توليف الصوت التناظري على جهاز الكمبيوتر الخاص بك: 10 خطوات (بالصور)

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-13 06:56

مثل صوت تلك الآلات التناظرية القديمة؟ هل تريد أن تلعب بواحد في وقتك الخاص ، في مكانك الخاص ، للمدة التي تريدها ، مجانًا؟ هنا حيث تتحقق أعنف أحلامك في مووج. يمكنك أن تصبح فنان تسجيل إلكتروني أو مجرد عمل بعض الأصوات الرائعة للاستماع إليها على مشغل mp3 الخاص بك. كل ما تحتاجه هو جهاز كمبيوتر ، كل ذلك يتم من خلال سحر محاكي الدائرة الحرة المسمى LTSpice. الآن أعلم أنك ربما تقول "Gee willikers ، Tyler ، لا أعرف أي شيء عن تشغيل جهاز محاكاة الدائرة- هذا يبدو صعبًا!". لا تقلق ، بنكي! إنه سهل وسأعطيك بعض القوالب لتبدأ بها وتعديلها لإصدار أي أصوات غريبة تريدها. لست متأكدًا من أنها تستحق الجهد المبذول؟ إليك رابط لملف صوتي جاهز للتشغيل (تم إنشاؤه من "التكوين_1.asc" في الخطوة 7 من هذا 'ible) يمكنك تجربته. لقد قمت بتحويله من.wav إلى mp3 لتقليل وقت التنزيل. https://www.rehorst.com/mrehorst/instructables/composition_1.mp3 هناك بعض الجهير المنخفض في الصوت ، لذا استمع باستخدام سماعات الرأس أو مكبرات الصوت الجيدة. إذا أعجبك ما تراه ، صوّت لي! ملاحظة: لقد أرفقت ملفات تخطيطية لـ LTSpice والتي يمكنك تشغيلها على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، ولكن لسبب ما عندما تحاول تنزيلها ، تم تغيير الأسماء والإضافات. تبدو محتويات الملفات على ما يرام ، لذلك بعد تنزيل الملفات فقط قم بتغيير الأسماء والامتدادات ويجب أن تعمل. تظهر الأسماء والامتدادات الصحيحة على الرموز التي تنقر عليها للتنزيل.

الخطوة 1: الأشياء الأولى أولاً

LTSpice هو برنامج windows ، لكن لا تدع ذلك يحبطك. إنه يعمل بشكل جيد تحت النبيذ في لينكس. أظن أنه لا توجد مشاكل في تشغيله في عميل VMWare أو VirtualBox أو أدوات المحاكاة الافتراضية الأخرى ضمن نظام Linux ، و probabaly على أجهزة Mac أيضًا. قم بتنزيل نسخة من LTSpice لنظام التشغيل Windows (لاف!) هنا: https://www.linear.com/ قم بتثبيته ، ما هو LTSpice؟ إنه محاكي دارة مجال زمني يجب على كل هواة إلكترونيات أن يعرفوا كيفية استخدامه. لن أقدم برنامجًا تعليميًا مفصلاً حول كيفية عمله هنا ، لكنني سأشرح بعض الأشياء التي ستحتاج إلى معرفتها أثناء تقدمنا. كلمة واحدة للتحذير - من الممكن بسهولة إنتاج ترددات منخفضة جدًا أو مرتفع جدًا لسماعه. إذا قمت بذلك وقمت بتشغيل مكبرات الصوت باهظة الثمن باستخدام مضخم صوت عالي الطاقة ، فقد تقوم فقط بتفجير مكبرات الصوت / الأمبير إلى أجزاء صغيرة. انظر دائمًا إلى الأشكال الموجية قبل إعادة تشغيلها وكن حذرًا لتقييد مستوى الصوت عند تشغيل ملف لأول مرة حتى تكون آمنًا. من الجيد دائمًا تشغيل الملفات عبر سماعات رأس رخيصة بمستوى صوت منخفض قبل تجربة مكبرات الصوت.

