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Biquad 滤波器测试器 - 低通/高通/带通实时调节

多媒体 开发工具 测试 滤波 音频
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幅度(dB) 相位(°)
截止/中心频率
1.00 kHz
20 Hz200 Hz2 kHz20 kHz
品质因数 Q
0.707
0.52.05.010.020.0
增益 Gain (dB)
0.0 dB
-24 dB-12 dB0 dB+12 dB+24 dB
b0 = 0.000000   b1 = 0.000000   b2 = 0.000000
a1 = 0.000000   a2 = 0.000000   (a0=1)
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常见问题与知识点
什么是Biquad滤波器？
Biquad（双二阶）滤波器是一种数字滤波器结构，由两个极点和两个零点组成。它是音频处理中最常用的滤波器形式，计算效率高且稳定。传递函数为 H(z) = (b₀ + b₁z⁻¹ + b₂z⁻²) / (1 + a₁z⁻¹ + a₂z⁻²)，只需5个系数即可实现低通、高通、带通、陷波、峰值均衡等多种滤波类型。
Q值对滤波器有什么影响？
Q值（品质因数）决定了滤波器在截止频率附近的谐振程度。Q=0.707（1/√2）为巴特沃斯响应，通带最平坦无峰值；Q>0.707时在截止频率处出现谐振峰，Q越大峰值越高、过渡带越陡峭；Q<0.707时过渡带变缓。对于带通滤波器，Q值直接决定带宽：带宽 = fc/Q。
低通和高通滤波器的截止频率是什么？
截止频率通常定义为输出功率降至输入功率一半的频率点，即幅度下降约-3dB。对于低通滤波器，低于截止频率的信号通过，高于的被衰减；高通则相反。RBJ Cookbook公式使用数字角频率 ω₀ = 2πfc/fs 来精确计算系数，fc为截止频率，fs为采样率。
Peaking（峰值）滤波器和Shelf（架式）滤波器有什么区别？
Peaking滤波器在中心频率处产生一个对称的增益峰或谷，两侧逐渐恢复到0dB，类似于参量均衡器的一个频段。Shelf滤波器则在截止频率以上（HighShelf）或以下（LowShelf）对所有频率施加统一的增益提升或衰减，形成"架子"形状。两者都需要gain参数来控制提升/衰减量。
如何在实际项目中使用这些系数？
计算出的b₀、b₁、b₂、a₁、a₂系数可直接用于差分方程：y[n] = b₀x[n] + b₁x[n-1] + b₂x[n-2] - a₁y[n-1] - a₂y[n-2]。在Web Audio API中可使用BiquadFilterNode；在C/C++中可直接实现上述差分方程；在Python中可使用scipy.signal.lfilter。本工具使用RBJ Audio EQ Cookbook标准公式，与Web Audio API兼容。
采样率对滤波器有什么影响？
采样率fs决定了数字滤波器的有效频率范围（0到fs/2，即奈奎斯特频率）。44.1kHz采样率下最高可表示22.05kHz；96kHz下可达48kHz。相同截止频率在不同采样率下对应的数字角频率不同，因此系数也会改变。高采样率下高频响应更精确，但计算成本不变。本工具支持切换采样率以观察系数变化。
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