Entrada
A reverberação real ocorre na câmara de trabalho quando o som gerado é refletido em paredes, móveis, pessoas ou qualquer outro objeto em um espaço tridimensional complexo. O processo de reverb natural é mostrado na Figura 1.
Figura 1. Reverb em uma situação real.
Nos bons velhos tempos, a única maneira de reproduzir o efeito de reverberação é usar uma câmera de reverberação real - uma sala grande com geometria complexa e material cuidadosamente selecionado para as paredes, com alto-falantes e microfone instalados em determinados locais dentro da câmera. A primeira tentativa de simular reverberação em uma sala sem uma câmara de reverberação real foi realizada usando um reservatório de reverberação com uma mola (consulte o link [1]). O design básico do reverb de mola é mostrado na Figura 2.
Figura 2. Projeto do reservatório de reverb de mola
O sinal de áudio excita a bobina de entrada, que transfere vibrações mecânicas para o final mais próximo da mola e depois para o extremo oposto, e retorna com amplitude decrescente. Ondas complexas, transversais e longitudinais, são geradas dentro da primavera. As ondas de alta e baixa frequência se movem ao longo da mola em velocidades diferentes, e as conexões da mola adicionam reflexão. Para obter atrasos de várias durações, são utilizadas molas de vários tipos: espessura e tipo de metal, número de voltas, diâmetro da mola. O som reverberado artificialmente criado pela mola é capturado pela bobina de saída e retornado ao circuito eletrônico para mistura com o sinal de áudio de entrada e amplificação.
Modelagem de Reverb Digital
O processamento do efeito reverb foi amplamente estudado e, na opinião do autor, pode ser classificado da seguinte forma:
1. Reprodução da resposta do sistema: esse método considera o sistema simulado como uma caixa preta, não nos importamos com o que acontece dentro dele e apenas medimos a resposta de saída usando o "processamento de convolução" (consulte o link [2]). Independentemente de o sistema simulado ser uma sala de concertos real ou um tanque de reverb real com uma mola ou uma placa, esse método será muito simples de implementar, mas o "processamento de convolução" exigirá um poder de computação muito alto.
2. Modelagem física: este método analisa o processo físico do sistema simulado, simula-o. Isso pode levar a um som muito realista, mas pode exigir custos computacionais significativos, dependendo da otimização ou simplificação matemática do modelo. Um exemplo de simulação de reverb de mola é dado em [3].
3. Modelagem sintética: algumas vezes o autor vê que esse modelo é simplesmente um modelo simplificado de aproximação da resposta do sistema por tentativa e erro. Por exemplo, o reverb Schreder [consulte O link [4]) pode ser configurado para simular a reverberação de uma sala de tamanho médio, definindo certos valores para um determinado parâmetro.
Implementação do efeito de reverb em um circuito eletrônico: rede atrasada e ressonadores analógicos sintonizados
Quando analisamos o fenômeno de reverberação como um padrão de eco complexo, podemos intuitivamente construir esse padrão de efeito de reverberação usando uma rede de linhas de atraso. Por outro lado, se analisarmos o fenômeno da reverberação como uma ressonância contínua, poderemos pensar que, para criar esse efeito, vários ressonadores analógicos paralelos sintonizados em diferentes frequências podem ser usados. O autor pensa sobre isso há muitos anos. Informe o autor nos comentários se já existe um circuito de reverb analógico baseado em ressonadores analógicos para que o autor não invente uma bicicleta. No momento, o autor se concentrou em uma solução com uma cadeia de linhas de atraso.
Chip de atraso digital PT2399 - uma solução de orçamento para o projeto de pedais de reverberação DIY
A avançada tecnologia
CMOS PT2399 de Princeton está ganhando popularidade ao projetar um dispositivo com um banco de capacitores comutável (BBD) para armazenar amostras de áudio em "analógico" como uma implementação de uma linha de atraso analógica. O diagrama de blocos do PT2399 é mostrado na Figura 3.
Figura 3. Diagrama de blocos do IC da linha de atraso digital PT2399
O chip da linha de atraso digital é fabricado em um pacote DIP acessível de 16 pinos. O tempo de atraso mínimo é de 30 ms, o máximo é de 340 ms e a configuração do atraso pode ser facilmente alterada com um resistor externo.
Diagrama de blocos de reverb Hamuro Spring-Room-Hall para uma pequena sala
Figura 4. Diagrama de blocos do Hamuro Spring-Room-Hall Reverb
O autor criou um esquema de reverb muito simples usando 5 chips PT2399, que podem simular o efeito da reverberação de uma mola em uma sala. Tem a capacidade de controlar o tempo de atraso, o volume da sala e o equilíbrio. Quando o controle de volume da sala estiver definido no mínimo, ele soará como um reverb de mola e, se estiver no máximo, produzirá um reverb como em um salão ou catedral.
Conceito de circuito completo
Um diagrama de circuito completo está em desenvolvimento e teste. O esquema de reverb básico foi testado com sucesso na plataforma
Deepstomp (stompbox digital multi-efeito DIY) e será publicado na segunda parte do artigo (nota do autor).
Literatura1. L. Hammond, "Electical Musical Instrument", patente US 2230836, 2 de fevereiro de 1941
2.
Fons Adriansen, “Medindo a resposta de impulso acústico com a ALIKI”, 4ª Conferência Internacional de Áudio em Linux: LAC20063.
Stefan Bilbao e Julian Parker, “O Modelo Virtual de Reverb de Mola”, Transações de Processamento de Som, Fala e Linguagem do IEEE, vol. 18, nº 4, maio de 2010, página 7994. M. R. Schroeder (Bell Telephone Laboratories, Incorporated, Murray Hill, NJ),
"O som natural da reverberação artificial", Audio Engineering Society, julho de 1962