ترکیب صدای آنالوگ در رایانه شما: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

مانند صدای آن سینت سایزرهای قدیمی آنالوگ؟ آیا می خواهید هر زمان که می خواهید ، به صورت رایگان با یکی در زمان دلخواه خود بازی کنید؟ اینجاست که وحشی ترین رویاهای Moog شما محقق می شوند. شما می توانید یک هنرمند ضبط الکترونیکی شوید یا فقط برای شنیدن صداهای جالب و سهل گیر برای پخش کننده mp3 خود اقدام کنید. تنها چیزی که نیاز دارید یک کامپیوتر است! همه اینها از طریق جادوی شبیه ساز مدار رایگان به نام LTSpice انجام می شود. اکنون می دانم که شما احتمالاً می گویید "Gee willikers، Tyler، من چیزی در مورد اجرای شبیه ساز مدار نمی دانم- که سخت به نظر می رسد!". نگران نباش ، بانکی! این آسان است و من چند الگو برای شروع به شما می دهم و اصلاح می کنم تا صداهای عجیب و غریبی را که می خواهید ایجاد کنید. مطمئن نیستید که ارزش تلاش را دارد؟ در اینجا پیوندی برای پخش فایل صوتی آماده (که از "compos_1.asc" در مرحله 7 این "ible" تهیه شده است) وجود دارد که می توانید آن را امتحان کنید. برای کاهش زمان بارگیری ، آن را از.wav به mp3 تبدیل کردم. https://www.rehorst.com/mrehorst/instructables/composition_1.mp3 صدای بیس پایینی در آن وجود دارد بنابراین با هدفون یا بلندگوهای خوب گوش دهید. اگر از آنچه می بینید خوشتان آمد به من رای دهید! توجه: من فایلهای شماتیک را برای LTSpice ضمیمه کرده ام که می توانید در رایانه خود اجرا کنید ، اما به دلایلی وقتی سعی می کنید آنها را بارگیری کنید ، نامها و برنامه های افزودنی تغییر می کند. محتویات فایل ها خوب به نظر می رسند ، بنابراین پس از بارگیری فایل ها فقط نام و پسوندها را تغییر دهید و باید کار کنند. نام ها و برنامه های افزودنی صحیح روی نمادهایی که برای بارگیری روی آنها کلیک می کنید نشان داده می شود.

مرحله 1: اولین چیزها ابتدا

LTSpice یک برنامه ویندوز است ، اما اجازه ندهید که شما را ناامید کند. در لینوکس تحت Wine خوب اجرا می شود. من گمان می کنم مشکلی در اجرای آن در سرویس گیرنده VMWare ، VirtualBox یا سایر ابزارهای مجازی سازی تحت لینوکس وجود ندارد و احتمالاً در مک نیز وجود دارد. یک نسخه از LTSpice برای Windows (ugh!) را از اینجا بارگیری کنید: https://www.linear.com/ designtools/software/ltspice.jsp آن را نصب کنید. LTSpice چیست؟ این یک شبیه ساز مدار زمان است که همه علاقه مندان به وسایل الکترونیکی باید بدانند چگونه از آن استفاده کنند. من قصد ندارم آموزش مفصلی در مورد نحوه کار در اینجا ارائه دهم ، اما چند مورد را که باید در راه رفتن بدانید ، توضیح خواهم داد. یک کلمه هشدار- به راحتی می توان فرکانس های بسیار کم تولید کرد یا خیلی بلند برای شنیدن اگر این کار را بکنید و بلندگوهای گران قیمت خود را با آمپر قدرت بالا هدایت کنید ، ممکن است فقط بلندگوها/آمپر خود را به اندازه بیت به صدا درآورید. همیشه قبل از پخش مجدد شکل موج ها به آنها نگاه کنید و مراقب باشید که برای اولین بار که یک فایل را برای اولین بار پخش می کنید ، صدا را محدود کنید تا ایمن باشید. همیشه ایده خوبی است که فایل ها را از طریق هدفون ارزان قیمت و با صدای کم قبل از امتحان بلندگوها پخش کنید.

