Здравствуйте, форумчане! После долгого непосещения форума прихожу сразу с новой бредовой идеей.

Излагаю суть - в рамках настоящей темы я предлагаю озадачиться точным моделированием всех процессов, происходящий в ламповом каскаде с последующей реализацией модели в виде какой-нибудь автономной цифровой системы. То есть по сути я предлагаю создать классический гитарный процессор - АЦП - обработка - ЦАП. Но только я предлагаю делать это по-ламповому - смоделировать ВСЕ процессы в ламповом каскаде, в том числе уплывание рабочей точки, влияние питания.

В случае, если это получится сделать и хватит вычислительной мощности выбранной платформы, то результат должен быть хорош и гибок - качество будет мало отличаться от оригинального преампа (разъяснение через одно предложение), при этом можно на лету менять любые параметры системы, или вообще переключаться между двумя разными усилами.

Касательно качества. На форуме бытует мнение, что любое АЦ или ЦА - преобразование напрочь убивает звук. Все слушают свои тру-аналоговые преампы в оцифрованном виде, и все хорошо. Очевидно, что оцифровка сигнала до обработки будет вносить искажений в Ку раз больше, что может быть и 50Дб. Тем не менее искажения все равно эффективно маскируются шумом гитары. Доказательством данного утверждения является технология реампинга. Когда записывается ди-сигнал с гитары, а потом в студийных условиях воспроизводится во вход тру-головы, а результат записывается и опять оцифровывается. У меня знакомые писались таким способом, и качество меня порадовало - ощутимой деградации звука не произошло. Предлагаемая система должна быть даже лучше - до обработки применяется только АЦ преобразование, в отличие от АЦ - ЦА в реампинге. Сам процесс цифровой обработки не привнесет ничего нежелаемого в звук - никакая цифровая фильтрация или пропускание сигнала через нелинейные функции не приводит к увеличению шума и прочим нежелательным эффектам.

Возможно, коммерческое применение ограничено - физическая реализация данного проекта потребует большой вычислительной мощности. Но главная цель данного проекта - получение полной аналитической модели лампового каскада, которую уже можно будет применять не только в настоящем проекте.

Аналитическое описание предлагаю делать в MathCAD, либо аналогичной программе (лично я за предложенную, но у некоторых потенциальных участников могут возникнуть проблемы с получением лицензии на программу, если вы понимаете о чем я).

Физ реализацию предлагаю делать так:
http://www.altera.com/products/devkits/altera/kit-cyc2-2C20N.html

Этот отладочный модуль имеет 24 бит аудио кодеки и вполне мощную ПЛИС, которая может быть использована либо для обработки с реализацей каждой функции аппаратно на логических элементах (параллельная обработка данных), либо из логических элементов можно собрать процессор, внедрить в него кастом-функции для обсчета лампового каскада. Цена вопроса 5 тысяч, думаю вполне гуманно.

Прошу высказывать мнения всех, даже тех, кто не собирается участвовать

Сразу же такой вопрос: чем нравятся/не нравятся аналогичные разработки Лайн 6, Босс, Корг и др? Они, моделируют это все достаточно давно и более-менее успешно. Даже не скрывают названия эмулируемых аппаратов, слегка завуалировав/изменив их, эти названия. Возможно, у них руки не дошли до таких нюансов, как просадка питания и т.п. А, может, они моделируют не покаскадно, как ты хочешь, а "скопом" - и в этом некая их "ущербность"?
Другими словами - это попытка сделать подобное тому, что продается, или же что-то совсем иное?

ахе фх намного превосходит лайн6, лайн6 кака

Тут как бы народ паяет чтоб подешевле было, а не чтоб сделать что-то новое, а хорошо звучащий проц по цене сильно перевалит по цене ламповый пред. Даже многоканальный.
Тем более проблема не в преампах на самом деле, а в оконечнике - его не получается смоделировать.
просо пример есть у АМТ серия legendary amps - все про неё слышали. так вот, если воткнуть его в каменный оконечник - звука нет, а воткнуть в ламповый, да ещё правильно накрутить - результат почти не отличить (сравнивали их "красненькую месу с реальной Mesa dual rectifier - перетыкали одну и ту же гитару). Следовательно - надо имитировать не пред, а "конец"! А там всё ещё хуже в плане происходящих процессов(как минимум то. что ламповый Ум - это, грубо говоря, усь напряжения с преобразованием, а каменный - усилитель тока).
да и к тому же - много ли здесь математиков? в основном инженеры, а то что вы предлагаете написать тянет на диссертацию, вобщем, есть ли какие-то реальные наработки кроме идеи?

