Equalizzazione (tipi di filtro, Q, pendenze, fase)

Definizione

Un equalizzatore è un filtro lineare che modifica l'ampiezza, e in genere anche la fase, del segnale in funzione della frequenza: H(f) = |H(f)| · e^(jφ(f)).

Tipi di filtro:

• passa-alto / passa-basso: attenuano sotto o sopra la frequenza di taglio f_c; la pendenza è di 6 dB/ottava per ogni ordine (1° ordine 6, 2° 12, 3° 18, 4° 24, 8° 48 dB/ottava). Butterworth: risposta massimamente piatta, −3 dB a f_c; Linkwitz-Riley: −6 dB a f_c, usato nei crossover; Bessel: pendenza più graduale e ritardo di gruppo quasi costante;
• shelving basso e alto: alzano o abbassano tutte le frequenze sotto o sopra un punto;
• campana (peaking): alza o abbassa una banda attorno a f_0, con larghezza definita dal Q;
• notch: taglio molto stretto e profondo;
• passa-banda, tilt (rotazione dello spettro attorno a un punto), all-pass (modifica solo la fase).

Q e larghezza di banda: Q = f_0 / BW, dove BW è la distanza in Hz tra i punti a −3 dB (alcuni costruttori usano i punti a metà guadagno). Conversione da larghezza in ottave N: Q = √(2^N) / (2^N − 1): 2 ottave → 0,67; 1 ottava → 1,41; 1/3 di ottava → 4,32; 1/6 di ottava → 8,65.

Fase: i filtri a fase minima (analogici e IIR digitali) introducono uno sfasamento e un ritardo di gruppo concentrati attorno alle frequenze modificate; un passa-alto Butterworth di 2° ordine ha +90° alla frequenza di taglio. I filtri a fase lineare (FIR) hanno ritardo di gruppo costante: nessuna distorsione di fase, ma latenza e pre-ringing (energia prima del transiente) con filtri stretti o ripidi alle basse frequenze. Gli IIR ottenuti con la trasformazione bilineare presentano il cramping vicino a Nyquist (la campana si restringe); i modelli analog-matched o il sovracampionamento lo correggono.

Parametri e unità

Funzione musicale

L'equalizzazione correttiva elimina ciò che disturba: rumble sotto la fondamentale, fango a 200–400 Hz, risonanze strette, durezze a 2–5 kHz, sibilanti. L'equalizzazione timbrica definisce il carattere: corpo, presenza, aria. L'equalizzazione complementare crea spazio tra strumenti che occupano la stessa zona (taglio sulla chitarra dove la voce ha presenza). In mastering l'EQ bilancia lo spettro complessivo con interventi larghi di ±0,5–2 dB. La scelta della fase conta quando più tracce correlate vengono equalizzate in modo diverso (microfoni multipli della batteria) e nelle correzioni ripide alle basse frequenze.

Esempio pratico

• Voce: passa-alto 80 Hz, 12 dB/ottava; campana −3 dB a 300 Hz con Q 1,41 (1 ottava: punti a −3 dB a 212 e 425 Hz); campana +2 dB a 3,5 kHz con Q 1; shelving alto +2 dB da 10 kHz.
• Pendenze: un passa-alto Butterworth di 4° ordine a 30 Hz attenua di 24,1 dB a 15 Hz (un'ottava sotto) e di 3 dB a 30 Hz; uno di 2° ordine attenua di 12,3 dB a 15 Hz.
• Fase: passa-alto a 40 Hz, 48 dB/ottava sulla cassa. A fase minima la fondamentale a 50 Hz subisce uno sfasamento elevato e il transiente cambia forma; a fase lineare il transiente resta intatto, ma la latenza è di decine di millisecondi e compare pre-ringing: per una cassa la scelta più adatta è un filtro a fase minima con pendenza 12–24 dB/ottava.

Errori comuni

• Equalizzare in solo e giudicare il risultato senza il mix.
• Boost stretti e forti (+6 dB, Q > 4): enfatizzano risonanze e suonano artificiali; i boost vanno larghi, i tagli possono essere stretti.
• Passa-alto troppo alti su tutte le tracce: il mix perde corpo e calore.
• Fase lineare su batteria e bassi con filtri ripidi: pre-ringing udibile prima dei colpi.
• Equalizzare in modo diverso due microfoni della stessa sorgente con filtri a fase minima e ignorare la cancellazione che ne deriva.
• Confrontare EQ attivo e bypass a loudness diversa.

Come verificarlo

• Analisi dell'app: l'energia per banda (Sub 20–60, Bassi 60–120, Bassi alti 120–250, Medio-bassi 250–500, Medi 500–2000, Medio-alti 2000–4000, Presenza 4000–8000, Aria 8000–16 000, Ultra-alti 16 000–20 000 Hz) e la curva spettrale mostrano l'effetto dell'EQ sul file; confronta prima e dopo e con una reference. Per le tracce correlate controlla la Correlazione stereo e il Calo sommando in mono.
• Analizzatore dell'EQ: FabFilter Pro-Q, Fruity Parametric EQ 2 mostrano lo spettro prima e dopo l'intervento.
• Sweep: campana stretta (Q 6–8) a +10 dB fatta scorrere per individuare una risonanza, poi trasformata in taglio.
• Bypass a pari loudness: compensa il guadagno di uscita prima di giudicare.