J-WAH : projeto e implementação de um Auto-Wah em Plataforma Teensy 3.6

Abstract

O projeto tem como objetivo implementar uma versão digital do pedal de efeito conhecido como Mu-tron III. É realizado inicialmente um estudo do circuito do Mu-tron III, sendo este dividido em três blocos, chamados de blocos de Préprocessamento, Detector de Envoltória e Filtro de Variáveis de Estado. A placa de desenvolvimento Teensy 3.6 é utilizada para reproduzir de forma digital as etapas de processamento do bloco Detector de Envoltória e do bloco do Filtro de Variáveis de Estado. É elaborado um circuito que possibilite a leitura e escrita do sinal de áudio pela placa, onde é reproduzido o bloco de Pré-processamento do circuito original. Os algoritmos de processamento são elaborados inicialmente no software MATLAB R○ R2012b, e após são implementados no Teensy 3.6. É desenvolvido um software para a escrita dos algoritmos de processamento na placa de desenvolvimento, onde são determinadas as configurações de taxa de amostragem e resolução de leitura do sinal. São realizadas medições nas etapas de hardware e software do projeto, que são comparadas com medições realizadas em simulações do circuito original. São medidas as saídas dos blocos de Pré-processamento do circuito original e do circuito implementado para uma entrada senoidal, para os valores mínimo e máximo de ganho. O bloco Detector de Envoltória do circuito original e do projeto implementado têm sua resposta medida para uma entrada senoidal para seus dois modos de operação. O bloco do Filtro de Variáveis de Estado, tanto do circuito original quanto do projeto implementado, tem sua resposta em frequência medida nas suas três saídas para valores mínimo e máximo do fator Q. Ao realizar a leitura das medições realizadas, concluiu-se que o método proposto possibilitou uma reprodução satisfatória do efeito para valores baixos de ganho na etapa de Pré-processamento. A etapa de Pré-processamento proposta no projeto não apresentou êxito pleno na reprodução da etapa do circuito original devido à sua faixa limitada de valores de ganho de operação, constituindo-se na principal limitação do projeto implementado.

The project has as its main objective to build a digital version of the effect pedal known as the Mu-tron III. Initially a study of the Mu-tron III is realized, with it being divided in three blocks, known as the Preprocessing block, the Envelope Detector block and the State Variable Filter block. The Teensy 3.6 developing board is used to reproduce digitally the processing steps of the Envelope Detector and the State Variable Filter blocks. A circuit that makes the reading and writing of the audio signal from the board is built, and there the Preprocessing block of the original circuit is reproduced. The processing algorithms are made initially in the MATLAB R○ R2012b software, and later are implemented in the Teensy 3.6. A software for the reading/- writing process in the developing board is made, where configurations like sampling rate and reading resolution are determined. Measurements are made in the project’s hardware and software steps, and these measurementes are compared with measurements made in simulations of the original circuit. The outputs of the Preprocessing block of the original circuit and of the implemented circuit are measured for a sinusoidal input, for minimum and maximum gain values. The Envelope Detector block from the original circuit and from the implemented circuit have their responses measured for a sinusoidal input for both of their operating modes. The State Variable Filter block, from the original circuit and from the implemented circuit, have its frequency responses measured in the three filter modes and for minimum and maximum Q factor values. Analysing the measurements made, it’s concluded that the proposed method made possible to reproduce successfully the original pedal for low Preprocessing gain values. The Preprocessing step that is proposed in the project have not been fully reproduced the original block due to it’s limitations in the operational gain, being the main limitation in the implemented project.