الخطوة 2: الإدخال

يكون الإدخال إلى جهاز المحاكاة في شكل رسم تخطيطي. أنت تختار المكونات ، وتضعها على التخطيطي ، ثم تربطها ببعضها البعض. بمجرد اكتمال دائرتك ، تخبر المحاكي كيف تريده لمحاكاة الدائرة ونوع الإخراج الذي تريده. ألق نظرة على المخطط المسمى المقاومات. سترى أن هناك دائرة تشتمل على مصدر جهد ، وزوج من المقاومات ، وعقدة إخراج مسماة ، وأرضي ، وسطر أوامر نصي. دعونا نلقي نظرة على كل واحد. الآن هو الوقت المناسب لفتح ملف الدائرة المرتبط أدناه. يجب أن يكون لديك أرضية متصلة بنقطة واحدة على الأقل في دائرتك وإلا ستحصل على نتائج غريبة جدًا من عمليات المحاكاة الخاصة بك. (أو شيء أكثر تعقيدًا) ، ما هو الجهد ، "المقاومة الداخلية" للمصدر ، وما إلى ذلك. يمكنك إدخال هذه المعلمات بالنقر بزر الماوس الأيمن مع المؤشر الموجود على المصدر. كل ما تحتاجه حقًا هو مقاومة عمليات المحاكاة البسيطة. المقاومات: من السهل جدًا فهم المقاومات. فقط انقر بزر الماوس الأيمن لتحديد قيمة المقاومة. تجاهل أي معلمات أخرى قد تكون مختبئة هناك. يخبر المحاكي كيف تريد محاكاة الدائرة. هذا هو محاكي المجال الزمني مما يعني أنه يحلل الدائرة في نقاط زمنية مختلفة. عليك أن تخبره بالخطوة الزمنية القصوى التي يجب أن تكون ومدة تشغيل المحاكاة في "وقت الدائرة" ، وليس الوقت الحقيقي. إذا طلبت من المحاكي أن يعمل لمدة 10 ثوانٍ من وقت الدائرة وقمت بتعيين الحد الأقصى لخطوة الوقت على 0.001 ثانية ، فسيقوم بتحليل الدائرة 10 آلاف مرة على الأقل (10 ثوانٍ / 0.001 ثانية) ثم تتوقف. ، سيتم حساب وحفظ الجهد عند كل عقدة في الدائرة والتيارات داخل وخارج كل عقدة في كل خطوة زمنية. ستكون كل هذه المعلومات متاحة للرسم على شاشة مثل شاشة راسم الذبذبات (وقت المحور الأفقي أو الجهد أو التيار على المحور الرأسي. وبدلاً من ذلك ، يمكنك أيضًا إرسال الإخراج إلى ملف صوت بتنسيق.wav يمكنك تشغيله على الكمبيوتر ، أو النسخ على قرص مضغوط ، أو التحويل إلى mp3 للتشغيل على مشغل mp3. المزيد عن ذلك لاحقًا …

الخطوة 3: الإخراج

يمكن أن يكون الإخراج مخططًا بيانيًا للجهد مقابل الوقت ، والجهد مقابل الجهد ، وما إلى ذلك ، أو ملفًا نصيًا يتكون من مجموعة من الفولتية أو التيارات في كل خطوة زمنية ، أو ملف صوت بتنسيق.wav سنستخدمه كثيرًا في قم بتنزيل ملف "resistors.asc" وافتحه. انقر فوق رمز رجل الجري الصغير (الجزء الأيسر العلوي من الشاشة) ويجب أن تعمل الدائرة. انقر الآن على ملصق "OUT" في الدائرة. سترى الجهد المسمى "الإخراج" معروضًا على الإخراج الرسومي على طول المحور الأفقي الذي يمثل الوقت. هذا هو الجهد المقاس بالنسبة إلى الأرض (لهذا السبب تحتاج إلى أرض واحدة على الأقل في كل دائرة!) هذه هي الأساسيات. حاول تغيير إحدى قيم المقاوم أو الجهد ثم أعد تشغيل المحاكاة وشاهد ما يحدث لجهد الخرج. الآن أنت تعرف كيفية تشغيل جهاز محاكاة الدائرة. سهل أليس كذلك؟