А разве нет? То есть вы хотите сказать, что большинство участников форума отслушали Ubershall, rectifier, diezel einstein, ENGL ritchie blackmore, их не устроило качество и решили собрать свой? Я думаю что нет. Было бы достаточно денег - купили бы эти аппараты.
Хотелось бы "своего" звука - разрабатывали бы свои схемы, а не в очередной раз собирали sharp или JCM. Основная цель - получить "хорошо" подешевле, а уж потом всплывают другие оправдания.
Это не касается лично вас, но для большинства участников это так.

Плис, способная выполнять возложенные задачи(cyclone тут явно не справиться, если только IIIй, элементарно быстродействия не хватит) будет стоить 2-3к (типа Stratix)
http://www.altera.ru/cgi-bin/price/price
нормальный АЦП-ЦАП хотя бы 16 битный стоит от 300р и это всё без обвязки(вы посмотрите например цены преобразователей apogee, mytek и т.п., даже наш отечественный дигилаб дешевле 20к за канала не получается, это если мы хотим качественного звука. а не SBlive). Платы(ЛУТ здесь вряд ли проканает) и установку ПЛИС дома не сделаешь номрально, поэтому это ещё деньги, плюс ко всему этому нужна хорошая обвязка, грамотная экранировка аналоговго и цифрового тракта, качественная разводка плат, нормальные источники питания...
Цифровая техника выходит дешевле ламповой тольо при серии устройства в пару сотен экз.

Кароче, лучше уж написать VST плаг-ин, а потом думать куда его запихнуть

Ржачная тема. Стоимость такого устройства состоит не из стоимости ацп-цап, а в первую очередь из стоимости разработки алгоритмов (что за собой потянет как минимум БлекФин). И стоить все это будет как 10 дизелей с 15 юбершаллами.

"Обьясните мне, пожалуйста, зачем нужно искусственно фабриковать Спиноз, когда любая баба может его родить когда угодно." (Михаил Булгаков "Собачье сердце").
При наличии огромного количества ламповых серийных приборов, при наличии большого числа людей, разбирающихся и паяющих для себя и на заказ, при стоимости в розницу 6Н2П-ЕВ - 40 руб. зачем все это цифровое моделирование нужно? Любой, даже самый крутой проц начинает утомлять после 5 минут прослушивания.

оч скоро мне предстоит делать курсовой проэкт на ФПГА.
была идея сделать что-то относящееся к звуку.
могу помоч с реализацией и последущего тестинга идей.
понятно что инженеров лаин 6 не переплюнуть, но опыт важнее.

если идея проканает... то и диплом я на ту же тему писать буду. 

Не понятно почему идет разговор о FPGA, это же просто вентильная матрица.
Для обсчета модели нужны вычислительные мощности, а не логические.
Или вы собираетесь ваять на ней свой DSP?
А смысл, если они есть готовые.
Во всех процах стоит дсп с заказной прошивкой.

для тех кто не понял.... мне делать проэкт по любому, тематику проэкта выбираю сам. единственное условие на базе альтеры семейство циклон2


понятно что DSP и быстрее и как то более для этого предназначены.
впрочем "вычислительные мощности" необходимы при условии сложных мат моделей. о сложности таковых тут пока что не заикнулся никто.

ЗЫ: в следущем семестре буду брать курс DSP тогда сделаю что нить на них.

Еще раз повторюсь - создание именно цифровой системы - дело принципа. Можно много говорить о дороговизне цифры, но согласитесь, если бы процы звучали 1:1 как ламповые головы, то все бы играли на них, потому что это компактно, удобно и, как не странно, дешево (самый дорого под стоит дешевле 30000, точную цифру не знаю), сравните с ректифаером за около 3 килобаксов.

