シンセ・アンプラグド RSSフィード

2016-08-19

新版FM音源プログラム (12)

2016 年 1 月 1 日付けの記事 (→こちら) の 4 K エントリの場合と同様に、テーブル・インデクスを「マスク」する方法により、テーブル・サイズを 3.75 K (3840) エントリまで削減することができました。

また、4 K エントリの場合と同様に、符号の操作も併用すると、3 K (3072) エントリまで減らすことができました。

3.75 K エントリのウェーブテーブル全体をプロットしたものを下に示します。

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2016-08-13

新版FM音源プログラム (11)

2016 年 1 月 1 日付けの記事 (→こちら) の 8 K (8192) エントリの「ウェーブテーブル」を用いる方式で、波形の一部を共有するすることによりテーブル容量を 6 K (6144) エントリまで減らすことができました。

サンプルごとの処理では、8 K エントリ方式と同様にインデクス 0 から 1023 までの 1024 エントリをアクセスします。 ただし、アクセス範囲の先頭が「位相ゼロ」とは限らなくなるので、ノート ON によるアタック開始時の「初期位相」として、ゼロではない値をロードする必要が生じます。

これはアタック開始時のみ必要であり、サンプルごとの処理には影響を及ぼしません。

ウェーブテーブルをインデクス順に読みだして、「波形」としてプロットしたものを下に示します。

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2016-07-21

1/12 オクターブバンド・フィルタ (12)

DUT (Device Under Test: 被測定デバイス) をコンデンサだけに限らず、一般の 2 端子回路とすると、2 端子間の電位差と回路を流れる電流との関係を測定できれば、それらの商としてインピーダンス (およびアドミタンス) を求めることができます。

DUT 以外の回路素子を理想的なもの (電流計の内部抵抗ゼロ、電圧計の入力インピーダンス無限大、ストレー容量ゼロ) とすると、次のような回路で測定することができます。

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2016-06-30

1/12 オクターブバンド・フィルタ (11)

tan δ の値がマイナスになる問題は、データ処理の部分で「平均化」するサンプル・サイズを大きくしてもあまり改善されないので、「ランダム・ノイズ」によるものではなく、「系統的」な要因によるものと思われます。

ハードウェア部分を、あまり複雑にならない範囲でいろいろいじってみて、多少の改善は得られました。

その測定結果を下に示します。

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2016-06-09

1/12 オクターブバンド・フィルタ (10)

ポリプロピレン・フィルム・コンデンサは 103 (10nF) をひとつしか持っていなかったので、他の容量についてもいくつか買ってきました。

インピーダンス・アナライザや LCR メータは持っていないので、簡易的な測定回路/ソフトウェアを作成して、各種コンデンサの誘電正接 (tan δ) を測ってみました。 結果の表を下に示します。

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2016-05-19

1/12 オクターブバンド・フィルタ (9)

2016 年 3 月 30 日の記事 (→こちら) で検証したように、PSoC5LP の DFB (Digital Filter Block) のデータ RAM 容量 (128 ワード) の制限のため、一般的な IIR バイクアッド・フィルタを使用する場合には 1/12 オクターブバンド・フィルタ 8 バンド分 (IIR 2 次セクション 24 個分) が限界です。

この制限は、IIR 2 次セクションあたりフィルタ係数が 5 個必要であることに由来しています。2 次セクションあたりのフィルタ係数の数を減らすことができれば、実現可能なバンド数が増えることになります。

アナログのプロトタイプフィルタ特性をバタワースやチェビシェフなどの、(伝送零点を持たない) 全極型のタイプに選ぶと、それを双 1 次 s-z 変換して得られたディジタルフィルタ特性も (ゼロ周波数とナイキスト周波数以外には) 伝送零点を持たないタイプとなり、フィルタ係数の数を減らせます。

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2016-05-05

1/12 オクターブバンド・フィルタ (8)

DABP (Dual Amplifier BandPass) フィルタの実験をしていて、目的の Q の設計値約 35 に対して、実測すると Q が約 27 と 30 % 近くも低い値になってしまう現象に悩まされていました。

OP アンプを交換してみても、コンデンサを交換してみてもあまり改善せず、困っていましたが、これはコンデンサの「誘電正接」(tan δ) に起因するものと判明し、tan δ の特性の良いポリプロピレン・フィルム・コンデンサに代えてみると、ほぼ設計値通りの Q が得られました。

まず、DABP フィルタの回路定数の計算方法を示します。 DABP フィルタの素子定数の計算のために特に計算用のプログラムを用意する必要もなく、電卓片手に手計算で簡単に行なえます。

下に中心周波数 880 Hz の 1/12 オクターブバンド・フィルタを構成する 2 次 BPF セクションのひとつの f0 = 902.29 Hz、Q = 34.63 に対する実際の値を入れた回路図を示します。

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