مرحله 2: ورودی

ورودی شبیه ساز در قالب یک نمودار شماتیک است. شما اجزا را انتخاب می کنید ، آنها را روی شماتیک قرار می دهید ، سپس آنها را به هم وصل می کنید. هنگامی که مدار شما کامل شد ، به شبیه ساز می گویید که چگونه می خواهید مدار را شبیه سازی کند و چه نوع خروجی را می خواهید. نگاهی به طرح کلی به نام resistors.asc بیندازید. خواهید دید که یک مدار وجود دارد که شامل منبع ولتاژ ، یک جفت مقاومت ، یک گره خروجی برچسب زده شده ، یک زمین و یک خط فرمان متنی است. بیایید به هر یک نگاه کنیم. در حال حاضر زمان خوبی برای باز کردن فایل مدار پیوندی زیر است. زمینه: این جزء بسیار مهم در شماتیک شما است. شما باید زمینی متصل به حداقل یک نقطه در مدار خود داشته باشید وگرنه نتایج بسیار عجیبی از شبیه سازی های شما به دست می آید. منبع ولتاژ: اگر در مدار ولتاژ ایجاد می کنید ، باید به آن AC یا DC بگویید (یا چیزی پیچیده تر) ، ولتاژ چیست ، "مقاومت داخلی" منبع و غیره. می توانید با کلیک راست با اشاره گر روی منبع ، آن پارامترها را وارد کنید. تنها چیزی که واقعاً نیاز دارید مقاومت برای شبیه سازی های ساده است. مقاومت ها: درک مقاومت ها بسیار آسان است. برای تعیین مقدار مقاومت کافیست راست کلیک کنید. پارامترهای دیگر را که ممکن است در آنجا پنهان شوند نادیده بگیرید. گره های ورودی و خروجی دارای برچسب: فقط نام گره های موجود در مدار که کاربر پسند هستند.- از نام هایی مانند "خروجی" ، "ورودی" و غیره استفاده کنید. دستورالعمل شبیه سازی: عبارت.tran به شبیه ساز می گوید که چگونه می خواهید مدار شبیه سازی شود. این یک شبیه ساز حوزه زمانی است به این معنی که مدار را در نقاط مختلف زمان تجزیه و تحلیل می کند. شما باید به آن بگویید که حداکثر گام زمانی باید چقدر باشد و شبیه سازی باید در "زمان مدار" چه مدت اجرا شود ، نه زمان واقعی. اگر به شبیه ساز بگویید که 10 ثانیه از مدار را اجرا کند و حداکثر گام زمانی را روی 0.001 ثانیه تنظیم کنید ، مدار را حداقل 10 هزار بار (10 ثانیه/0.001 ثانیه) تجزیه و تحلیل کرده و سپس متوقف می شود. هنگامی که شبیه سازی اجرا می شود ، ولتاژ هر گره در مدار و جریانهای داخل و خارج از هر گره در هر مرحله زمانی محاسبه و ذخیره می شود. همه این اطلاعات برای نمایش روی صفحه نمایش مانند صفحه اسیلوسکوپ (زمان محور افقی ، ولتاژ یا جریان در محور عمودی) در دسترس خواهد بود. همچنین ، می توانید خروجی را به یک فایل صوتی.wav ارسال کنید که می توانید روی آن پخش کنید رایانه ، روی سی دی رایت کنید یا برای پخش روی mp3 پلیر خود به mp3 تبدیل کنید. بعداً در مورد آن…

مرحله 3: خروجی

خروجی می تواند یک نمودار گرافیکی از ولتاژ در برابر زمان ، ولتاژ در مقابل ولتاژ و غیره باشد ، یا یک فایل متنی متشکل از دسته ای از ولتاژها یا جریانها در هر مرحله زمانی ، یا یک فایل صوتی.wav که قرار است در آن بسیار استفاده کنیم. این قابل آموزش است. فایل "resistors.asc" را بارگیری و باز کنید. روی نماد مرد کوچک در حال اجرا (قسمت چپ بالای صفحه) کلیک کنید و مدار باید اجرا شود. اکنون بر روی برچسب "OUT" در مدار کلیک کنید. شما ولتاژ با برچسب "خروجی" را در خروجی گرافیکی در امتداد یک محور افقی که زمان را نشان می دهد ، مشاهده خواهید کرد. این ولتاژی است که نسبت به زمین اندازه گیری می شود (به همین دلیل شما در هر مدار حداقل به یک زمین نیاز دارید!). اینها اصول اولیه هستند. سعی کنید یکی از مقادیر مقاومت یا ولتاژ را تغییر دهید ، سپس شبیه سازی را دوباره اجرا کرده و ببینید چه اتفاقی برای ولتاژ خروجی می افتد. اکنون می دانید چگونه یک شبیه ساز مدار را اجرا کنید. راحت بود مگه نه؟