Про FPGA я в самом начале написал. Просто собирать DSР на ПЛИС я и сам считаю не нужным. FPGA позволяет реализовывать мат операции методом сборки из логики различных мат блоков, например перемножителей. Между прочим, данная FPGA уже содержит 26! аппаратных 18-разрядных перемножителей, и я могу собрать еще столько, сколько позволит логика (28К логических элементов это очень дофига!). Таким образом можно будет собрать все мат функции, необходимые для обсчета проекта.
Либо вариант 2 - собрать DSP. но не простой, я уже об этом писал. А с внедренными custom - функциями. Я пока сам до конца не выяснил все подробности этого метода, но примерно это выглядит так: в некоторые регистры проц заносит данные. Эти данные забирает собранная на дикретных элементах схема, которая их умножает, пропускает через экспоненты-параболы и все что захочешь, причем вообще не загружая процессор. После чего результат вычисления забирается в другом регистре. С учетом того, что процессор занимает всего менее 2000 логических элементов, то оставшиеся более 26000 элементов (сравните насколько это больше, чем 32-разрядный процессор по вычислительно мощности) можно использовать этих фукнций.
Главное в ПЛИС - это возможность параллельных вычислений в разных частях кристалла. В отличие от DSP, в котором все операции делаются одним вычислительным блоком - АЛУ.

Вообще о платформе можно много говорить, но самое главное - ЧТО реализовывать, а про то, на какой платформе - дело каждого.

Для начала я вывел передаточную функцию (ПФ) стандартного темброблока. То, что получилось, мне не очень нравится - в виду взаимовлияния положения ручек на АЧХ, ПФ зависит от положения ручек очень сложным образом. Реализовать это все конечно можно, только не очень хочется - мат операций много.
Поэтому у меня вопрос к людям, которые занимались модификациями ТБ/придумывали альтернативные ТБ (видел несколько веток на форуме). Является ли взаимозависимость ручек ТБ желаемым свойством, без которого гитаристу не обойтись? (для меня оно является привычным, а как будет ощущаться другая зависимость АЧХ от положения я не могу представить). И соответственно что я хочу выяснить - следует ли копировать зависимость АЧХ от положения ручек 1:1, или оно такое получилось в виду желания производителей максимально упростить ТБ, и соответственно можно реализовать некую более желаемую зависимость АЧХ от угла?

DIMEbag писал(а) 05.12.2009 :: 19:25:40:

...а так же аппаратные и программные средства отладки и программирования которые тоже стоит весьма неплохо. не припомните сколько стоит лицензионный( ), например, Keil?

Всё зависит от самого преампа который хочешь синтезировать. Например, в ADA MP-1, Marshall JMP-1 ручки тебров не влияют на общую АЧХ, те они независимы. Наверное, нужно и то и другое иметь, раз это будет цифрой обрабатываться... для начала вполне сойдёт эквалайзер с Marshall JMP-1, лучше больше времени потрптить на тонкости модели ламп.

Вэб едишн не позволит программировать ПЛИСину, т.е. он компилит, но компиляционный файл не будет работать(я проверял) =) они же там не дураки, чтоб продавать что-то за 2к и его же бесплатно выкладывать.
Бесплатный у них MAX PLUS.
Ну операторный вид это по сути преобразованные дифуры, собственно для этого и был придуман, чтоб не интегрировать и дифф., а умножать и делить. Но обратное-то преобразование лапласа всё равно делать надо =) так что всё равно не всё так просто)
Пока можно и не делать взаимовлияние EQ, но для полноценной модели классических предов надо будет делать.

Имхо, рещение системы нелин. диф. уравнений тут более к месту. Потому как повторение ачх далеко не главное.

Надеюсь не нужно напоминать, что тот же EQ в маршаллоидной схеме из-за комплексного сопротивления серьезно влияет на работу предыущего каскада.

Спасибо большое за информацию касательно КП. Тем не менее обращаю внимание, что срез низа полуволны - просто разряд эквивалентной емкости ТБ на катодный резистор КП, никаких нелинейностей тут нет - чистая экспонента как результат переходного процесса в апериодическом звене (лампа запирается быстро, поэтому ВАХ КП не оказывает на мой вкус существенного влияния на форму выходного сигнала). Нелинейные уравнения решать не нужно, а эквивалентную емкость можно считать один раз для текущего положения ручек, поэтому это можно хоть одну секунду делать.

Кстати разностные нелинейные уравнения решаются достаточно легко. Правда решить ламповый каскад гуманными с точки зрения объема реал-тайм вычислений методами, с учетом сеточных токов-перезаряда разделительного конденсатора, частотной коррекции в катоде и выходного сопротивления предыдущего каскада, у меня пока не получается - система выходит с тремя вложенными контурами обратных связей, причем нелинейность внутри торчит. Может быть стоит отделить сеточный ток от выражения для выходного напряжения и решать задачи отдельно - пока еще думаю.

