Kamfilter

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Spectrale invloed van een kamfilter van 1 milliseconde

Wanneer aan een geluidsbron een korte echo wordt toegevoegd, verandert de klankkleur ervan. De faseverschillen tussen de directe bron en de echo zorgen voor een reeks van versterkingen en verzwakkingen in het spectrum. Dit heet het kamfiltereffect. Voorwaarde hiervoor is dat de echo niet langer is dan zo'n 30 milliseconden, anders zal men de echo als een afzonderlijk geluid ervaren. Een kamfilter is een elektronisch filter dat simpelweg het ingangssignaal vertraagt en toevoegt aan het bronsignaal.

De oorzaak van dit verschijnsel ligt in het faseverschil dat ontstaat tussen de frequentiecomponenten van het bronsignaal en de echo. Ieder geluid is te ontleden in een aantal sinussen van verschillende frequenties. Bij een kamfiltereffect wordt iedere sinus van de geluidsbron opgeteld bij de desbetreffende sinus van de echo. Door het tijdsverschil is deze laatste relatief in fase verschoven. Afhankelijk van de grootte van het faseverschil vindt er versterking of verzwakking plaats. Er bestaat een recht evenredig verband tussen frequentie en het onderlinge faseverschil:

Effecten van een kamfilter van 1 ms op een toon van 500, 1000, 1500 en 2000 Hz.

\Delta\mathrm{fase} = fv\frac{360^\circ}{2\pi\mathrm{rad}}

\Delta\mathrm{fase} = faseverschil (in graden)

f = frequentie (in Hz) en

v = tijdsverschil tussen bron en echo (in seconden)

Als het faseverschil tussen twee sinussen 0° is dan lopen ze in fase en versterken ze elkaar. Als de echo hetzelfde niveau heeft als het bronsignaal dan wordt de amplitude twee keer zo groot. Dit doet zich voor om en rond de frequentie \frac{ 1 }{ v } en ieder veelvoud hiervan. Bij de frequenties die hier lineair precies tussen liggen treedt verzwakking op. Hierbij is het faseverschil namelijk 180° en de sinussen lopen in tegenfase. Bij gelijke niveaus doven ze elkaar zelfs uit. De afbeelding hiernaast toont een voorbeeld van het kamfiltereffect waarbij de echo 1 milliseconde later komt.

Kamfilterverschijnselen komen veelvuldig voor. Te denken valt aan een geluidsbron die zich dicht bij een of meerdere muren bevindt. De directe geluidsbron en de echo ervan via de muur worden fysiek bij elkaar opgeteld. In een vierkante of rechthoekige kamer waar de muren veel geluid reflecteren kunnen zelfs staande golven ontstaan. Dit komt doordat het geluid dan telkens heen en weer gaat, waardoor echo's steeds gestapeld worden.

Een kamfilter is een veelvoorkomend basiselement bij physical modelling. En een flanger is eigenlijk een kamfilter waarbij de tijdsduur van de echo cyclisch gemoduleerd wordt.