每日一剑–知识点24:音频系统均衡调节中滤波器的品质因数“Q值”的概念、用途与计算。【技能层次：中（高）级】

2014-04-29 03:23:29

每日一剑：

知识点24:音频系统均衡调节中滤波器的品质因数“Q值”的概念、用途与计算

剑：上次聊完了音箱的Q值，今天我们再聊聊均衡器的Q值如何？

答：好啊，一起聊聊，聊一Q再送一Q：）。

剑：前几天记得聊天时，好象说均衡器的Q值是调节的影响范围宽窄的吧。

答：可以这样理解。均衡器中的Q值，标准说法应该叫滤波器的“品质因数”，本质是滤波器调节时斜率的大小，也就是调节均衡时其影响深度的大小幅度，当然，也跟调节频率范围有关系。

剑：咋感觉是这样不太好理解呢？

答：这样吧，我们这次以“从应用到基础、基础到计算”的流程梳理一遍，也许更好理解些啊。

剑：可以可以，能讲清楚就好。

答：我们从实际应用出发啊，在我们用数字音频处理器时，或者用单独的图示或参数均衡器时也一样，里面的均衡功能的调节一般有3个要调节参数，一个是中心频率(用F表示 )、一个是影响范围(用BW 或Q来 表示)、一个是增益量(标识GAIN )；模拟调音台上主要有2个，少了Q值这一项，也就是固定Q值。

剑：这个见过。

答：对于频率和增益量的调节比较简单，我们工作中都好理解，主要对于影响深度与影响范围，或者叫品质因数，也就是Q值这个参数可能有点不太好理解。

剑：今天我们聊这个事，也就是因为这个原因啊，频点、增益都好设置，Q值这个参数如果选用一直是云雾之间啊。

答：正常啊，刚开始大家都差不多，都是个大概齐。我也是前段时间才仔细琢磨了一下，搞明白的。

剑：继续讲讲经验吧，让大家也能一起轻松一些。

答：好的。均衡器功能上实际上是一个滤波器，当然，他是好多个带通与带阻滤波器的组合了。品质因数Q值就是这些个滤波器的调节深度也就是频率调节影响频率深度范围的大小。

频率的调节影响深度范围可以是用带宽(BW ) 或者品质因数Q 值来表示的，两种方式都可，在工作中我只用过用Q值的方式来表现的数字音频处理器，频程带宽的表示法只是在过去学习中见过，因此Q值的计算还是建议大家能掌握的。

剑：哪有什么区别呢？

答：带宽法的数值用倍频程(Oct) 为基本单位，Q 值则直接为无量纲数字表示。带宽的数据越大，同样增益情况下调节的影响范围也就是越宽（2个倍频程的影响范围肯定大于1个的，这个也好理解），反之呢调节范围就越小；用Q 值表示的话则正好相反，Q 值越大，滤波器波形越尖锐，同样的增益调节影响范围越小。

剑：我们用的图示均衡器的Q值能调节吗？

答：不能。在图示均衡器中，频点是固定的，增益是可调的，Q值是缺省的无法调节的，也就是频点与Q值都是固定的。

剑：固定？固定的话Q值是多少呢？

答：我们常见的10段单倍频程均衡器的Q值是1.4左右，31段1/3频程的均衡器Q值是4.3左右啊。

剑：这个数咋来的？

答：算出来的啊。

剑：咋算呢？

答：滤波器Q值的计算方法是：中心频率除以滤波器带宽。

剑：啥意思？

答：这样讲是不好理解，我们举个例子吧。你还记得我们在基础技能学习时经常提到的那个“常用各频程频率范围表”吧

剑：有印象。

答：你现在找出来，看看我们经常用的测试频率1000Hz的这个频程的范围是多少？

剑：1000Hz频程的频率范围是710-1400Hz。

答：1000Hz的倍频程范围是这样的，截止频率是起步频率的2倍。

剑：为什么1000Hz不是710与1400Hz的中间点呢？710与1400之间的中心点应该是1055Hz吧？

答：也是中间点，只是用的两个频率的几何平均数的中心，不是代数的。

剑：如果一个滤波器影响是一个频程范围的话，他的Q值是多少呢？

答：Q值是1.4左右，算法为：中心频率除以带宽=1000÷（截止频率1400-起始频率710）=1000÷690=1.4。也就是滤波器在6dB增益调节时如果影响范围是一个频程范围的话，他的Q值是1.4。

剑：如果是1/3频程的滤波器呢？

答：一个道理，你看一下1000Hz这个频程范围中，它的三个1/3频程的中心频点与范围各是什么？

剑：800【710-900】、1000【900-1120】、1250【1120-1400】

答：好的，我们继续参照上个计算的特点将1000Hz频点1/3频程范围的数据带进去看看。

剑：1000÷（1120-900）=1000÷220=4.5左右。

答：是的，1/3频程的Q值就是4.3-4.5左右啊。

剑：为什么是个变数呢？

答：在频率表中，中心频点与频率范围会有一定的动态，整个表不是完全的严格等分，会有一定的变化啊，因此算起来的数也是一定的范围。

剑：噢。。。滤波器高Q值用在什么场景下呢？

答：在数字音频处理器中，高Q值主要是用的反馈抑制器的功能或模式下，为了控制影响范围，反馈抑制器的滤波器Q值一般都会是10以上啊。

剑：我怎么总感觉少考虑了一点什么东西呢？

答：完全对，我们还没有讲“滤波器的阶数”这个概念，因为要较全面的掌握均衡的调节，需要综合解析频程、频宽计算、频点计算、Q值计算、斜率、阶数几个方面的内容，前面概念都讲的差不多了，还剩下一个“阶数”的概念我们提提。

剑：什么是“阶”呢？

答：滤波器调节中“阶数”的概念，你可以理解是滤波器的曲线的斜率，以6dB的增益或衰减量为1阶，1阶=6dB，2阶=12dB，3阶=18dB.数越大，滤波器的改变越剧烈。

相应的Q值的斜率计算一般是按内带宽内一阶（6dB）变化量计算的，相同的Q值的滤波器，增益衰减量不同，影响的频率范围也是不一样的。

剑：还有是点太抽象了。

答：那我们为简单起见，讲一个例子吧，自己可以在调音软件上试试结果（为了好讲，选择模拟调音台的标识啊，它与数字台子是反的，也就是OCT，与Q的表示大小是相反的，数值可以互算。1 OCT=1.4Q；1/3 OCT=4.3Q；1/12 OCT=17.3Q）：

如果在1000Hz下衰减12dB,如果OCT为1，那500Hz与2000Hz处为-6，250与4000与约为0；.如果现在改OCT为2，那500Hz与2000Hz处约为0.

如果在1000Hz下衰减6dB,如果OCT约为1，那500Hz与2000Hz处约为0

要点：你这要简单这样的理解：OCT=1也就是6dB的变化正好在1个频程内（就是一阶），12dB就影响两个频程了。OCT=1/3也就是6dB的变化正好在1/3个频程内，12dB就影响2/3个频程了, 18dB就影响1个频程了。【注：这段中涉及调节的内容信息是我在音频处理器调试过程中的归纳，未进行严格的理论对应，仅供参考。】

剑：这样理来看是比较清楚了，刚才还觉得挺不好理解的。

答：是啊。

剑舞九霄亮天地，

一气执着万难无！

心诚所在，无坚不克！