Entrada
La reverberación real ocurre en la cámara de trabajo cuando el sonido generado se refleja desde paredes, muebles, personas o cualquier otro objeto en un espacio tridimensional complejo. El proceso de reverberación natural se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Reverberación en una situación real.
En los viejos tiempos, la única forma de reproducir el efecto de reverberación es usar una cámara de reverberación real: una sala grande con geometría compleja y material cuidadosamente seleccionado para las paredes, con altavoces y un micrófono instalados en ciertos lugares dentro de la cámara. El primer intento de simular la reverberación en una habitación sin una cámara de reverberación real se realizó utilizando un depósito de reverberación con un resorte (ver enlace [1]). El diseño básico de la reverb de resorte se muestra en la Figura 2.
Figura 2. Diseño del depósito de reverberación de resorte
La señal de audio excita la bobina de entrada, que transfiere vibraciones mecánicas al extremo más cercano del resorte, y luego a su extremo más alejado, y regresa con una amplitud decreciente. Las ondas complejas, tanto transversales como longitudinales, se generan dentro del resorte. Las ondas de alta frecuencia y baja frecuencia se mueven a lo largo del resorte a diferentes velocidades, y las conexiones de resorte agregan reflexión. Para obtener retrasos de varias duraciones, se utilizan resortes de varios tipos: espesor y tipo de metal, número de vueltas, diámetro del resorte. El sonido reverberado artificialmente creado por el resorte es capturado por la bobina de salida y devuelto al circuito electrónico para mezclarlo con la señal de audio de entrada y la amplificación.
Modelado de reverberación digital
El procesamiento del efecto de reverberación ha sido ampliamente estudiado y, en opinión del autor, se puede clasificar de la siguiente manera:
1. Reproducción de la respuesta del sistema: este método considera el sistema simulado como un recuadro negro, no nos importa lo que ocurra dentro de él, y solo medimos la respuesta de salida utilizando el "procesamiento de convolución" (ver enlace [2]). Independientemente de si el sistema simulado es una sala de conciertos real o un tanque de reverberación real con un resorte o una placa, este método será muy sencillo de implementar, pero el "procesamiento de convolución" requerirá una potencia informática muy alta.
2. Modelado físico: este método analiza el proceso físico del sistema simulado, lo simula. Esto puede conducir a un sonido muy realista, pero puede requerir costos computacionales significativos dependiendo de la optimización o simplificación matemática del modelo. Un ejemplo de simulación de reverberación de primavera se da en [3].
3. Modelado sintético: a veces el autor ve que dicho modelo es simplemente un modelo simplificado de aproximación de la respuesta del sistema por prueba y error. Por ejemplo, la reverberación de Schreder [ver El enlace [4]) se puede configurar para simular la reverberación de una sala de tamaño mediano mediante el establecimiento de ciertos valores para un determinado parámetro.
Implementación del efecto de reverberación en un circuito electrónico: red retardada y resonadores analógicos sintonizados
Cuando analizamos el fenómeno de reverberación como un patrón de eco complejo, podemos construir intuitivamente dicho patrón de efecto de reverberación utilizando una red de líneas de retardo. Por otro lado, si analizamos el fenómeno de reverberación como una resonancia continua, podríamos pensar que para crear dicho efecto, se pueden usar varios resonadores analógicos paralelos que se sintonizan a diferentes frecuencias. El autor ha estado pensando en esto por muchos años. Informe al autor en los comentarios si ya existe un circuito de reverberación analógico basado en resonadores analógicos para que el autor no invente una bicicleta. Por el momento, el autor se ha centrado en una solución con una cadena de líneas de retraso.
Chip de retardo digital PT2399: una solución económica para el proyecto DIY Reverb Pedal
La avanzada tecnología
CMOS PT2399 de Princeton está ganando popularidad para diseñar un dispositivo con un banco de condensadores conmutables (BBD) para almacenar muestras de audio en "analógico" como una implementación de una línea de retardo analógico. El diagrama de bloques del PT2399 se muestra en la Figura 3.
Figura 3. Diagrama de bloques de la línea de retardo digital PT2399 IC
El chip de línea de retardo digital está hecho en un paquete DIP asequible de 16 pines. El tiempo mínimo de retraso es de 30 ms, el máximo es de 340 ms, y la configuración de retraso se puede cambiar fácilmente con una resistencia externa.
Diagrama de bloques de reverberación Hamuro Spring-Room-Hall para una habitación pequeña
Figura 4. Diagrama de bloque de reverberación Hamuro Spring-Room-Hall
El autor creó un esquema de reverberación muy simple utilizando 5 chips PT2399, que pueden simular el efecto de la reverberación de un resorte en una habitación. Tiene la capacidad de controlar el tiempo de retraso, el volumen de la sala y el equilibrio. Cuando el control de volumen de la sala se establece en un mínimo, sonará como una reverb de resorte, y si se configura al máximo, producirá una reverb como en una sala o catedral.
Concepto de circuito completo
Se está desarrollando y probando un diagrama de circuito completo. El esquema de reverberación básico ha sido probado con éxito en la plataforma
Deepstomp (stompbox digital multiefectos de bricolaje), y se publicará en la segunda parte del artículo (nota del autor).
Literatura1. L. Hammond, "Electical Musical Instrument", patente de EE. UU. 2230836, 2 de febrero de 1941
2.
Fons Adriansen, "Medición de la respuesta al impulso acústico con ALIKI", 4a Conferencia internacional de audio de Linux: LAC20063.
Stefan Bilbao y Julian Parker, "The Virtual Spring Reverb Model", Transacciones de procesamiento de sonido, habla y lenguaje IEEE, vol. 18, N ° 4, mayo de 2010, p. 7994. M. R. Schroeder (Bell Telephone Laboratories, Incorporated, Murray Hill, NJ),
"El sonido natural de la reverberación artificial", Audio Engineering Society, julio de 1962