مرحله 4: اکنون کمی صدا

مدار موسوم به "dizzy.asc" را باز کنید. این یک سر و صدا ساز عجیب است که از یک تعدیل کننده و چند منبع ولتاژ برای تولید یک فایل صوتی با کیفیت CD (16 بیت ، 44.1 کیلو ثانیه ، 2 کانال) استفاده می کند که می توانید با آن بازی کنید. جزء تعدیل کننده در واقع یک نوسان ساز است. فرکانس و دامنه هر دو مانند VCO و VCA در سینت سایزر آنالوگ واقعی قابل تنظیم هستند. شکل موج همیشه سینوسی است ، اما راه هایی برای تغییر آن وجود دارد- بعداً در مورد آن بیشتر توضیح دهید. محدوده فرکانس توسط پارامترهای علامت و فاصله تعیین می شود. علامت فرکانس زمانی است که ولتاژ ورودی FM 1V و فضا فرکانسی است که ولتاژ ورودی FM 0V است. فرکانس خروجی یک تابع خطی از ولتاژ ورودی FM است ، بنابراین فرکانس در زمانی که ولتاژ ورودی FM 0.5V 0.5V است ، بین فرکانس های علامت و فضا و در زمانی که ولتاژ ورودی FM 2V است 2 برابر فرکانس علامت خواهد بود. تعدیل کننده همچنین می تواند دامنه را از طریق پین ورودی AM تعدیل کند. دامنه خروجی تعدیل کننده (نوسان ساز) با ولتاژ اعمال شده به ورودی ولتاژ AM مطابقت دارد. اگر از منبع DC با ولتاژ 1 استفاده می کنید ، دامنه خروجی 1 ولت خواهد بود (به این معنی که بین -1 تا +1 ولت متغیر است). تعدیل کننده دارای دو خروجی سینوس و کسینوس است. شکل موجها دقیقاً یکسان هستند با این تفاوت که 90 درجه خارج از فاز هستند. این می تواند برای برنامه های صوتی استریو سرگرم کننده باشد. یک عبارت.tran وجود دارد که حداکثر گام زمانی و مدت زمان شبیه سازی را به شبیه ساز می گوید. در این حالت ، زمان مدار (زمان شبیه سازی کل) = زمان فایل صوتی. این بدان معناست که اگر شبیه سازی را به مدت 10 ثانیه اجرا کنید ، یک فایل صوتی به طول 10 ثانیه دریافت خواهید کرد. عبارت.save برای به حداقل رساندن مقدار داده ای که شبیه ساز در هنگام اجرای شبیه سازی ذخیره می کند ، استفاده می شود. به طور معمول ولتاژهای هر گره و جریانهای داخل و خارج از هر جزء را ذخیره می کند. اگر مدار شما پیچیده شود یا یک شبیه سازی طولانی را اجرا کنید ، این می تواند مقدار زیادی داده را اضافه کند. هنگامی که شبیه سازی را اجرا می کنید ، فقط یک ولتاژ یا جریان را از لیست موجود در کادر محاوره ای انتخاب کنید و فایل داده (.raw) کوچک است و شبیه سازی با حداکثر سرعت اجرا می شود. در نهایت ، عبارت.wave به شبیه ساز می گوید ایجاد یک فایل صوتی استریو با کیفیت CD (16 بیت در هر نمونه ، 44.1 کیلو ثانیه ، دو کانال) ولتاژ را در "OUTL" در کانال چپ و ولتاژ را در "OUTR" در کانال راست قرار دهید. فایل.wav از 16 نمونه بیت تشکیل شده است. خروجی مقیاس کامل در فایل.wav (همه 16 بیت نمونه روشن است) زمانی اتفاق می افتد که ولتاژ خروجی دقیقاً +1 ولت یا -1 ولت باشد. مدار سینت سایزر شما باید طوری تنظیم شود که ولتاژی بیش از +/- 1V در هر کانال ایجاد نکند ، در غیر این صورت هر زمان که ولتاژ از +1 یا -1 ولت فراتر رود ، خروجی فایل.wav "قطع" می شود. یک فایل صوتی که با 44.1 کیلو ثانیه نمونه برداری می شود ، به شبیه ساز نیاز داریم تا مدار را حداقل 44 بار ، 100 بار در ثانیه شبیه سازی کند ، بنابراین حداکثر مرحله زمانی را روی 1/44 ، 100 ثانیه یا حدود 20 میکروثانیه (ما) تنظیم می کنیم.

