Implementação digital da caixa Leslie em espaço livre

Abstract

O presente trabalho aborda os fundamentos teóricos da descrição e discretização dos efeitos gerados pela caixa Leslie, a fim de se produzir um sistema embarcado capaz de simula-lá. Os efeitos trazidos pela Leslie são: a distorção harmônica, a separação entre as frequências graves e agudas entorno dos 800Hz, o efeito Doppler e a modulação em amplitude. Tais efeitos foram quantificados e discretizados em forma de algoritmos. Esses algoritmos foram simulados no MATLAB 2012b e transcritos para linguagem C++, a fim de se programar o sistema dentro da placa de desenvolvimento Teensy 3.6. Projetou-se circuitos periféricos para adequação dos sinais de entrada e saída, e desenvolveu-se um circuito capaz de fornecer tensão simétrica nos níveis de -5V, 0V e 5V para alimentar o pedal. A sonoridade resultante foi comparada a do pedal RT-20 da BOSS em diferentes configurações com senoides e ondas triangulares de entrada. Apesar das sonoridades resultantes se aparentarem, o formato dos sinais de saída para frequências acima da frequência de 800Hz se mostraram bastante distintos, enquanto que sinais abaixo dessa frequência tiveram maior semelhança. As discrepâncias foram atribuídas ao fato do sistema implementar aproximações dos efeitos Doppler e da modulação em amplitude, e não implementar as múltiplas reflexões do som que ocorrem dentro da caixa. Entretanto, agregada às múltiplas combinações de variações dos parâmetros dos efeitos, tal pedal seria capaz de simular aspectos não considerados de outros modelos e outros efeitos que se baseiam nos da Leslie.

This paper intends to approach the theoretical foundations of the description and discretization of Leslie cabinet’s effects, in order to produce an embedded system capable of simulate it. The Leslie’s effects over an input sound are: the harmonic distortion, the crossover between the treble and the bass sounds over 800Hz, the Doppler effect and the amplitude modulation. The effects were quantified and discretized into algorithms. These algorithms were simulated in MATLAB 2012b and converted to C++ in the Teensy 3.6 development board. An input and output circuits were designed to suit the signals, and a symmetric supply circuit were also designed to provide -5V, 0V and 5V voltage levels. The resulting sounds of the pedal were compared to the BOSS’ RT-20 pedal in different configurations with sine and triangular waves input signals. Although the resulting sonority was similar, the shape of the output signals to frequencies above 800Hz were very distinct, while the signals under this frequency had more similarities. Those nonconformities were attributed to the approximations in the Doppler effect and the amplitude modulation, joined to the multiple feedback non-inplementation of the sound in the Leslie’s interior. However, joined to the multiple combinations of the parameters’ variations, the pedal would be capable of simulate non-considered aspects of other models and effects based on the Leslie.