Я уже кидал ссылку, там есть алгоритмы и исходники питчшифтв
http://www.wavefrontsemi.com/index.php?id=11,14,0,0,1,0

Моделирование аналога - тупиковый путь для цифры. Нужно "перпендикулярное" мышление и такие же алгоритмы. Аналог кроме ограничения в питание простыми способами обеспечить синтез новых частот не может, цифра - может. Очевидно, что используя хитрые алгоритмы синтеза в цифре можно получить недостижимый для аналога сигнал/шум (близкий к С/Ш самой гитары), динамику любого требуемого уровня и прочие плюшки. Вопрос только как это сделать?

@ Peratron
Отношение сигнал/шум хамбакера примерно 130дб. После лампового аналогового ограничителя от них остается 40. В цифре достижимый С/Ш при соответствующих алгоритмах может быть на уровне С/Ш связки АЦП+ЦАП - на сегодняшний день около 120дб.

Цитата:

Ага, а в Африке зимой +20. Каким боком это все относится к гитаре и названию топика?

Описание ассемблера, если все же будешь разбираться
http://milas.spb.ru/~kmg/files/datasheets/wavefront/WavefrontIM3201-01.pdf

Там еще хитрость, адреса дсп суммируются со счетчиком, который плюсуется на каждом периоде сэмпла (он же цикл выполнения всех команд). Так что буфер озу крутится "под ногами" проца, обеспечивая автоматический сдвиг сэмплов без дополнительных софтовых накладок. Еще прочитай в даташите насчет LFO, там программируется частота, амплитуда и форма.

Во первых - разрядность типа int зависит от среды прграммирования, она может быть любой от 8-ми бит и далее до бескончности
Если ты хочешь работать с 16-ти битными числами (я так понял ты знак определяешь по старшему биту), то указывай конкретную разрядность short - 16-битное целое.
Во вторых помножив на PR1 ты вылетишь за разрядную сетку. Да и в любом случае максимальный коэффициент у тебя 2, что обеспечивает вылет из разрядной сетки даже при промежуточном расширении разрядности.
Приведение знака у тебя неправильное. Во первых такое приведение корректно только если сначала знаковое привести к беззнаковому, во вторых нужно вычитать из 0, а не из 0xFFFF.

#define VOL_MAX 100

static int volume(short dat_in, short PR1)
{
     if (PR1 > VOL_MAX)
         PR1 = VOL_MAX;
     dat_in = ((long)dat_in * PR1) / VOL_MAX;
     return dat_in;
}

> ЗЫ: софтовый процессор Ниос 2 32 битный
Тогда int у тебя скорее всего 32 бита
А если не вызывать функцию шум есть?
Может это просто неудачность платформы с точки зрения оцифровки аудио сигнала.

ну в общем вот вся система

[img=http://www.ufu.co.il/files/exhu3k65z6mgyz0w58wl_thumb.jpg]
SOUND это интерфейс кодека WM8731 написанный на VHDL
у этого интерфейса есть 16-битный вход и выход

далее это идет на сконфигурированный процессор SOUND_CPU (NIOS II)
все остальное выполняется  самим процем.

для программы порт in_port_to_the_DATA_IN  обозначен как dat_in
по завершении выполнения алгоритмов dat_in направляется на out_port_from_the_DATA_OUT
от куда все это идет обратно на SOUND

KMG если не вызывать, то шума нет, думаю пока что сделать модули не использующие громкость, например задержку. и послушать как это звучать будет.

что-то я не представляю как этот алгоритм прогнать на ПК???
моделировать всю периферию...

ну во первых я уже заменил данные с int на short, данные у меня 16битные  если я использую только уменьшение громкости то вылететь за пределы значения я никак не могу. так что лонг тут не причем

ну а во вторых... хы вернусь с репы попробую... предложенный вариант .
а вообще  надо проанализировать почему деление на 2 дает гораздо меньше шума чем умножение на *50)/100)

для меня все равно остается загадкой, почему я не вижу ничего на графическом отображении волны?
если б я вылетал за рамки переменных, это длолжно было быть видным. да и в общем поработав с макетированием материала своей группы я уже насмотрелся как выглядят подобные шумы щелчки и все прочее. тут же я ничего подобного не вижу.