مرحله 5: انواع دیگر منابع ولتاژ ، انواع دیگر صداها

یک سینت سایزر آنالوگ به منبع نویز تصادفی نیاز دارد. شما می توانید با استفاده از "منبع ولتاژ رفتاری" (bv) نویز ایجاد کنید و می توانید آن را با استفاده از "کلید کنترل ولتاژ" (sw) روشن و خاموش کنید. استفاده از مولفه bv برای ایجاد نویز شامل تعریف ولتاژ بر اساس فرمول است. فرمول ایجاد سر و صدا به این شکل است: V = سفید (زمان*X)*Y تابع سفید با استفاده از مقدار زمان فعلی به عنوان یک دانه ، ولتاژ تصادفی بین -0.5 تا +0.5 ولت ایجاد می کند. تنظیم Y روی 2 نوسان +/- 1V را ایجاد می کند. تنظیم X بین 1 ، 000 (1e3) و 100 ، 000 (1e5) بر طیف نویز تأثیر می گذارد و صدا را تغییر می دهد. سوئیچ کنترل شده با ولتاژ نیز نیاز به برخی پارامترها دارد تا در دستور.model تنظیم شود. در صورت تمایل می توانید از چندین کلید کنترل ولتاژ و دستورات مدل مختلف استفاده کنید. شما باید مقاومت "روشن" و "خاموش" و ولتاژ آستانه ای که در آن تغییر می کند را به شبیه ساز بگویید. Vh "ولتاژ پسماند" است. آن را روی مقادیر مثبتی مانند 0.4V تنظیم کنید و هنگام باز و بسته شدن کلید هیچ صدایی کلیک نمی شود. >>> به روز رسانی: در اینجا راهی ساده تر برای ایجاد منبع سر و صدا وجود دارد- فقط ولتاژ نویز را در یک ضربان ضرب کنید. source- به easy_gated_noise.asc ، در زیر مراجعه کنید.

مرحله ششم: زنگ ، طبل ، سنج ، تارهای کشیده شده

زنگ ها ، طبل ها ، سنج ها و سیم های کنده شده همگی ضربه ای هستند. آنها دارای زمان افزایش نسبتاً سریع و زمان پوسیدگی نمایی هستند. ایجاد آنها با استفاده از منابع ولتاژ سینوسی و رفتاری به همراه چند مدار ساده آسان است. به طرح کلی "bell_drum_cymbal_string.asc" نگاه کنید. منابع ولتاژ پالسی همراه با مقاومت ، خازن و دیود شکل موجهای سریع و سریع پوسیدگی نمایی مورد نیاز را ایجاد می کنند. آن ولتاژهای خروجی ، خروجی های منابع رفتاری را که به عنوان سر و صدای تصادفی یا منابع موج سینوسی تنظیم شده اند ، تعدیل می کند. هنگامی که ولتاژ منبع پالس افزایش می یابد ، خازن را به سرعت شارژ می کند. سپس خازن از طریق مقاومت تخلیه می شود. دیود منبع ولتاژ را از تخلیه خازن در زمان صفر بودن منبع جلوگیری می کند. مقادیر بزرگتر مقاومت زمان تخلیه را افزایش می دهد. شما می توانید زمان ظهور منبع نبض دار را تعیین کنید - سنج یک منبع خفیف با زمان بلند شدن بسیار سریع است. درام همچنین منبع نویز است که با فرکانس پایین کار می کند و زمان بلندتر کند شدن دارد. زنگ و رشته از منابع موج سینوسی استفاده می کنند که توسط منابع پالس نیز تعدیل می شوند. زنگ با فرکانس بالاتری کار می کند و زمان افزایش سریع تری نسبت به رشته دارد. شبیه سازی را اجرا کرده و به نتیجه گوش دهید. توجه داشته باشید که درام در هر دو کانال ظاهر می شود در حالی که سایر صداها به صورت راست یا چپ هستند. دو مقاومت در خروجی درام مسئول قرار دادن صدا در هر دو کانال هستند.