الخطوة 4: الآن بعض الصوت

افتح الدائرة المسماة "dizzy.asc". هذا واحد هو صانع ضوضاء غريب يستخدم مُعدِّلًا ومصادر جهد لإنتاج جودة قرص مضغوط (16 بت ، 44.1 كيلوبت في الثانية ، قناتان) يمكنك اللعب به. مكون المغير هو في الواقع مذبذب. يمكن ضبط كل من التردد والسعة مثل VCO و VCA في مركب تناظري حقيقي. شكل الموجة دائمًا ما يكون جيبيًا ، ولكن هناك طرقًا لتغييره - أكثر في ذلك لاحقًا. يتم تعيين حدود التردد بواسطة معلمات العلامة والفضاء. Mark هو التردد عندما يكون جهد دخل FM 1V والمسافة هي التردد عندما يكون جهد دخل FM 0V. تردد الخرج هو دالة خطية لجهد دخل FM ، لذا سيكون التردد في منتصف الطريق بين العلامة وترددات الفضاء عندما يكون جهد دخل FM 0.5 فولت وسيكون 2x تردد العلامة عندما يكون جهد دخل FM 2 فولت. يمكن أيضًا تعديل السعة عبر طرف إدخال AM. سيتطابق سعة خرج المغير (المذبذب) مع الجهد المطبق على إدخال الجهد AM. إذا كنت تستخدم مصدر تيار مستمر بجهد 1 ، فإن سعة الخرج ستكون 1 فولت (وهذا يعني أنه سيتأرجح بين -1 و +1 فولت). يحتوي المغير على ناتجين - الجيب وجيب التمام. الأشكال الموجية هي نفسها تمامًا باستثناء أنها 90 درجة خارج الطور. يمكن أن يكون هذا ممتعًا لتطبيقات الصوت الاستريو. هناك عبارة.tran تخبر المحاكي بالخطوة الزمنية القصوى ومدة المحاكاة. في هذه الحالة ، وقت الدائرة (إجمالي وقت المحاكاة) = وقت ملف الصوت. هذا يعني أنه إذا قمت بتشغيل المحاكاة لمدة 10 ثوانٍ ، فستحصل على ملف صوتي مدته 10 ثوانٍ. يتم استخدام بيان حفظ لتقليل كمية البيانات التي سيحفظها المحاكي أثناء تشغيله للمحاكاة. عادةً ما يحفظ الفولتية في كل عقدة والتيارات داخل وخارج كل مكون. يمكن أن يضيف ذلك ما يصل إلى الكثير من البيانات إذا أصبحت دائرتك معقدة أو قمت بتشغيل محاكاة طويلة. عند تشغيل المحاكاة ، ما عليك سوى تحديد جهد أو تيار واحد من القائمة في مربع الحوار وسيكون ملف البيانات (.raw) صغيرًا ، وستعمل المحاكاة بأقصى سرعة. إنشاء ملف صوتي ستريو بجودة القرص المضغوط (16 بت لكل عينة ، 44.1 ksps ، قناتان) وضع الجهد عند "OUTL" في القناة اليسرى والجهد عند "OUTR" في القناة اليمنى. يتكون ملف.wav من عينات 16 بت. يحدث الإخراج الكامل الحجم في ملف.wav (كل 16 بت في عينة قيد التشغيل) عندما يكون الجهد الناتج بالضبط +1 فولت أو -1 فولت. يجب إعداد دائرة المزج لتوليد جهد لا يزيد عن +/- 1 فولت لكل قناة ، وإلا فسيتم "قص" الإخراج في ملف.wav عندما يتجاوز الجهد +1 أو -1 فولت. ملف صوتي يتم أخذ عينات منه عند 44.1 كيلو بايت في الثانية ، نحتاج إلى المحاكي لمحاكاة الدائرة على الأقل 44 ، 100 مرة في الثانية ، لذلك قمنا بتعيين الحد الأقصى للخطوة الزمنية على 1/44 أو 100 ثانية أو حوالي 20 ميكرو ثانية (لنا).

