Vocoder - En Holy Grail Project, del to - 💡 Fix My Ideas

Vocoder - En Holy Grail Project, del to

Vocoder - En Holy Grail Project, del to


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Fange op med første del af Ray Wilson

Så hvordan kom jeg op med filtre til vokoder? Jeg startede ved at høre en af ​​mine all-time favoritbøger, Don Lancaster Den aktive filterkogebog, da jeg vidste, at jeg ville have brug for aktive bandpassfiltre til vokoder. Jeg besluttede på "multiple feedback bandpass filter" design, da det ville give mig Q og den gevinst jeg havde brug for ved brug af en op-amp per filter. Jeg eksperimenterede med filteret på et brødbræt et stykke tid for at se, hvordan de ændrede komponenter ændrede responsen.

Mit næste skridt var at se på internettet for aktive filterkalkulatorer, da vi som alle ved, hvis du kan forestille dig det, har nogen sikkert en webside dedikeret til det. Sikker nok er der flere værktøjer derude. Dem, jeg fandt mest nyttige var disse:

OKAWA Electric Design's Filter Calculators, Texas Instruments FilterPro og WEBENCH Filter Designer.

Jeg brugte de to første udførligt, men fandt den tredje også, og det ser interessant og nyttigt ud, så du vil måske gerne tjekke det selv.

Forskellen mellem værktøjerne er dette. Texas Instruments 'FilterPro indtager dine filterparametre og designer filteret, så du får et sæt komponentværdier. Du kan ændre en værdi i opløsningsfilteret, men derefter genberegner programmet værdierne for de andre komponenter for at opfylde de oprindelige filterkriterier, som blev indtastet i begyndelsen af ​​guiden-drevet designproces.

OKAWA understøtter en tovejskonstruktionsproces, der giver dig mulighed for at indtaste de ønskede komponentværdier, og du viser de resulterende filteregenskaber eller indtager filterkriterier og beregner de komponentværdier, der er nødvendige for at opfylde dem.

Hvad angår Texas Instruments 'FilterPro, undersøgte jeg ikke for at se, om du bare kunne indtaste værdier og få programmet til at fortælle dig, hvad det resulterende filters karakteristika ville være. Jeg er sikker på, at jeg kun har ridset overfladen af, hvad FilterPro kan gøre. Det er en gratis download, der helt sikkert hjælper dit syntetiske filter arbejde.

Efter at have eksperimenteret med mange filterbåndskonfigurationer, ramte jeg på en, som jeg kunne lide. Det bestod af følgende filtre (alle er multiple feedback designs):

3330 Hi-Pass Gain = -2,13 Q = .88 2546 Band-Pass Gain = -2,8 Q = 4,48 2001 Band-Pass Gain = -3,15 Q = 5,16 1495 Band-Pass Gain = -3,4 Q = 3,2 1013 Band-Pass Gain = -2,8 Q = 3,9 720 Band-Pass Gain = -2,8 Q = 3,7 542 Band-Pass Gain = -3,12 Q = 3,75 395 Band-Pass Gain = -2,5 Q = 3,7 285 Band-Pass Gain = -3 Q = 3,55 208 Band-Pass Gain = -2,4 Q = 4 154 Band-Pass Gain = -2,4 Q = 2,96 101 Lo-Pass Gain = -2,55 Q = .55

Kredsløbet i vokoder kan justeres for variationerne i kanalgevinsterne, og Q'erne er således, at båndpasfiltrene overlapper tilstrækkeligt, men ikke alt for meget mellem båndene. Q er i det væsentlige bandpassfilterets centerfrekvens divideret med bandpassfilterets passbandbåndbredde.

For eksempel kan 1013 hertz-kanalens Q på 3,9 bringe os tilbage til kanalens passbånds båndbredde. Opdeling 1013 af Q (3.9) opnår vi passbandbåndbredden på 260 Hz. Således vil et signal, der påføres filteret, have maksimal outputamplitude ved 1013 Hz og vil rulle til -3dB ved 1013 +/- (260/2) Hz.

Filteret fortsætter med at rulle i begge retninger med en hastighed, der afhænger af Q. Høj Q-filtre er mere selektive (og rulles hurtigere), og lav Q-filtre er mindre så (og rulles langsommere).

Jeg startede med værktøjet Texas Instruments FilterPro og brugte sin designguide, hvilket fører dig gennem indtastning af de relevante filteregenskaber. Jeg accepterede standardindstillingerne for alle, men disse parametre:

• Gain • Center Frekvens • Passband Bandwith • Option Filter Order - (Set Fixed at 2)

I FilterPros løsningskematiske visning skal du huske at ændre komponent tolerance specifikke valg. Jeg valgte E24 - 5% modstand og kondensatorværdier. Det gjorde jeg, så jeg faktisk kunne finde komponenterne i filteropløsningen værdier. Hvis du glemmer, får du nøjagtige opløsningskomponentværdier, som sandsynligvis ikke vil kunne opnås.

Når FilterPro vil vise sine opløsningskomponentværdier, vil jeg ofte sænke kondensatorværdierne med en faktor på 10, hvilket får programmet til at forøge opløsningsmodstandsværdierne for at opretholde de oprindeligt indtastede filteregenskaber. Efter beregning af de nødvendige komponentværdier med FilterPro registrerede jeg dem på et regneark.

Efter at have beregnet filterets komponenter ved hjælp af FilterPro, ville jeg gennemse til OKAWA Electric Design's Filter Calculators hjemmeside og indtaste værdierne i deres regnemaskine for at opnå den faktiske centerfrekvens, gain og Q-værdi. FilterPro-programmet gør sit bedste for at ramme målværdierne ved hjælp af de angivne tolerancer (E24 - 5%), men OKAWA-regnemaskinen viser dig de faktiske filteregenskaber for de indtastede værdier.

Jeg bemærkede, at mens jeg ofte var få hertz væk fra ideel, var gevinsterne meget tætte og Q'er var altid godt inden for ballparken. Jeg justerede en værdi eller to i OKAWA-regnemaskinen en tid eller to for at bringe centerfrekvenser tættere på hvad jeg ønskede, men disse var alle små værdiændringer fra dem, der blev opnået ved hjælp af FilterPro.

Med denne viden kan du eksperimentere med MFOS-vokoderens filteregenskaber, hvis du vil. Med vinteren på vej og min projektkø i OK-what's-næste tilstand, vil jeg nok have tid til at lave nogle eksperimenter selv om vinteren. Jeg har mit prototype vocoder board helt befolket, men jeg kan se, om tilføje flere filtre øger forståelsen (et uendeligt mål).

Tal med dig næste gang.



Du Kan Være Interesseret

Maker Faire Bay Area - 2011: En Maker Space Odyssey

Maker Faire Bay Area - 2011: En Maker Space Odyssey


Jeg drømmer om Jeannie-Themed badeværelse

Jeg drømmer om Jeannie-Themed badeværelse


Hvordan-til: Pom-Pom Car Bryllup Dekorationer

Hvordan-til: Pom-Pom Car Bryllup Dekorationer


Crowdsourced Arduino Q & A

Crowdsourced Arduino Q & A