مرحله 7: همه چیز را با هم ترکیب کنید

خوب ، حالا شما نحوه ایجاد برخی از صداها و نحوه شکل دادن به پاکت ها و تعدیل فرکانس آنها را مشاهده کرده اید. اکنون وقت آن است که چند منبع مختلف را در یک شماتیک واحد جمع آوری کرده و چیزی جالب برای گوش دادن ایجاد کنید. چگونه می توانید منبع نویز را در 33 ثانیه وارد ترکیب کنید؟ چگونه می توانید آن زنگ را در 16 ثانیه روشن کنید ، سپس آن را خاموش کنید ، سپس آن را در 42 ثانیه دوباره روشن کنید؟ یک راه این است که از منبع ولتاژ رفتاری برای ایجاد صدای دلخواه استفاده کنید و سپس آن را با ضرب ولتاژ تولید کننده صدا در ولتاژ دیگری که صدا را خاموش و روشن می کند ، روشن و خاموش کنید ، همانطور که در bell_drum_cymbal_string.asc انجام شد. شما می توانید همین کار را برای محو کردن صداها در داخل و خارج انجام دهید. ایده اینجا این است که صداهای تکراری را تنظیم کنید و سپس از منابع اضافی برای افزودن این صداها به ترکیب خود در زمان های دلخواه با ضرب ولتاژ آنها در ولتاژهای صدا استفاده کنید. شما می توانید هر مقدار که می خواهید در خروجی صدای نهایی ولتاژ وارد کنید ، فقط آنها را ضرب کنید (همانند منطقی "و") با هم. با شروع یکباره صداها در سراسر آهنگسازی هماهنگ می شوند بنابراین هرگز در زمان موسیقی زود یا دیر نخواهند بود. ترکیب بندی را ببینید. 1.asc. دو زنگ وجود دارد ، یکی در هر کانال. ولتاژهای پالس_زنگ در سراسر شبیه سازی عمل می کنند اما صداها فقط زمانی در خروجی ظاهر می شوند که V (bell_r) و V (bell_l) برابر 0 نباشند.

مرحله 8: شیب نمایی

به روز رسانی 7/10- به پایین بروید در اینجا مدار وجود دارد که یک سطح شیب دار نمایی را ایجاد می کند که روی یک جفت منبع نویز اعمال می شود. V1 و V2 رمپ های خطی ایجاد می کنند که از 0 شروع می شود و در دوره های prd_l و prd_r تا ولتاژ X (کانال چپ) و Y ولت (کانال راست) افزایش می یابد. B1 و B3 از یک فرمول برای تبدیل رمپ های خطی به رمپ نمایی با حداکثر دامنه 1 ولت استفاده می کنند. B2 و B4 سر و صدای تصادفی تولید می کنند که دامنه آن توسط رمپ های نمایی و با پارامترهای amp_l و amp_r (کنترل های سطح ساده) تعدیل می شود. من یک فایل mp3 تولید شده توسط این مدار را ضمیمه کرده ام تا بتوانید صدایش را بشنوید. احتمالاً باید فایل را تغییر نام دهید تا پخش شود. X و Y محدودیت ولتاژ رمپ های خطی را تعیین می کنند. در نهایت رمپ های هر دو کانال به 1 ولت می رسد ، اما با تنظیم X و Y می توانید شیب سطح شیب دار نمایی را کنترل کنید. یک عدد کوچک مانند 1 یک سطح شیب دار تقریباً خطی و یک عدد بزرگ مانند 10 یک سطح شیب دار بسیار شیب دار را نشان می دهد. دوره های سطح شیب دار با استفاده از پارامترهای prd_l و prd_r تنظیم می شوند. زمان افزایش سطح شیب دار روی مقدار prd_l یا prd_r منهای 5 میلی ثانیه و زمان سقوط 5 میلی ثانیه تنظیم شده است. زمان طولانی سقوط از کلیک کردن در انتهای هر سطح شیب دار جلوگیری می کند زیرا دامنه به صفر می رسد. out_l و out_r حاصل ولتاژهای نویز تصادفی بر اساس زمان ، ولتاژهای رمپ نمایی و پارامترهای amp_l و amp_r هستند. توجه داشته باشید که مقدار نویز تصادفی کانال راست از "دانه" متفاوت از کانال سمت چپ استفاده می کند. این نویز را در هر کانال تصادفی و متفاوت از کانال مقابل نگه می دارد. اگر از دانه یکسان استفاده کنید ، در همان زمان مقدار مشابهی خواهید داشت و صدا به جای آنکه به عنوان دو منبع مختلف ، یکی در هر کانال تصور شود ، در مرکز قرار می گیرد. این می تواند یک اثر جالب برای بازی با … به روز رسانی: توجه داشته باشید که شکل موج از 0V به مقداری مثبت می رسد. بهتر است ولتاژ بین مقادیر مساوی مثبت و منفی متغیر باشد. من شماتیک را دقیقاً برای انجام آن کار کردم ، اما پیچیدگی معادله ای را که شکل موج را مشخص می کند کمی افزایش داد. exponential_ramp_noise.asc را بارگیری کنید (به یاد داشته باشید که سرور Instructables هنگام ذخیره نام و پسوند آن را تغییر می دهد).

