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Tecnologia de Áudio Filtros e Equalizadores Prof. Henrique Rocha de Souza Lima Universidade Anhembi-Morumbi Hoje • O que é um filtro de áudio • Diferentes tipos de filtros disponíveis no universo do áudio • O que é um equalizador • Diferentes tipos de equalizadores • Exercícios práticos 1º passo: audição Observe e ouça com atenção a varredura de frequências entre 20Hz e 20KHz no vídeo abaixo. Clique na imagem para abrir o link: https://youtu.be/qNf9nzvnd1k 1º passo: audição Observe e ouça com atenção a varredura de frequências entre 20Hz e 20KHz no vídeo abaixo. Clique na imagem para abrir o link: https://youtu.be/PAsMlDptjx8 Hoje veremos ferramentas que nos permitem agir de modo seletivo sobre diferentes faixas de frequência dentro da extensão que vai de 20 a 20.000Hz. Filtros e equalizadores permitem este tipo de ação. https://youtu.be/PAsMlDptjx8 Filtro de áudio • Definição: um filtro atenua a quantidade de energia presente em certas frequências ou faixas de frequências de áudio. • No meio acústico, superfícies ou quaisquer obstáculos presentes no meio de propagação de uma onda sonora podem atuar como filtros mecânicos, uma vez que, ao proporcionarem a reflexão ou absorção de certas faixas de frequência, alteram as características das ondas sonoras. • Nos meios eletrônico e informático, controles que atuam sobre a quantidade de "graves" e "agudos" presentes em aparelhos de som são filtros. Filtro de áudio e outros selecionam uma faixa de frequência a ser cortada, deixando todas as Existem diferentes tipos de filtros: Alguns, por padrão, cortam as frequências baixas e deixam passar apenas as altas; outros cortam as frequências altas e deixam passar as baixas; outros selecionam uma faixa de frequência específica e cortam todas aquelas frequências que estão fora da área selecionada; Tipos de filtros Hi-Pass (Low-cut) Low-Pass (hi-cut) Band-Pass Notch Passa-alta Passa-baixa Passa-banda Filtro de rejeição Como os próprios nomes indicam, são filtros que permitem a passagem de faixas de frequência do sinal de áudio acima ou abaixo de uma frequência determinada, chamada frequência de corte. Passa Alta e Passa Baixa: Importante: todo filtro HPF (High Pass Filter) ou LPF (Low Pass Filter) trabalha a partir de uma frequência de corte, referida pelo nome inglês Cutoff Frequency. Lembre-se: que em diversos aparelhos, o filtro passa-altas (High Pass Filter) aparece referido pela sigla HPF, e o filtro passa-baixas (Low Pass Filter) aparece referido pela sigla LPF. E ambos trabalham a partir de uma Cutoff Frequency. Passa Alta e Passa Baixa: Detalhe: os filtros HPF e LPF podem cortar as frequências altas ou baixas de maneira mais sutil ou mais brusca. É aí que entra em cena o parâmetro da inclinação da curva do corte, o slope. Passa Alta e Passa Baixa: Passa Alta e Passa Baixa: Observe que em filtros HPF e LPF não ocorre um corte abrupto, mas sim progressivo a partir da frequência de corte. A inclinação da curva, a partir da frequência de corte, define o parâmetro chamado slope. Este funciona da seguinte maneira: quanto mais abrupta a queda de energia a partir da frequência de corte, maior o slope; quanto mais suave, menor o slope. Os valores do slope são dados geralmente em dB/8va, ou seja, a quantidade de decibéis atenuados a cada oitava além da frequência de corte. Às vezes o slope é referido também por seu número de "ordem", sendo que cada ordem equivale a 6 dB/8va, conforme a tabela abaixo. Como regra geral, quanto maior a ordem do filtro, mais preciso o controle que ele oferece. Entretanto, filtros de ordem alta são mais caros e difíceis de serem implementados SLOPE: Inclinação da curva, a partir da frequência de corte Passa Alta e Passa Baixa: Passa Alta e Passa Baixa: Questão: explique em poucas palavras por que um slope de -18 dB/8ª em um HPF é mais agressivo do que um slope de -6dB/8ª? (utilize um desenho, se necessário) Passa Alta e Passa Baixa: Questão: explique em poucas palavras por que um slope de -18 dB/8ª em um HPF é mais agressivo do que um slope de -6dB/8ª? (utilize um desenho, se necessário) Resposta: no slope de -18dB/8ª o filtro age de maneira mais brusca, atenuando três vezes mais a faixa de frequência filtrada que o slope de -6dB/8ª. Passa Alta e Passa Baixa: Passa Alta e Passa Baixa: Filtros HPF e LPF removem frequências (harmônicos) do sinal de áudio de entrada, acima ou abaixo da frequência de corte. A ressonância é uma amplificação controlada adicional desta frequência de corte, criando um pico de volume sobre esta. Isto interfere de modo significativo no timbre do som filtrado, porque a frequência que ganha mais volume pode não ser a frequência fundamental do som em questão. Ressonância: Os filtros não ressonantes simplesmente não têm a capacidade de amplificar a frequência de corte, de modo que somente removem harmônicos. Passa Alta e Passa Baixa: Exercício 1 1. Na pasta de Rede, selecione o arquivo “prática eq_tec áudio_henrique_guitar loop_ 115 bpm” e o arraste para dentro do Pro Tools. 2. Escute o áudio. Descreva as características do áudio em termos de perfil espectral: quais regiões do espectro sonoro este áudio ocupa? 