الخطوة 5: أنواع أخرى من مصادر الجهد وأنواع أخرى من الأصوات

يحتاج المركّب التناظري إلى مصدر ضوضاء عشوائي. يمكنك توليد ضوضاء باستخدام "مصدر جهد سلوكي" (bv) ويمكنك تشغيله وإيقاف تشغيله باستخدام "مفتاح التحكم في الجهد" (sw). يتضمن استخدام مكون bv لتوليد ضوضاء تحديد الجهد بناءً على صيغة. تبدو صيغة توليد الضوضاء كما يلي: V = أبيض (الوقت * X) * Y تُنشئ الوظيفة البيضاء جهدًا عشوائيًا بين -0.5 و +0.5 فولت باستخدام قيمة الوقت الحالية كبذرة. ضبط Y على 2 يعطي تأرجح +/- 1V. يؤثر ضبط X بين 1 ، 000 (1e3) و 100000 (1e5) على طيف الضوضاء ويغير الصوت. يحتاج مفتاح التحكم في الجهد أيضًا إلى تعيين بعض المعلمات في بيان نموذج. يمكنك استخدام مفاتيح متعددة للتحكم في الجهد وبيانات نموذجية متعددة لجعل كل منها يتصرف بشكل مختلف إذا كنت تريد ذلك. عليك إخبار جهاز المحاكاة بمقاومات "التشغيل" و "الإيقاف" والجهد الكهربائي الذي يتم التبديل عنده. Vh هو "جهد التخلفية". اضبطه على بعض القيمة الإيجابية مثل 0.4 فولت ولن يكون هناك أي أصوات نقر عند فتح وإغلاق المفتاح. >>> تحديث: إليك طريقة أسهل لإنشاء مصدر ضوضاء مسور - فقط قم بضرب جهد الضوضاء بواسطة نبضة المصدر- انظر easy_gated_noise.asc أدناه.

الخطوة 6: الأجراس ، الطبول ، الصنج ، الأوتار المقطوفة

الجرس ، والطبول ، والصنج ، والأوتار المقطوفة كلها طرقية. لديهم وقت صعود سريع نسبيًا ووقت اضمحلال أسي. من السهل إنشاء هذه باستخدام مصادر الجهد الجيبية والسلوكية جنبًا إلى جنب مع بعض الدوائر البسيطة. انظر إلى "bell_drum_cymbal_string.asc" التخطيطي. تخلق مصادر الجهد النبضي مع المقاوم والمكثف والصمام الثنائي الارتفاع السريع والأشكال الموجية البطيئة للانحلال الأسي المطلوب. تعدل الفولتية الناتجة مخرجات المصادر السلوكية التي تم إعدادها كضوضاء عشوائية أو مصادر موجة جيبية. عندما يرتفع جهد المصدر النبضي ، فإنه يشحن المكثف بسرعة. ثم يتم تفريغ المكثف من خلال المقاوم. يمنع الصمام الثنائي مصدر الجهد من تفريغ المكثف عندما يكون جهد المنبع عند الصفر. تزيد قيم المقاوم الأكبر من وقت التفريغ. يمكنك تحديد وقت صعود المصدر النبضي - الصنج هو مصدر جيد مع وقت صعود سريع للغاية. تعتبر الأسطوانة أيضًا مصدر ضوضاء يعمل بتردد أقل ووقت ارتفاع أبطأ. يستخدم الجرس والسلسلة مصادر موجة جيبية يتم تعديلها بواسطة مصادر نبضية أيضًا. يعمل الجرس بتردد أعلى وله وقت صعود أسرع من الوتر ، قم بتشغيل المحاكاة والاستماع إلى النتيجة. لاحظ أن الطبلة تظهر في كلتا القناتين بينما تكون جميع الأصوات الأخرى إما قناة يمنى أو يسرى. المقاومات الموجودة في خرج الأسطوانة مسؤولة عن وضع الصوت في كلتا القناتين.

