Desenvolvimento em HDL de uma alternativa de hardware dedicado para síntese de áudio utilizando o protocolo MIDI
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Data
2015-12-17Autor
Felzmann, Isaías Bittencourt
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Mostrar registro completoResumo
Um sintetizador de áudio é um sistema capaz de reproduzir notas musicais de acordo
com um padrão determinado, imitando instrumentos reais. Em teoria musical, a altura de uma
nota está diretamente relacionada com a frequência da harmônica fundamental, e as
características (timbre) de um instrumento com a distribuição das harmônicas, todas múltiplas
em frequência da primeira. O analisador Loris modela sons musicais decompondo-os em
harmônicas, que são representadas como senoides de frequência e amplitude variáveis no
tempo. Baseados nessa modelagem, propomos um sintetizador, de hardware dedicado, que
recria os sons modelando-os a partir das múltiplas senoides, com base em comunicação feita
pelo protocolo MIDI. O principal desafio é o aspecto temporal, pois a criação de cada uma
das senoides envolve custosas operações de multiplicação, e é desejável a geração de milhares
de senoides em alguns milionésimos de segundo, pois os sintetizadores são comumente
avaliados segundo o número de notas que podem reproduzir em simultâneo. O sistema
proposto, limitado pelos recursos do dispositivo de lógica programável em que foi testado, é
capaz de gerar até 2048 senoides em simultâneo, o que foi o suficiente para reprodução de
melodias de um único instrumento de forma correta, com boa performance e qualidade de
som suficientemente fiel, embora alguns problemas de ruído sejam perceptíveis. Esse
resultado é uma prova do conceito proposto e pode servir como base para trabalhos futuros
para adição de funcionalidades, bem como melhoria das já desenvolvidas.
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