Usanisi wa Sauti ya Analog kwenye Kompyuta yako: Hatua 10 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:56

Kama sauti ya synthesizers hizo za zamani za analog? Unataka kucheza na moja kwa wakati wako mwenyewe, mahali pako mwenyewe, kwa muda mrefu kama unataka, BURE? Hapa ndipo ndoto zako kali za Moog zinatimia. Unaweza kuwa msanii wa kurekodi elektroniki au tu fanya sauti nzuri, tatu za kusikiliza kwenye kichezaji chako cha mp3. Unachohitaji tu ni kompyuta! Yote imefanywa kupitia uchawi wa simulator ya mzunguko wa bure inayoitwa LTSpice. Sasa najua labda unasema "Watawala wa Gee, Tyler, sijui chochote kuhusu kuendesha simulator ya mzunguko - hiyo inasikika kuwa NGUVU!". Usijali, Bunky! Ni rahisi na nitakupa templeti chache za kuanza na kurekebisha ili kutoa kelele zozote za ajabu unazotaka. Hapa kuna kiunga cha faili tayari ya kucheza sauti (imetengenezwa kutoka kwa "muundo_1.asc" katika hatua ya 7 ya hii 'ible) ambayo unaweza kujaribu. Niliibadilisha kutoka.wav hadi mp3 ili kupunguza muda wa kupakua. https://www.rehorst.com/mrehorst/instructables/composition_1.mp3 Ikiwa unapenda unachoona, nipigie kura! Kumbuka: Nimeambatanisha faili za skimu za LTSpice ambazo unaweza kukimbia kwenye kompyuta yako, lakini kwa sababu fulani unapojaribu kupakua majina na viendelezi hubadilishwa. Yaliyomo ya faili yanaonekana sawa, kwa hivyo baada ya kupakua faili badilisha tu majina na viendelezi na wanapaswa kufanya kazi. Majina sahihi na viendelezi vinaonyeshwa kwenye ikoni unazobofya kupakua.

Hatua ya 1: Vitu vya kwanza kwanza

LTSpice ni programu ya windows, lakini usiruhusu hiyo ikupunguze. Inakwenda vizuri chini ya Mvinyo kwenye linux. Ninashuku kuwa hakuna shida kuiendesha kwa mteja wa VMWare, VirtualBox, au zana zingine za ujanibishaji chini ya linux, na probabaly kwenye Mac pia. Pakua nakala ya LTSpice ya Windows (ugh!) Hapa: https://www.linear.com/ designtools / software / ltspice.jsp Sakinisha. LTSpice ni nini? Ni simulator ya mzunguko wa kikoa ambayo kila mtu anayependa vifaa vya elektroniki anapaswa kujua jinsi ya kutumia. Sitatoa mafunzo ya kina juu ya jinsi inavyofanya kazi hapa, lakini nitaelezea mambo kadhaa ambayo unahitaji kujua tunapoendelea. Neno moja la onyo- inawezekana kwa urahisi kutoa masafa ambayo ni ya chini sana au juu sana kusikia. Ukifanya hivyo na kuendesha spika zako za gharama kubwa na amp kubwa ya nguvu unaweza tu kupiga spika / amp yako kwa bits. Daima angalia fomu za wimbi kabla ya kuzirudisha nyuma na kuwa mwangalifu kupunguza sauti wakati unacheza tena faili kwa mara ya kwanza ili kuwa salama. Daima ni wazo nzuri kucheza faili kupitia vichwa vya bei rahisi kwa sauti ya chini kabla ya kujaribu spika.

