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Aug 31, 2023

Distorção de guitarra com diodos em código, não em hardware

Os guitarristas farão praticamente qualquer coisa para obter o som certo de sua configuração, incluindo a introdução proposital de todo tipo de distorção no sinal. Parece contra-intuitivo, mas

Os guitarristas farão praticamente qualquer coisa para obter o som certo de sua configuração, incluindo a introdução proposital de todo tipo de distorção no sinal. Parece contra-intuitivo, mas funciona, pelo menos quando bem feito. Mas o que exatamente está acontecendo com o sinal? E existe uma maneira de simular isso? Claro que existe, e basta um pouco de matemática e algum código Arduino.

Agora, existem muitas técnicas diferentes para modificar o sinal de uma guitarra elétrica, mas talvez a mais simples seja o humilde circuito de corte de diodo. Ele apenas usa um amplificador operacional com diodos antiparalelos em série no circuito de feedback ou desviando a saída para o terra. Os diodos cortam as partes superior e inferior das ondas senoidais, transformando-as em algo mais próximo de uma onda quadrada, adicionando aqueles harmônicos extras que realmente engordam o som. É um hack simples e fácil de implementar em hardware, o suficiente para que muitos pedais de distorção estejam disponíveis comercialmente.

No vídeo abaixo, [Sebastian] explica que essa distorção também é muito fácil de reproduzir algoritmicamente. Ele detalha a matemática por trás disso, que é na verdade bastante acessível - uma função escalonada com uma parte linear, uma seção quadrática e uma função de recorte rígido. Ele também deriva uma segunda função de passo do expoente natural da equação do diodo de Schockley que é menos exigente em termos computacionais. Para implementar esses modelos, [Sebastian] escolheu um Arduino GIGA R1 WiFi, usando um ADC para digitalizar o sinal da guitarra e dedicando um DAC a cada um dos dois algoritmos. Cada efeito de distorção tem seus próprios encantos; preferimos a função de etapa mais severa ao algoritmo exponencial, mas com traços diferentes.

Parabéns a [Sebastian] por este tratamento fácil de entender sobre o que de outra forma poderia ser um assunto difícil de digerir. Nós realmente não esperávamos que um pedal de distorção de guitarra levasse à toca do coelho até a teoria dos diodos e o processamento de sinal digital, mas estamos felizes que isso aconteceu.