Цифровые фильтры - это просто. Часть 2.

      Фазовая характеристика  (а если полностью и "по-научному" - фазово-частотная характеристика) показывает степень задержки сигнала при прохождении через фильтр на разных частотах. Если временные задержки на различных частотах сильно отличаются, то атака (начальное нарастание) звуков инструментов становится более плавной (звук теряет четкость). Особенно это явление ухудшает качество звучания ударных, рояля, клавесина и т.п.

     Дополнительный материал о том, что такое фаза.

     Рассмотрим популярную ныне частоту дискретизации 44100 Гц (формат CD). По теореме Котельникова максимальная частота оцифрованного сигнала (а также и границы фильтра) составляет 22050 Гц.

     Допустим мы работаем с 24-битным материалом. Его теоретический динамический диапазон (разница между максимальным и минимальным уровнем громкости) - 24*6 дБ = 144 дБ. 24-битные звуковые карты обеспечивают динамический диапазон (определяется уровнем сигнал/шум - signal/noise) порядка 117 дБ. То есть все артефакты (или искажения, или паразитные составляющие) ниже 117 дБ "утонут" в шумах звуковой карты.

     Таким образом, для создания полноценного фильтра низких частот (который пропускает все частоты ниже заданной частоты - в нашем случае 20000 Гц), нам в пределе надо:

     1) пропустить без искажений полосу частот 0-20000 Гц;

     2) вне ее, начиная с частоты 22050 Гц, обеспечить подавление сигнала хотя бы на 100 дБ.

     Главный недостаток фильтра (как цифрового, так и аналогового - например на входе аналогового-цифрового преобразователя входа звуковой карты) с таким резким перепадом полосы - это "звон" (паразитные колебания или щелчки) на выходе в момент поступления (или исчезновения) на входе фильтра сигнала  с частотой выше полосы пропускания (сигнала) фильтра низких частот (например 24 или 33  кГц  - в виде наводок от компьютера).