数字音频技术(第6版) 82

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　　第3章数字音频录音55
　　式响应所引起的相位非线性等问题，模拟滤波器会使用更为倾斜缓和的截止特性。不过，在半采样频率处截止的低阶滤波器将会对很多音频频率产生滚降，因此其通带必须扩展到更高的频率处。为了避免混叠，必须向上延伸采样频率以确保滤波器在半采样频率处有足够的衰减。所需的更高采样频率可能是砖墙式滤波器所需采样频率的3倍。不过，这将增加对数据带宽的需求。为了限制采样频率并充分利用半采样频率点以下的通带，需要使用一个砖墙式滤波器。当采样频率为48kHz时，模拟输入滤波器被设计成从直流到22kHz一直拥有平坦响应。这种安排提供
　　kHz宽的保护带，确保在半采样频率点处有足够的衰减图3.3B所示为一个实际的低通滤波器的特性模拟滤波器有几条重要的准则，它们分别是：过冲量、鸣响和相位线性度。具有陡峭的截止特性的滤波器在截止频率附近会呈现岀谐振，这个鸣响会导致频率响应的不规则。截止特性越陡峭，产生鸣响的倾向就越强。某些滤波器类型本身就有降低鸣响的特性。相位响应也是一个考虑因素。低通滤波器在截止频率附近表现出与频率有关的延时，被称为群延
　　时，它会引|起相位失真。在滤波器之前或之后使用一个模拟电路可以校正这个失真，这个电路通过引入补偿延时来实现总体的相位
　　能产生一个纯粹的延时
　　不可闻的。在
　　有鸣响和群延时的情况中，在"能够听到这些效应的门限值"这个问题上仍有争论，现在不清楚人耳对这类高频现象究竟有多敏感
　　电
　　模拟滤波器可以根据描述其特性的数学多项式进行分类。滤波器的类型有很多，比如经常用到的贝塞尔（Bessel）型、巴特沃思（Butterworth）型、切比雪夫（Chebyshev）型等对于每一类滤波器，其基础的单级设计都可以通过不断地重复或级联来增加滤波器的阶数从而使截止特性的斜率变得更为陡峭。因此
　　数更高的滤波器会更加接近砖墙式的频率
　　响应。例如，图34给
　　无源的切比雪夫低通滤波器。通过不断地级联，滤波器阶数在不断升高，它的截止特性斜坡也随之越来越陡峭。
　　相移也会随着滤波器阶数的
　　而增大。最简单的低通滤波器就是对RC（Resistor-Capacitor，电阻-电容）网络的一个级联每增加一级，滚降斜率就会增加6dB/倍频程。虽然这种滤波器不会受到过冲和鸣响的困扰但其通带中会出现频率响应的不规则
　　输出
　　0100
　　20
　　频率（kHz）
　　图3.4：切比雪夫低通滤波器及其频率响应的
　　（A）无源低通滤波器的示意图。（B）低通滤波器的频率响应现出陡峭的截止特性