Hatua ya 2: Ingiza

Ingizo kwa simulator iko katika mfumo wa mchoro wa skimu. Unachagua vifaa, uziweke kwenye skimu, kisha uziunganishe kwa waya. Mara tu mzunguko wako ukikamilika, unaambia simulator jinsi unavyotaka kuiga mzunguko na ni aina gani ya pato unayotaka. Angalia skimu inayoitwa resistors.asc. Utaona kuna mzunguko ambao unajumuisha chanzo cha voltage, jozi za vizuia, node ya pato iliyoandikwa, ardhi, na laini ya amri ya maandishi. Wacha tuangalie kila moja. Sasa ni wakati mzuri wa kufungua faili ya mzunguko iliyounganishwa hapa chini. LAZIMA uwe na ardhi iliyounganishwa na angalau hatua moja kwenye mzunguko wako au utapata matokeo ya kushangaza sana kutoka kwa uigaji wako. Chanzo cha voltage: Ikiwa unaweka voltage kwenye mzunguko, unahitaji kuiambia ikiwa ni AC au DC (au kitu ngumu zaidi), ni nini voltage, "upinzani wa ndani" wa chanzo, n.k. Unaweza kuingiza vigezo hivyo kwa kubofya kulia na pointer kwenye chanzo. Wote unahitaji kweli ni upinzani wa simuleringar rahisi. Warejeshi: Vipinga ni rahisi kuelewa. Bonyeza tu kulia kuweka thamani ya upinzani. Puuza vigezo vingine ambavyo vinaweza kujificha hapo. Nodi za kuingiza na alama zilizo na lebo: Majina tu ya nodi kwenye mzunguko ambayo ni rahisi kutumia. - tumia majina kama "pato", "pembejeo", n.k Maagizo ya kuiga: taarifa ya.tran inaambia simulator jinsi unataka mzunguko uiga. Hii ni simulator ya kikoa cha wakati ambayo inamaanisha inachambua mzunguko kwa alama tofauti kwa wakati. Unahitaji kuiambia ni hatua gani ya juu inapaswa kuwa na muda gani masimulizi inapaswa kukimbia katika "muda wa mzunguko", sio wakati halisi. Ikiwa utamwambia simulator kukimbia kwa sekunde 10 za wakati wa mzunguko na ukiweka hatua ya juu zaidi hadi sekunde 0.001, itachambua mzunguko angalau mara 10, 000 (sekunde 10 / sec sec 0.001) kisha simama., voltage katika kila node katika mzunguko na mikondo ya kuingia na kutoka kwa kila nodi itahesabiwa na kuhifadhiwa katika kila hatua ya wakati. Maelezo yote hayo yatapatikana kupanga kwenye onyesho kama skrini ya oscilloscope (wakati wa mhimili usawa, voltage au sasa kwenye mhimili wima. Vinginevyo, unaweza pia kutuma pato kwenye faili ya sauti ya.wav ambayo unaweza kucheza kwenye kompyuta, choma kwa CD, au ubadilishe mp3 ucheze kwenye kichezaji chako cha mp3. Zaidi juu ya hiyo baadaye…

Hatua ya 3: Pato

Pato linaweza kuwa muundo wa picha ya voltage dhidi ya wakati, voltage dhidi ya voltage, nk, au faili ya maandishi iliyo na rundo la voltages au mikondo kwa kila hatua ya wakati, au faili ya sauti ya.wav ambayo tutatumia sana katika fundisha hii. Pakua na ufungue faili "resistors.asc". Bonyeza ishara ndogo ya mtu anayeendesha (sehemu ya juu kushoto ya skrini) na mzunguko unapaswa kukimbia. Sasa bonyeza lebo ya "OUT" kwenye mzunguko. Utaona voltage inayoitwa "pato" iliyoonyeshwa kwenye pato la picha kwenye mhimili ulio usawa ambao unawakilisha wakati. Hiyo ndio voltage inayopimwa kulinganisha na ardhi (ndio sababu unahitaji angalau ardhi moja katika kila mzunguko!). Hiyo ndio misingi. Jaribu kubadilisha moja ya maadili ya kupinga au voltage kisha urejeshe masimulizi na uone kinachotokea kwa voltage ya pato. Sasa unajua jinsi ya kuendesha simulator ya mzunguko. Rahisi haikuwa hivyo?