الخطوة 7: وضع كل ذلك معًا

حسنًا ، لقد رأيت الآن كيفية عمل بعض الأصوات وكيفية تشكيل المغلفات وتعديل التردد عليها. حان الوقت الآن لتجميع بعض المصادر المختلفة معًا في مخطط واحد وإنشاء شيء مثير للاهتمام للاستماع إليه. كيف تحصل على مصدر الضوضاء هذا في التكوين في 33 ثانية؟ كيف تقوم بتشغيل هذا الجرس الرنان في 16 ثانية ، ثم إيقاف تشغيله ، ثم تشغيله مرة أخرى في 42 ثانية؟ تتمثل إحدى الطرق في استخدام مصدر جهد سلوكي لإنتاج الصوت المطلوب ثم تشغيله وإيقاف تشغيله بضرب جهد توليد الصوت بجهد آخر يعمل على تشغيل الصوت وإيقافه ، كما حدث في bell_drum_cymbal_string.asc. يمكنك فعل نفس الشيء لتلاشي الأصوات داخل وخارج ، والفكرة هنا هي إعداد أصوات متكررة ثم استخدام مصدر (مصادر) إضافية لإضافة تلك الأصوات إلى تركيبتك في الأوقات المرغوبة بضرب الفولتية في الفولتية الصوتية. يمكنك تضمين العديد من الفولتية في إخراج الصوت النهائي كما تريد ، فقط استمر بضربها (كما هو منطقي "و") معًا. من خلال بدء تشغيل الأصوات كلها مرة واحدة ، ستظل متزامنة بشكل مثالي طوال التكوين حتى لا تكون أبدًا في وقت مبكر أو متأخر في وقت الموسيقى. هناك نوعان من الأجراس ، واحد في كل قناة. تعمل الفولتية pulse_bell خلال المحاكاة ولكن الأصوات تظهر فقط في الخرج عندما لا تكون V (bell_r) و V (bell_l) مساوية للصفر.

الخطوة 8: منحدر أسي

تحديث 7 / 10- قم بالتمرير لأسفل إليك دائرة تولد منحدرًا أسيًا مطبقًا على زوج من مصادر الضوضاء. ينشئ V1 و V2 منحدرات خطية تبدأ من 0 وترتفع إلى X فولت (القناة اليسرى) و Y فولت (القناة اليمنى) في الفترات prd_l و prd_r. يستخدم B1 و B3 صيغة لتحويل المنحدرات الخطية إلى منحدرات أسية ذات سعة قصوى تبلغ 1 فولت. يولد B2 و B4 ضوضاء عشوائية يتم تعديلها بواسطة المنحدرات الأسية والمعلمات amp_l و amp_r (عناصر تحكم بسيطة في المستوى). لقد أرفقت ملف mp3 تم إنشاؤه بواسطة هذه الدائرة حتى تتمكن من سماع صوته. من المحتمل أن تضطر إلى إعادة تسمية الملف لتشغيله. يحدد X و Y حدود الجهد للمنحدرات الخطية. في نهاية المطاف ، يتم تحجيم منحدرات القناة إلى 1V ، ولكن من خلال ضبط X و Y ، يمكنك التحكم في انحدار المنحدر الأسي. يعطي رقم صغير مثل 1 منحدرًا خطيًا تقريبًا ، ويعطي عددًا كبيرًا مثل 10 منحدرًا أسيًا شديد الانحدار. يتم تعيين فترات المنحدر باستخدام المعلمات prd_l و prd_r. يتم ضبط وقت صعود المنحدر الخطي على قيمة prd_l أو prd_r ناقص 5 مللي ثانية ، ويتم ضبط وقت السقوط على 5 مللي ثانية. يمنع وقت السقوط الطويل النقر في نهاية كل منحدر حيث تنخفض السعة مرة أخرى إلى الصفر. out_l و out_r هما نتاج جهد الضوضاء العشوائية المستندة إلى الوقت ، والجهود المنحدرة الأسية ، والمعلمات amp_l و amp_r. لاحظ أن قيمة الضوضاء العشوائية للقناة اليمنى تستخدم "بذرة" مختلفة عن القناة اليسرى. هذا يحافظ على الضوضاء في كل قناة عشوائية ومختلفة عن القناة المقابلة. إذا كنت تستخدم نفس المصدر ، فستحصل في نفس القيمة الزمنية على نفس القيمة العشوائية وسينتهي الصوت في المركز بدلاً من أن يُنظر إليه على أنه مصدرين مختلفين ، واحد في كل قناة. قد يكون هذا تأثيرًا مثيرًا للتلاعب به … تحديث: لاحظ أن شكل الموجة ينتقل من 0V إلى قيمة موجبة. من الأفضل أن يتأرجح الجهد بين قيم موجبة وسالبة متساوية. لقد أعدت صياغة المخطط للقيام بذلك ، لكنه زاد من تعقيد المعادلة التي تحدد شكل الموجة قليلاً. قم بتنزيل exponential_ramp_noise.asc (تذكر أن خادم Instructables سيغير الاسم والامتداد عند حفظه).

