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Aug 31, 2023

하드웨어가 아닌 코드의 다이오드를 사용한 기타 왜곡

기타리스트는 의도적으로 신호에 모든 종류의 왜곡을 도입하는 것을 포함하여 자신의 설정에서 올바른 사운드를 얻기 위해 무엇이든 할 것입니다. 반직관적인 것 같지만,

기타리스트는 의도적으로 신호에 모든 종류의 왜곡을 도입하는 것을 포함하여 자신의 설정에서 올바른 사운드를 얻기 위해 무엇이든 할 것입니다. 반직관적인 것처럼 보이지만 적어도 올바르게 수행되면 작동합니다. 그런데 신호에 정확히 무슨 일이 일어나고 있는 걸까요? 그리고 시뮬레이션할 수 있는 방법이 있나요? 물론 그렇습니다. 약간의 수학과 Arduino 코드만 있으면 됩니다.

일렉트릭 기타의 신호를 수정하는 데는 다양한 기술이 있지만 아마도 가장 간단한 방법은 소박한 다이오드 클리핑 회로일 것입니다. 피드백 루프에서 직렬로 연결되거나 출력을 접지로 분류하는 역평행 다이오드가 있는 연산 증폭기를 사용합니다. 다이오드는 사인파의 상단과 하단을 잘라 구형파에 더 가까운 것으로 바꾸어 사운드를 더욱 풍성하게 만드는 추가 고조파를 추가합니다. 이는 하드웨어로 구현하기 쉬운 간단한 해킹이므로 많은 디스토션 페달이 상업적으로 이용 가능합니다.

아래 비디오에서 [Sebastian]은 이러한 왜곡이 알고리즘적으로 재현되기 매우 쉽다고 설명합니다. 그는 선형 부분, 2차 부분 및 하드 클리핑 기능이 포함된 계단 함수 등 실제로 매우 접근하기 쉬운 수학을 분석합니다. 그는 또한 계산량이 덜한 Schockley 다이오드 방정식에서 두 번째 자연 지수 계단 함수를 도출했습니다. 이러한 모델을 구현하기 위해 [Sebastian]은 ADC를 사용하여 기타 신호를 디지털화하고 두 알고리즘 각각에 DAC를 할당하는 Arduino GIGA R1 WiFi를 선택했습니다. 각 왜곡 효과에는 고유한 매력이 있습니다. 우리는 지수 알고리즘보다 더 엄격한 계단 함수를 선호하지만 스트로크는 다릅니다.

소화하기 어려운 주제를 이해하기 쉽게 다룬 [Sebastian]에게 감사드립니다. 우리는 기타 디스토션 페달이 다이오드 이론과 디지털 신호 처리에 대한 토끼굴로 이어질 것이라고는 전혀 기대하지 않았지만 그렇게 되어 기뻤습니다.