Hatua ya 4: Sasa Sauti zingine

Fungua mzunguko unaoitwa "kizunguzungu.asc". Huyu ni mtengenezaji wa kelele wa ajabu ambaye hutumia moduli na vyanzo kadhaa vya voltage kutoa ubora wa CD (16 bits, 44.1 ksps, 2 channels) faili ya sauti ambayo unaweza kucheza nayo. Sehemu ya modulator ni oscillator kweli. Mzunguko na amplitude zote zinaweza kubadilishwa kama VCO na VCA katika synthesizer halisi ya analog. Aina ya wimbi daima ni sinusoidal, lakini kuna njia za kuibadilisha- zaidi juu ya hiyo baadaye. Mipaka ya masafa imewekwa na alama na vigezo vya nafasi. Alama ni masafa wakati voltage ya uingizaji ya FM ni 1V na nafasi ni masafa wakati voltage ya uingizaji ya FM ni 0V. Mzunguko wa pato ni kazi ya laini ya voltage ya uingizaji ya FM, kwa hivyo masafa yatakuwa nusu kati ya alama na masafa ya nafasi wakati voltage ya uingizaji ya FM ni 0.5V na itakuwa 2x masafa ya alama wakati voltage ya uingizaji ya FM ni 2V. moduli pia inaweza kuwa amplitude moduli kupitia pini ya kuingiza AM. Moduli (oscillator) amplitude ya pato italingana na voltage inayotumika kwa pembejeo ya voltage ya AM. Ikiwa unatumia chanzo cha DC na voltage ya 1, kiwango cha pato kitakuwa 1V (hiyo inamaanisha kuwa itabadilika kati ya -1 na +1 V). Modulator ina matokeo mawili- sine na cosine. Maumbo ya mawimbi ni sawa kabisa isipokuwa ni digrii 90 nje ya awamu. Hii inaweza kuwa ya kufurahisha kwa matumizi ya sauti ya stereo. Kuna taarifa ya.tran ambayo inamwambia simulator hatua ya juu ya muda na muda wa masimulizi. Katika kesi hii, wakati wa mzunguko (jumla ya muda wa kuiga) = wakati wa faili ya sauti. Hiyo inamaanisha ikiwa utaendesha masimulizi kwa sekunde 10 utapata faili ya sauti ambayo ni sekunde 10. Kauli ya.save hutumiwa kupunguza kiwango cha data ambacho simulator itaokoa wakati inaendesha masimulizi. Kawaida huokoa voltages katika kila node na mikondo ndani na nje ya kila sehemu. Hiyo inaweza kuongeza hadi LOT ya data ikiwa mzunguko wako unakuwa mgumu au unaiga masimulizi marefu. Unapoendesha uigaji, chagua tu voltage moja au sasa kutoka kwenye orodha kwenye kisanduku cha mazungumzo na faili ya data (.raw) itakuwa ndogo, na masimulizi yatatekelezwa kwa kasi ya juu. Mwishowe, taarifa ya mawimbi inaambia simulator tengeneza faili ya sauti ya sauti ya sauti ya CD (bits 16 kwa kila sampuli, 44.1 ksps, njia mbili) kuweka voltage kwenye "OUTL" kwenye kituo cha kushoto na voltage kwenye "OUTR" kwenye kituo cha kulia. Faili ya.wav ina sampuli 16 kidogo. Utoaji kamili wa kiwango katika faili ya.wav (bits zote 16 kwenye sampuli imewashwa) hufanyika wakati pato linalopatikana ni +1 Volt au -1 Volt. Mzunguko wako wa synthesizer unapaswa kusanikishwa ili kutoa voltages sio zaidi ya +/- 1V nje kwa kila kituo, vinginevyo pato kwenye faili ya.wav "itakatwa" wakati wowote voltage inazidi +1 au -1 V. Kwa kuwa tunafanya faili ya sauti ambayo imechukuliwa kwa 44.1 ksps, tunahitaji simulator kuiga mzunguko angalau 44, mara 100 kwa sekunde, kwa hivyo tunaweka hatua ya kiwango cha juu hadi 1/44, sec 100 au karibu microseconds 20 (sisi).

Hatua ya 5: Aina zingine za Vyanzo vya Voltage, Aina zingine za Sauti

Synthesizer Analog inahitaji chanzo cha kelele za nasibu. Unaweza kutoa kelele ukitumia "chanzo cha voltage ya tabia" (bv) na unaweza kuiwasha na kuzima ukitumia "swichi inayodhibitiwa na voltage" (sw). Kutumia sehemu ya bv kutoa kelele inajumuisha kufafanua voltage kulingana na fomula. Fomula ya kuzalisha kelele inaonekana kama hii: V = nyeupe (saa * X) * Y Kazi nyeupe huunda voltage isiyo ya kawaida kati ya -0.5 na +0.5 V kwa kutumia wakati wa sasa kama mbegu. Kuweka Y hadi 2 hutoa +/- 1V swing. Kuweka X kati ya 1, 000 (1e3) na 100, 000 (1e5) huathiri wigo wa kelele na hubadilisha sauti. Kitufe cha kudhibiti voltage pia kinahitaji vigezo kadhaa kuwekwa katika taarifa ya modeli. Unaweza kutumia swichi nyingi zinazodhibitiwa na voltage na taarifa nyingi za mfano ili kufanya kila moja iwe na tabia tofauti ikiwa unataka. Lazima umwambie simulator "upinzani" na "mbali" na upeo wa kizingiti ambao hubadilisha. Vh ni "voltage ya hysteresis". Iweke kwa thamani nzuri kama 0.4V na hakutakuwa na sauti yoyote ya kubofya wakati swichi inafungua na kufungwa. chanzo- tazama rahisi_gated_noise.asc, hapa chini.