مرحله 9: رمپ نمایی اعمال شده بر روی موج سینوسی

این صفحه نحوه استفاده از سطح شیب دار مرحله قبل برای تعدیل منبع سینوسی (در واقع سینوس و کسینوس) را نشان می دهد. منبع ولتاژ رفتاری برای تبدیل یک سطح شیب دار خطی به یک سطح شیب دار که ورودی FM را روی یک جزء modulate2 هدایت می کند ، مورد استفاده قرار می گیرد. دامنه توسط یک سطح شیب دار سریع و یک موج سینوسی آهسته تعدیل می شود. به فایل نمونه گوش دهید- بسیار عجیب به نظر می رسد.

مرحله دهم: پیشنهادات

1) می توانید کل زمان شبیه سازی را تغییر دهید - هنگام بازی با اجزاء و زمانی که به صدای دلخواه خود رسیدید ، آن را کوتاه نگه دارید ، سپس شبیه ساز را برای 30 دقیقه (1800 ثانیه) یا هر زمان که دوست دارید تنظیم کنید. شما می توانید مدارها را از صفحه ای به صفحه دیگر کپی کنید و می توانید زیر مدارها را بسازید تا بتوانید ماژول های مدار کوچک را به هم متصل کنید ، مانند استفاده از پچ برد در سینت سایزر واقعی. 2) نرخ نمونه CD 44.1 کیلو ثانیه است. اگر حداکثر زمان را تا 20 درجه کاهش دهید ، خروجی "تمیز" دریافت خواهید کرد ، زیرا شبیه ساز داده هایی را برای هر نمونه جدید در دسترس خواهد داشت. اگر از گام زمانی کوچکتر استفاده کنید ، شبیه سازی کند خواهد بود و احتمالاً هیچ تاثیری بر صدا نخواهد داشت. اگر از مرحله زمانی طولانی تری استفاده می کنید ، ممکن است برخی از نام های مستعار را بشنوید که ممکن است دوست داشته باشید یا نداشته باشید. اندازه فایل the.raw کوچک است. اگر انتخابی انجام ندهید ، همه ولتاژها و جریانها ذخیره می شوند و فایل.raw بسیار بزرگ می شود. 4) از فرکانسهای بسیار پایین برای تعدیل فرکانسهای بالاتر استفاده کنید 5) از فرکانسهای بالاتر برای تعدیل فرکانسهای پایین استفاده کنید. 6) 7) از منابع ولتاژ پالس برای تعدیل سینوسی یا منبع دیگر برای ارائه ریتم استفاده کنید. 8) از مدارهای آنالوگ برای شکل دادن پالس های ولتاژ به چیزی که می خواهید استفاده کنید. 9) از عبارات ریاضی برای تعریف خروجی منبع ولتاژ رفتاری استفاده کنید لذت ببرید!