Entrée
Une véritable réverbération se produit dans la chambre de travail lorsque le son généré est réfléchi par les murs, les meubles, les personnes ou tout autre objet dans un espace tridimensionnel complexe. Le processus de réverbération naturel est illustré à la figure 1.
Figure 1. Réverbération en situation réelle.
Au bon vieux temps, la seule façon de reproduire l'effet de réverbération est d'utiliser une vraie caméra de réverbération - une grande pièce avec une géométrie complexe et un matériau soigneusement sélectionné pour les murs, avec des haut-parleurs et un microphone installés à certains endroits à l'intérieur de la caméra. La première tentative de simulation de réverbération dans une pièce sans véritable chambre de réverbération a été réalisée à l'aide d'un réservoir de réverbération à ressort (voir lien [1]). La conception de base de la réverbération à ressort est illustrée à la figure 2.
Figure 2. Conception du réservoir de réverbération à ressort
Le signal audio excite la bobine d'entrée, qui transfère les vibrations mécaniques à l'extrémité la plus proche du ressort, puis à son extrémité éloignée, et revient avec une amplitude décroissante. Des ondes complexes, transversales et longitudinales, sont générées à l'intérieur du ressort. Les ondes haute fréquence et basse fréquence se déplacent le long du ressort à différentes vitesses, et les connexions à ressort ajoutent de la réflexion. Pour obtenir des délais de durées diverses, des ressorts de différents types sont utilisés: épaisseur et type de métal, nombre de spires, diamètre du ressort. Le son réverbéré artificiellement créé par le ressort est ensuite capté par la bobine de sortie et renvoyé au circuit électronique pour le mixage avec le signal audio d'entrée et l'amplification.
Modélisation de réverbération numérique
Le traitement de l'effet de réverbération a été largement étudié et, de l'avis de l'auteur, peut être classé comme suit:
1. Reproduction de la réponse du système: cette méthode considère le système simulé comme une boîte noire, nous ne nous soucions pas de ce qui se passe à l'intérieur, et nous mesurons simplement la réponse de sortie en utilisant un «traitement de convolution» (voir lien [2]). Que le système simulé soit une vraie salle de concert ou un vrai réservoir de réverbération avec un ressort ou une plaque, cette méthode sera très simple à mettre en œuvre, mais le «traitement de convolution» nécessitera une puissance de calcul très élevée.
2. Modélisation physique: cette méthode analyse le processus physique du système simulé, le simule. Cela peut conduire à un son très réaliste, mais cela peut nécessiter des coûts de calcul importants en fonction de l'optimisation ou de la simplification mathématique du modèle. Un exemple de simulation de réverbération à ressort est donné en [3].
3. Modélisation synthétique: parfois l'auteur voit qu'un tel modèle est simplement un modèle simplifié d'approximation de la réponse du système par essais et erreurs. Par exemple, la réverbération Schreder [voir Link [4]) peut être configuré pour simuler la réverbération d'une salle de taille moyenne en définissant certaines valeurs pour un certain paramètre.
Implémentation de l'effet de réverbération dans un circuit électronique: réseau retardé et résonateurs analogiques accordés
Lorsque nous analysons le phénomène de réverbération comme un motif d'écho complexe, nous pouvons intuitivement construire un tel motif d'effet de réverbération en utilisant un réseau de lignes à retard. D'un autre côté, si nous analysons le phénomène de réverbération comme une résonance continue, nous pourrions penser que pour créer un tel effet, plusieurs résonateurs analogiques parallèles accordés sur différentes fréquences peuvent être utilisés. L'auteur y réfléchit depuis de nombreuses années. Veuillez indiquer à l'auteur dans les commentaires s'il existe déjà un circuit de réverbération analogique basé sur des résonateurs analogiques afin que l'auteur n'invente pas de vélo. Pour le moment, l'auteur s'est concentré sur une solution avec une chaîne de lignes à retard.
PT2399 Digital Delay Chip - Une solution économique pour un projet de pédale de réverbération bricolage
La technologie
CMOS PT2399 avancée
de Princeton gagne en popularité pour la conception d'un appareil avec une batterie de condensateurs commutables (BBD) pour stocker des échantillons audio en «analogique» en tant qu'implémentation d'une ligne à retard analogique. Le schéma de principe du PT2399 est illustré à la figure 3.
Figure 3. Schéma fonctionnel du CI de ligne à retard numérique PT2399
La puce de ligne à retard numérique est fabriquée dans un boîtier DIP à 16 broches abordable. Le temps de retard minimum est de 30 ms, le maximum est de 340 ms, et le réglage du retard peut être facilement modifié avec une résistance externe.
Diagramme de réverbération Hamuro Spring-Room-Hall pour une petite pièce
Figure 4. Schéma fonctionnel de la réverbération Hamuro Spring-Room-Hall
L'auteur a créé un schéma de réverbération très simple en utilisant 5 puces PT2399, qui peuvent simuler l'effet de la réverbération d'un ressort dans une pièce. Il a la capacité de contrôler le temps de retard, le volume et l'équilibre de la pièce. Lorsque le contrôle du volume de la pièce est réglé au minimum, il sonnera comme une réverbération à ressort, et s'il est réglé au maximum, il produira une réverbération comme dans une salle ou une cathédrale.
Concept de circuit complet
Un schéma de circuit complet est en cours de développement et de test. Le schéma de réverbération de base a été testé avec succès sur la plateforme
Deepstomp (
pédale d' effet numérique multi-effets DIY) et sera publié dans la deuxième partie de l'article (note de l'auteur).
Littérature1. L. Hammond, "Electical Musical Instrument", brevet américain 2230836, 2 février 1941
2.
Fons Adriansen, «Mesurer la réponse impulsionnelle acoustique avec ALIKI», 4e conférence audio internationale Linux: LAC20063.
Stefan Bilbao et Julian Parker, «The Virtual Spring Reverb Model», IEEE Sound, Speech and Language Processing Transactions, vol. 18, n ° 4, mai 2010, p. 7994. M. R. Schroeder (Bell Telephone Laboratories, Incorporated, Murray Hill, NJ),
The Natural Sound of Artificial Reverb, Audio Engineering Society, juillet 1962