Блог

Aug 31, 2023

Искажение гитары с помощью диодов в коде, а не аппаратно

Гитаристы сделают все возможное, чтобы получить от своей установки правильный звук, включая намеренное введение в сигнал всевозможных искажений. Это кажется нелогичным, но это

Гитаристы сделают все возможное, чтобы получить от своей установки правильный звук, включая намеренное введение в сигнал всевозможных искажений. Это кажется нелогичным, но это работает, по крайней мере, когда все сделано правильно. Но что именно происходит с сигналом? И есть ли способ смоделировать это? Конечно, есть, и все, что для этого нужно, — это немного математики и немного кода Arduino.

Сейчас существует множество различных способов изменения сигнала электрогитары, но, пожалуй, самым простым является скромная схема ограничения диодов. Он просто использует операционный усилитель с встречно-параллельными диодами, включенными последовательно в цепь обратной связи или шунтирующими выход на землю. Диоды отсекают верхние и нижние части синусоидальных волн, превращая их во что-то близкое к прямоугольной волне, добавляя те дополнительные гармоники, которые действительно делают звук более жирным. Это простой хак, который легко реализовать на аппаратном уровне, настолько, что в продаже имеется множество педалей дисторшена.

В видео ниже [Себастьян] объясняет, что это искажение довольно легко воспроизвести алгоритмически. Он разбирает лежащую в основе этого математическую основу, которая на самом деле довольно доступна: ступенчатая функция с линейной частью, квадратичным сечением и функцией жесткого отсечения. Он также выводит вторую, естественную ступенчатую функцию показателя из уравнения диода Шокли, которая требует меньше вычислительных затрат. Для реализации этих моделей [Себастьян] выбрал Arduino GIGA R1 WiFi, используя АЦП для оцифровки гитарного сигнала и назначив ЦАП для каждого из двух алгоритмов. Каждый эффект искажения имеет свою прелесть; мы предпочитаем более жесткую ступенчатую функцию экспоненциальному алгоритму, но с другим ходом.

Спасибо [Себастьяну] за эту простую для понимания трактовку того, что в противном случае было бы трудно переварить. На самом деле мы не ожидали, что гитарная педаль искажения приведет к теории диодов и цифровой обработке сигналов, но мы рады, что это произошло.