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Filter in CSound

Die Linearität der von uns betrachteten Filter hat noch eine weitere angenehme Konsequenz: Wir brauchen nicht für jede gewünschte Filtrierung (oder Verzögerungsschaltung) ein eigenes, kompliziertes Filter zu bauen, sondern können komplexe Filteranwendungen duch Kombination relativ einfacher Filter und Verzögerungen erreichen.

CSound trägt diesem Umstand Rechnung, indem es nur wenige Grundfiltertypen zur Verfügung stellt:

Filter Beschreibung
tone Rekursives Lowpassfilter erster Ordnung $y(n) = ax(n) +
by(n-1)$ Die Koeffizienten werden (dynamisch) so gewählt, daß das gefilterte Signal bei einer angegebenen Frequenz um 3dB Schwächer ist, als das Originalsignal, und für höhere Frequenzen dann mit 6dB/Oktave abfällt.
atone Rekursives Highpassfilter erster Ordnung $y(n) = a_0x(n) + a_1x(n-1)+
by(n-1)$ Die Koeffizienten werden (dynamisch) so gewählt, daß das gefilterte Signal bei einer angegebenen Frequenz um 3dB Schwächer ist, als das Originalsignal, und für tiefere Frequenzen dann mit 6dB/Oktave abfällt.
reson Rekursives Bandpassfilter zweiter Ordnung $y(n) = ax(n)
+ b_1y(n-1)+ b_2y(n-2)$. Es wird die Mittenfrequenz $f_c$ und die Bandbreite $b$ angegeben, sodaß das gefilterte Signal bei $f_c + b$ und bei $f_c - b$ um 3dB Schwächer ist, als das Originalsignal, und für höhere und tiefere Frequenzen dann mit 12dB/Oktave abfällt.
areson Rekursives Lochpassfilter zweiter Ordnung, die direkte Umkehrung des reson Filters. Das gefilterte Signal enthält genau die Komponenten des Eingangssignals, die von reson bei gleichen Filterparametern ausgefiltert würden.

Bei den Filtern reson und areson kann zudem ncoh angegeben werden, ob der Ausgang noch normalisiert werden soll, und wenn ja, ob bezogen auf die Amplitude oder die Energie des Ausgangssignals.

Bei den neueren Versionen von CSound gibt es zu diesen ,,klassischen`` CSound Filter noch eine Reihe von Abwandlungen, so z.B. die Filterfamilie butterlp, butterhp, butterbp, butterbr, Tief-, Hoch-, Band- und Lochpass-(Bandreject-)filter mit Butterworthcharakteristik. Analoge Butterworthfilter sind filter 2. Ordnung mit maximal flacher Frequenzrespons. Die CSOund Opcodes sind digitale Imitationen ihrer analogen Pendants.


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Thomas Neuhaus
2001-01-14