Hatua ya 6: Kengele, Ngoma, Matoazi, Kamba zilizopigwa

Kengele, ngoma, matoazi, na kamba zilizopigwa zote ni za kupiga. Wana wakati wa kupanda haraka na wakati wa kuoza kwa kasi. Hizo ni rahisi kuunda kwa kutumia sine na vyanzo vya voltage ya kitabia pamoja na mizunguko rahisi. Tazama "bell_drum_cymbal_string.asc" ya kimfumo. Vyanzo vya voltage vilivyopigwa na kontena, capacitor na diode huunda kuongezeka kwa kasi na fomu za mawimbi ya kuoza ya polepole inahitajika. Voltages hizo za pato huboresha matokeo ya vyanzo vya kitabia vilivyowekwa kama kelele za nasibu au vyanzo vya mawimbi ya sine. Wakati voltage ya chanzo iliyopigwa inakua haraka inachaji capacitor. Kisha capacitor hutoka kupitia kontena. Diode huweka chanzo cha voltage kutoka kwa kutoa capacitor wakati voltage ya chanzo iko sifuri. Thamani kubwa za kupinga huongeza wakati wa kutokwa. Unaweza kutaja wakati wa kuongezeka kwa chanzo kilichopigwa - matoazi ni chanzo cha nise na wakati wa kupanda haraka sana. Ngoma pia ni chanzo cha kelele ambacho hufanya kazi kwa masafa ya chini na ina wakati wa kuongezeka polepole. Kengele na kamba hutumia vyanzo vya mawimbi ya sine ambayo hutengenezwa na vyanzo vilivyopigwa pia. Kengele inafanya kazi kwa masafa ya juu na ina wakati wa kuongezeka haraka kuliko kamba. Run simulation na usikilize matokeo. Kumbuka kuwa ngoma inaonekana katika chaneli zote mbili wakati sauti zingine zote ziko kulia au kushoto. Vipinga viwili kwenye pato la ngoma vinawajibika kwa kuweka sauti katika chaneli zote mbili.

Hatua ya 7: Kuiweka Pamoja

Sawa, sasa umeona jinsi ya kutengeneza sauti kadhaa na jinsi ya kuunda bahasha na moduli ya moduli. Sasa ni wakati wa kuweka vyanzo kadhaa tofauti kwa skimu moja na kutoa kitu cha kupendeza kusikiliza. Je! Unapataje chanzo hicho cha kelele kuja kwenye muundo kwa sekunde 33? Je! Unawashaje kengele ya chiming kwa sekunde 16, kisha uizime, kisha uiwashe tena kwa sekunde 42? Njia moja ni kutumia chanzo cha voltage ya kitabia kutengeneza sauti inayotakikana kisha kuiwasha na kuzima kwa kuzidisha sauti inayozalisha voltage na voltage nyingine ambayo inazima na kuzima sauti, kama ilivyofanywa katika bell_drum_cymbal_string.asc. Unaweza kufanya kitu kama hicho ili kufifisha sauti ndani na nje. Wazo hapa ni kuweka sauti za kurudia kisha utumie vyanzo vya ziada kuongeza sauti hizo kwenye muundo wako wakati unaotakiwa kwa kuzidisha voltages zao na voltages za sauti. Unaweza kujumuisha voltages nyingi katika pato la mwisho la sauti unavyotaka, endelea kuzizidisha (sawa na mantiki "na") pamoja. Kwa kuanza sauti kila wakati watabaki katika usawazishaji kamili wakati wote wa utunzi ili hawatakuwa mapema au kuchelewa wakati wa muziki. Angalia muundo_1.asc. Kuna kengele mbili, moja katika kila kituo. Voltages za pulse_bell hufanya kazi wakati wote wa kuiga lakini sauti zinaonekana tu kwenye pato wakati V (bell_r) na V (bell_l) sio sawa na 0.

