cosa fanno i filtri.

Se ti sono rimasti dubbi o hai domande su gli argomenti trattati, lasciaci un commento qui sotto, cercheremo di risponderti quanto prima!