3. Realize uma equalização corretiva. Resolução do exercício: o áudio tem um ruído nas altas frequências (um típico hiss ). Será preciso aplicar um LPF com a freq. de corte em 5KHZ, e um slope brusco (slope de 4ª ordem [-24dB/8ª]). Passa Alta e Passa Baixa: Exercício 2 1. Na pasta de Rede, selecione o arquivo “prática eq_tec áudio_henrique_bateria 1_ 115 bpm” e o arraste para dentro do Pro Tools. 2. Escute o áudio. Descreva as características do áudio em termos de perfil espectral: quais regiões do espectro sonoro este áudio ocupa? 3. Realize uma equalização de modo a deixar passar apenas as frequências agudas referentes da condução rítmica Resolução do exercício: Aplique um HPF com a freq. de corte em 4KHZ, e um slope brusco (slope de 4ª ordem [-24dB/8ª]). Passa Alta e Passa Baixa: Escutar: Otto - Bob Bomb The Bass - Bug Powder Dust ( Kruder & Dorfmeister Session) Exemplos na música popular: https://www.youtube.com/watch?v=nIVnrJ_MTTU https://www.youtube.com/watch?v=nIVnrJ_MTTU https://www.youtube.com/watch?v=nIVnrJ_MTTU https://www.youtube.com/watch?v=nIVnrJ_MTTU https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA https://www.youtube.com/watch?v=8tnA4hVf2WA Passa Banda: É uma combinação dos filtros Passa Alta e Passa Baixa em que se pode definir uma frequência de corte inferior e outra superior. É utilizado nos divisores de frequências (crossovers) de caixas acústicas e sistemas de som. Passa Banda: Exercício 2 1. Na pasta de Rede, selecione o arquivo “prática eq_tec áudio_henrique_bateria 2_ 115 bpm” e o arraste para dentro do Pro Tools. 2. Escute o áudio. Descreva as características do áudio em termos de perfil espectral:quais regiões do espectro sonoro este áudio ocupa? 3. Aplique um filtro passa-banda, selecionando entre 700Hz e 3Khz. Filtro de rejeição: Dentro desta categoria estão os filtros do tipo Notch, que são aqueles capazes de rejeitar uma faixa bastante estreita de frequências. Sua utilização é recomendada quando o sinal a ser atenuado é bem definido. Pelo fato de atuar em faixas reduzidas de frequências, filtros notch interferem pouco na qualidade do sinal Filtro de rejeição de banda é um filtro que atua sobre uma faixa de frequência selecionada;.É o oposto de um filtro passa-banda Questão: o que diferencia um filtro de rejeição como de um notch? Resposta: a largura de banda. Largura de Banda: Quando você trabalha com um filtro que passa ou rejeita faixas de frequências específicas, você define uma frequência como o ponto central da faixa selecionada. Mas você não age apenas sobre a frequência selecionada, e sim sobre uma região de frequências em torno da frequência central. Como diminuir a ação sobre as frequências vizinhas e reduzi-la apenas à frequência central selecionada? É preciso ter um controle que te permite estreitar a banda selecionada. Este controle é o “Q”, fator de qualidade. Largura de Banda: Quanto maior o Q, mais estreita a largura de banda. Uma Q elevada significa que apenas uma estreita faixa de frequência em torno da frequência central é afetada, enquanto que um Q baixo afeta uma ampla faixa de frequência. Shelving Este filtro opera em todas as frequências a partir da frequência de corte de maneira plana. Ou seja, ele cria uma transição entre uma região extrema (no extremo grave ou no extremo agudo) do espectro de áudio e a região central, conforme o gráfico abaixo. Esse é o tipo de filtro que se encontra em aparelhos de som caseiros nos controles de graves e agudos. Shelving Equalizadores O equalizador atua sobre a curva de resposta em frequência do sinal de áudio. Um equalizador divide o espectro audível em diferentes bandas de frequência. Um equalizador por de ser de tipo gráfico, paramétrico, e paragráfico. Equalizadores Equalizadores gráficos te permitem escolher as frequências sobre as quais se irá trabalhar, mas a escolha se limita a regiões pré estabelecidas como bandas. Por exemplo: um equalizador gráfico de 10 bandas,oferece 10 frequências fixas com as quais podemos trabalhar o ganho mas não a largura de banda que também e pré estabelecida pelo número de bandas. Quanto menor o número de bandas do equalizador gráfico, maior será a largura de banda de cada ponto de frequência e quanto maior o número de bandas, menor será a largura para cada uma delas. Equalizadores Gráficos Equalizadores Equalizadores paramétricos são os que oferecem mais controle sobre o sinal de áudio. Ele possibilita localizar a frequência específica, trabalhar com filtros do tipo HPF, LPF, Band Pass, Notch e Shelving. E, sobretudo, oferece o controle de largura de banda, o fator de qualidade (Q) Equalizadores Paramétricos Equalizadores Equalizadores Paramétricos Equalizadores Equalizadores Paragráficos Dentro do sistema digital onde trabalhamos com DAWs também podemos encontrar os equalizadores paragráficos, que junto aos controles oferecidos pelo EQ Paramétrico, disponibiliza também uma visualização do comportamento do sinal de áudio no espectro sonoro. Equalizadores Equalizadores Paragráficos Equalizadores Equalizadores Paragráficos Equalizadores Questão: Assinale a alternativa que mostra a equalização correspondente no quadro abaixo.
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