Τεχνικές εικονικής αναλογικής μοντελοποίησης για την προσομοίωση κυκλωμάτων παραμόρφωσης ήχου

Απλή σελίδα τεκμηρίου
dc.contributor.advisorΚαλιακάτσος-Παπακώστας, Μάξιμοςel
dc.contributor.advisorKaliakatsos-Papakostas, Maximosen
dc.contributor.authorΗλιάδης, Αλέξανδροςel
dc.contributor.authorIliadis, Alexandrosen
dc.date.accessioned2025-09-05T11:28:07Z
dc.date.available2025-09-05T11:28:07Z
dc.date.issued2025-09-05
dc.description.abstractΗ Εικονική Αναλογική Μοντελοποίηση αποτελεί ένα εξειδικευμένο διεπιστημονικό πεδίο που επικεντρώνεται στην ψηφιακή προσομοίωση αναλογικών κυκλωμάτων επεξεργασίας ήχου, στοχεύοντας στη διατήρηση των ηχητικών χαρακτηριστικών τους και παρέχοντας παράλληλα τη δυνατότητα χϱήσης σε πραγματικό χϱόνο. Η σχετική έρευνα έχει υιοθετήσει και αναπτύξει διάφορες τεχνικές οι οποίες μπορούν να διακριθούν σε δύο κατηγορίες: τις ϑεωρητικές προσεγγίσεις, οι οποίες μοντελοποιούν ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα στοιχείο πϱος στοιχείο αξιοποιώντας το σχηματικό του διάγραμμα, και τις εμπειρικές προσεγγίσεις, οι οποίες προσαρμόζουν ένα μαθηματικό μοντέλο σε μετρήσεις και ηχητικά δεδομένα που έχουν συλλεχθεί. Η παρούσα εργασία, δίνοντας έμφαση στα κυκλώματα παραμόρφωσης ήχου και καλύπτοντας όλο το αναγκαίο ϑεωρητικό υπόβαθρο, συγκεντρώνει και παρουσιάζει αναλυτικά το μεγαλύτερο μέϱος όλων αυτών των τεχνικών, εφαρμόζοντας τις κυριότερες από αυτές για την προσομοίωση του κλασικού πεταλιού παραμόρφωσης BOSS DS-1. Ειδικότερα, το ηλεκτρονικό κύκλωμα του πεταλιού αναλύεται και διαχωρίζεται σε διακριτά γραμμικά και μη γραμμικά στάδια, τα οποία υλοποιούνται ξεχωριστά εφαρμόζοντας μεθοδολογίες που ϐασίζονται στα ψηφιακά ϕίλτρα ΄Απειρης Κρουστικής Απόκρισης (IIR), στα Μοντέλα Χώϱου Καταστάσεων (SSM), στα Χαμιλτονιανά Συστήματα Θυρών (PHS) και στα Κυματικά Ψηφιακά Φίλτρα (WDF). Η αξιολόγηση της προσομοίωσης πραγματοποιείται τόσο οπτικά, αντιπαραθέτοντας τα διαγράμματα της χρονικής και συχνοτικής απόκρισης του μοντέλου που υλοποιήθηκε με εκείνα που προέκυψαν από την αντίστοιχη προσομοίωση του κυκλώματος σε λογισμικό τύπου SPICE, όσο και ακουστικά, συγκρίνοντας ηχητικά δείγματα που προέκυψαν από την επεξεργασία σημάτων ηλεκτρικής κιθάρας μέσω αυτών των δύο προσομοιώσεων. Συγκεκριμένα, διεξήχθη μια διαδικτυακή έρευνα με τη μορφή μιας δοκιμής ΑΒΧ, κατά την οποία οι συμμετέχοντες κλήθηκαν επιπλέον να ϐαθμολογήσουν την ομοιότητα και να υποδείξουν την ενδεχόμενη προτίμηση τους ανάμεσα σε ορισμένα ηχητικά δείγματα. Τα συμπεράσματα που εξήχθησαν από τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων της έρευνας αναδεικνύουν την ύπαρξη λεπτών ηχητικών διαφορών ανάμεσα στα ηχητικά δείγματα, χωρίς ωστόσο να παρατηρείται κάποια σημαντική προτίμηση πϱος κάποια από τις δύο προσομοιώσεις.el
dc.description.abstractVirtual Analog Modeling is a specialized interdisciplinary field that focuses on the digital simulation of analog audio processing circuits, aiming to preserve their sonic characteristics while enabling real-time use. Related research has adopted and developed various techniques which can be categorized into two groups: the theoretical approaches, which model an electronic circuit component-by-component utilizing its schematic diagram, and the empirical approaches, which fit a mathematical model to collected measurements and audio data. The present thesis, placing emphasis on audio distortion circuits and covering all the necessary theoretical background, compiles and thoroughly presents the majority of these techniques, applying the most essential ones for the simulation of the classic BOSS DS-1 distortion pedal. In particular, the electronic circuit of the pedal is analyzed and divided into distinct linear and nonlinear stages, which are implemented separately using methodologies based on Infinite Impulse Response (IIR) digital filters, State-Space Models (SSM), Port-Hamiltonian Systems (PHS) and Wave Digital Filters (WDF). The evaluation of the simulation is carried out both visually, by contrasting the time and frequency response graphs of the implemented model with those obtained from the corresponding simulation of the circuit in SPICE-type software, and aurally, by comparing audio samples obtained from the processing of electric guitar signals through these two simulations. Specifically, an online survey was conducted in the form of an ABX test, during which the participants were also asked to rate the similarity and indicate their potential preference between certain audio samples. The conclusions drawn from the statistical analysis of the survey results highlight the existence of subtle sonic differences between the audio samples, although no significant preference for either of the two simulations is observed.en
dc.identifier.urihttps://apothesis.hmu.gr/handle/123456789/11399
dc.language.isoel
dc.publisherΕΛΜΕΠΑ, Σχολή Μουσικής και Οπτοακουστικών Τεχνολογιών (ΣΜΟΤ), ΠΜΣ Τεχνολογίες Ήχου και Μουσικής
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Statesen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
dc.subjectΠαραμόρφωση ήχου
dc.subjectΜοντελοποίηση
dc.subjectΗλεκτϱονικό κύκλωμα
dc.subjectΠετάλι κιθάϱας
dc.subjectSound distortion
dc.subjectModeling
dc.subjectElectronic circuit
dc.subjectGuitar pedal
dc.titleΤεχνικές εικονικής αναλογικής μοντελοποίησης για την προσομοίωση κυκλωμάτων παραμόρφωσης ήχουel
dc.titleVirtual analog modeling techniques for simulating audio distortion circuitsen
dc.typeΜεταπτυχιακή Διατριβή
heal.academicPublisherIDΕΛΜΕΠΑ Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο
Αρχεία
Πρωτότυπος φάκελος/πακέτο
Τώρα δείχνει 1 - 1 of 1
Μικρογραφία εικόνας
Ονομα:
IliadisAlexandros2025.pdf
Μέγεθος:
3.43 MB
Μορφότυπο:
Adobe Portable Document Format
Λήψη
Φάκελος/Πακέτο αδειών
Τώρα δείχνει 1 - 1 of 1
Δεν υπάρχει διαθέσιμη μικρογραφία
Ονομα:
license.txt
Μέγεθος:
2.17 KB
Μορφότυπο:
Item-specific license agreed upon to submission
Περιγραφή:
Λήψη
Συλλογές
Μεταπτυχιακές εργασίες / Master Theses