الخطوة 9: منحدر أسي مطبق على موجة جيبية

توضح هذه الصفحة كيفية استخدام المنحدر الأسي من الخطوة السابقة لتعديل مصدر الجيب (في الواقع ، الجيب وجيب التمام). يتم استخدام مصدر الجهد السلوكي لتحويل منحدر خطي إلى منحدر أسي يدفع إدخال FM على مكون معدل 2. يتم تعديل السعة بواسطة منحدر أسي سريع وموجة جيبية بطيئة. استمع إلى نموذج الملف - يبدو غريبًا جدًا.

الخطوة 10: الاقتراحات

1) يمكنك تغيير إجمالي وقت المحاكاة - اجعله قصيرًا أثناء اللعب بالمكونات وعندما تحصل على الصوت الذي تريده ، ثم اضبط المحاكي ليعمل لمدة 30 دقيقة (1800 ثانية) أو أي وقت تريده. يمكنك نسخ الدوائر من صفحة إلى أخرى ويمكنك إنشاء دوائر فرعية بحيث يمكنك فقط توصيل وحدات دوائر صغيرة معًا مثل استخدام لوحة التصحيح على مركب حقيقي. 2) معدل عينة القرص المضغوط هو 44.1 ksps. إذا احتفظت بالحد الأقصى للخطوة الزمنية إلى 20 دولارًا ، فستحصل على إخراج "نظيف" لأن المحاكي سيكون لديه بيانات متاحة لكل عينة جديدة. إذا كنت تستخدم خطوة زمنية أصغر ، فستكون المحاكاة بطيئة وربما لن يكون لها أي تأثير على الصوت. إذا كنت تستخدم خطوة زمنية أطول ، فقد تسمع بعض الأسماء المستعارة التي قد تعجبك أو لا تعجبك. 3) استخدم بيان مربع الحوار. حجم ملف.raw صغير. إذا لم تقم بإجراء تحديد ، فسيتم حفظ جميع الفولتية والتيارات وسيصبح ملف.raw كبيرًا جدًا.4) حاول استخدام ترددات منخفضة جدًا لتعديل الترددات الأعلى 5) حاول استخدام ترددات أعلى لتعديل الترددات المنخفضة.6) اجمع النواتج من بعض مصادر التردد المنخفض مع بعض مصادر التردد العالي لجعل الأمور مثيرة للاهتمام.7) استخدم مصدر جهد نبضي لتعديل جيب أو مصدر آخر لتوفير الإيقاع.8) استخدم الدوائر التناظرية لتشكيل نبضات الجهد في شيء تريده.) استخدم التعبيرات الرياضية لتحديد ناتج مصدر الجهد السلوكي.