Hatua ya 8: Njia panda ya ufafanuzi

Sasisha 7 / 10- songa hadi chiniHapa kuna mzunguko ambao hutengeneza njia panda ya ufafanuzi inayotumika kwa vyanzo vya kelele. V1 na V2 hutengeneza njia panda zinazoanzia 0 na kupanda hadi volts X (kituo cha kushoto) na Y volts (kituo cha kulia) katika vipindi prd_l na prd_r. B1 na B3 hutumia fomula kugeuza barabara zilizo na laini kuwa njia panda za kielelezo zilizo na kiwango cha juu cha 1V. B2 na B4 huzaa kelele za nasibu ambazo ni amplitude iliyosimamiwa na njia panda za kielelezo na kwa vigezo amp_l na amp_r (udhibiti wa kiwango rahisi). Nimeambatanisha faili ya mp3 iliyotengenezwa na mzunguko huu ili uweze kusikia inasikika kama. Labda itabidi ubadilishe jina faili ili icheze. X na Y weka mipaka ya voltage ya njia panda. Hatimaye barabara zote mbili za kituo hupunguzwa hadi 1V, lakini kwa kuweka X na Y unaweza kudhibiti mwinuko wa njia panda ya ufafanuzi. Nambari ndogo kama 1 inatoa njia panda ya karibu, na idadi kubwa kama 10 inatoa njia panda ya mwinuko sana. Vipindi vya njia panda vimewekwa kwa kutumia vigezo prd_l na prd_r. Wakati wa kuongezeka kwa njia panda umewekwa kwa prd_l au prd_r thamani kupunguzwa 5 ms, na wakati wa kuanguka umewekwa kwa 5 ms. Wakati wa kuanguka kwa muda mrefu huzuia kubofya mwishoni mwa kila barabara kwani amplitude inashuka hadi sifuri.out_l na nje_r ni bidhaa za voltages za kelele za msingi za wakati, viwango vya njia panda ya ufafanuzi, na vigezo amp_l na amp_r. Kumbuka thamani ya kelele isiyo na mpangilio ya kituo hutumia "mbegu" tofauti na idhaa ya kushoto. Hiyo huweka kelele katika kila kituo bila mpangilio na tofauti na chaneli nyingine. Ikiwa unatumia mbegu hiyo hiyo, wakati huo huo thamani utapata thamani sawa sawa na sauti itaishia katikati badala ya kuonekana kama vyanzo viwili tofauti, moja katika kila kituo. Hii inaweza kuwa athari ya kufurahisha kucheza na… Sasisha: angalia kuwa muundo wa wimbi unatoka 0V kwenda kwa thamani nzuri. Ni bora kwa voltage kugeuza kati ya maadili sawa sawa na hasi. Niliunda upya mpango wa kufanya hivyo lakini iliongeza ugumu wa mlingano ambao unafafanua muundo wa mawimbi kidogo. Pakua exponential_ramp_noise.asc (kumbuka kuwa seva ya Maagizo itabadilisha jina na kiendelezi utakapoihifadhi).

Hatua ya 9: Rampu ya Ufafanuzi Inatumika kwa Wimbi la Sine

Ukurasa huu unaonyesha jinsi ya kutumia njia panda ya ufafanuzi kutoka hatua ya awali kurekebisha chanzo cha sine (kweli, sine na cosine). Chanzo cha voltage ya tabia hutumiwa kugeuza barabara kuu kuwa njia panda ya kielelezo ambayo huingiza uingizaji wa FM kwenye sehemu ya moduli 2. Amplitude imeundwa na njia panda ya kielelezo haraka na wimbi la polepole la sine. Sikiliza faili ya sampuli- inasikika kuwa ya kushangaza sana.

Hatua ya 10: Mapendekezo

1) Unaweza kutofautisha jumla ya muda wa kuiga - iwe fupi wakati unacheza na vifaa na wakati unapata sauti unayopenda, kisha weka simulator kukimbia kwa dakika 30 (sekunde 1800) au hata unapenda muda gani. Unaweza kunakili mizunguko kutoka ukurasa mmoja hadi mwingine na unaweza kutengeneza sketi ndogo ili uweze kuunganisha tu moduli ndogo za mzunguko pamoja kama kutumia ubao wa kiraka kwenye synthesizer halisi. 2) Kiwango cha sampuli ya CD ni 44.1 ksps. Ikiwa utaweka hatua ya juu zaidi ya saa 20 utapata pato "safi" kwa sababu simulator itakuwa na data inayopatikana kwa kila sampuli mpya. Ikiwa unatumia hatua ndogo ya muda masimulizi yatakuwa polepole na labda hayatakuwa na athari yoyote kwenye sauti. Ikiwa unatumia hatua ya muda mrefu unaweza kusikia upendeleo ambao unaweza kupenda au usipende. saizi ya faili.raw ndogo. Ikiwa hautachagua, voltages na mikondo YOTE itahifadhiwa na faili ya.raw itapata kubwa sana. 4) jaribu kutumia masafa ya chini sana kurekebisha masafa ya juu 5) jaribu kutumia masafa ya juu kurekebisha masafa ya chini. 6) unganisha matokeo kutoka kwa vyanzo kadhaa vya masafa ya chini na vyanzo kadhaa vya masafa ya juu kufanya vitu vivutie. 7) tumia chanzo cha voltage kilichopigwa ili kurekebisha sine au chanzo kingine kutoa mdundo. 8) tumia mizunguko ya analojia kuunda mapigo ya voltage kuwa kitu unachotaka. Tumia misemo ya hesabu kufafanua pato la chanzo cha voltage ya kitabiaFurahiya!