I. Введение в EWI и важность пикапов
Электронный духовой инструмент (EWI)— это революционный музыкальный инструмент, сочетающий в себе технику игры на традиционных духовых инструментах с передовыми цифровыми технологиями. В основе этой технологии лежит звукосниматель, важнейший компонент, который позволяет преобразовывать физические действия игрока в электрические сигналы, которые затем обрабатываются для создания звука. Понимание принципа работы звукоснимателя необходимо для понимания общей функциональности и звуковых возможностей EWI.
II. Типы звукоснимателей в EWI
А. Давление – чувствительные датчики
Функция и дизайн
Чувствительные к давлению датчики предназначены для определения давления воздуха, оказываемого игроком при дуновении в EWI. Эти звукосниматели обычно расположены рядом с мундштуком. Они состоят из чувствительной диафрагмы или набора элементов, чувствительных к давлению. Когда игрок вдувает воздух в инструмент, давление воздуха вызывает деформацию диафрагмы или изменение электрических свойств чувствительных к давлению элементов. Например, в некоторых конструкциях используется пьезоэлектрический материал. Пьезоэлектрический эффект заставляет материал генерировать электрический заряд в ответ на механическое воздействие (в данном случае давление воздуха).
Генерация и передача сигналов
Изменение электрических свойств чувствительного к давлению датчика под действием давления воздуха затем преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал пропорционален силе давления воздуха. Более сильный удар приведет к более сильному электрическому сигналу, а более мягкий удар — к меньшему. Сгенерированный электрический сигнал затем передается во внутреннюю схему EWI для дальнейшей обработки. Передача обычно осуществляется через проводное соединение, например, по небольшому кабелю, который проходит внутри корпуса прибора к главной плате.
Б. Рид - Виброзвукосниматели
Обнаружение герконовых вибраций
В EWI герконовые датчики вибрации играют решающую роль в улавливании нюансов игры исполнителя. Эти звукосниматели предназначены для восприятия вибраций трости, подобно тому, как микрофон улавливает звуковые волны. Герконовые датчики вибрации обычно размещаются в непосредственной близости от язычка. Они используют различные сенсорные механизмы. Одним из распространенных методов является использование магнитных датчиков. Рядом с тростью помещают небольшой магнит, а катушку с проволокой располагают таким образом, что при вибрации трости изменяется магнитное поле вокруг катушки.
Преобразование вибрации в электрические сигналы
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, изменяющееся магнитное поле через катушку с проводом индуцирует электродвижущую силу (ЭДС), в результате которой возникает электрический ток. В случае с герконом - вибродатчиком, вибрации язычка вызывают изменение магнитного поля, и это индуцирует электрический сигнал в катушке. Частота и амплитуда индуцированного электрического сигнала соответствуют частоте и амплитуде колебаний трости. Этот электрический сигнал, содержащий информацию о высоте и тембре звука, издаваемого тростью, затем отправляется во внутренний процессор инструмента.
III. Обработка сигнала после срабатывания
А. Амплификация и кондиционирование
Усиление
Как только электрические сигналы от датчиков получены, первым шагом в цепочке обработки сигнала является усиление. Сигналы от датчиков обычно довольно слабые, особенно сигналы от датчиков, чувствительных к давлению. Усиление необходимо для доведения сигналов до уровня, при котором можно будет в дальнейшем обрабатывать и манипулировать ими. В каскаде усиления используются операционные усилители (ОУ) или другие схемы усиления. Эти схемы увеличивают напряжение и ток сигналов, сохраняя при этом их пропорциональность исходному входному сигналу. Например, если исходный сигнал от датчика, чувствительного к давлению, имел диапазон напряжения 0 - 10 мВ (милливольты), после усиления он может находиться в диапазоне 0 - 1 В (вольт), в зависимости от настройка усиления усилителя.
Формирование сигнала
Формирование сигнала также является важной частью процесса. Это включает в себя фильтрацию нежелательного шума и помех. Во внутренней схеме EWI используются такие фильтры, как фильтры нижних частот, верхних частот или полосовые фильтры. Фильтр нижних частот можно использовать для удаления высокочастотного электрического шума, который мог быть уловлен в процессе генерации сигнала. Полосовые фильтры можно использовать для выбора только тех частот, которые соответствуют музыкальным нотам, воспроизводимым инструментом. Кроме того, сигнал может быть скорректирован с учетом смещения постоянного тока (постоянного тока). Смещение постоянного тока представляет собой среднее значение сигнала, и если оно не отрегулировано должным образом, оно может повлиять на точность последующих этапов обработки сигнала.
B. Аналого-цифровое преобразование (АЦП).
Потребность в АЦП
После усиления и формирования сигнала следующим шагом является аналого-цифровое преобразование. Электрические сигналы от датчиков изначально находятся в аналоговой области, то есть они непрерывны по времени и амплитуде. Однако для дальнейшей цифровой обработки, такой как генерация тона, обработка эффектов и формирование звука, эти сигналы необходимо преобразовать в цифровой формат. Цифровая обработка обеспечивает более точный контроль и более широкий диапазон возможностей манипулирования.
Процесс и разрешение АЦП
Процесс аналого-цифрового преобразования производит выборку аналогового сигнала с определенной частотой (частотой выборки) и преобразует каждую выборку в цифровое значение. Частота дискретизации в EWI обычно довольно высока, чтобы точно улавливать быстро меняющиеся музыкальные сигналы. Например, типичная частота дискретизации может составлять 44,1 кГц (килогерц), что означает, что аналоговый сигнал дискретизируется 44 100 раз в секунду. Разрешение АЦП также имеет значение. Более высокое битовое разрешение (например, 16 - бит или 24 - бит) позволяет более точно представить амплитуду аналогового сигнала. Преобразованные цифровые сигналы затем сохраняются в памяти или буфере прибора для дальнейшей обработки.
IV. Интеграция с генерацией звука и эффектами
A. Алгоритмы генерации звука
Тональное отображение и синтез
Цифровые сигналы со звукоснимателей после преобразования используются в алгоритмах генерации звука. Одной из основных функций является тональное отображение. На основе характеристик входных сигналов (таких как частота и амплитуда) внутреннее программное обеспечение инструмента сопоставляет эти сигналы с определенными музыкальными тонами. Например, определенный диапазон частот может быть сопоставлен с определенной нотой традиционного строя духовых инструментов. Кроме того, используются методы синтеза. EWI может использовать такие методы, как синтез частотной модуляции (FM) или синтез волновой таблицы. При FM-синтезе входные сигналы могут модулировать частоту одного или нескольких генераторов для создания сложных и насыщенных тонов. Синтез волновых таблиц использует предварительно сохраненные формы сигналов (волновые таблицы) и изменяет их на основе входных сигналов для генерации звуков.
Динамический отклик и артикуляция
Алгоритмы генерации звука также учитывают динамический отклик инструмента. Амплитуда и скорость изменения входных сигналов от звукоснимателей используются для определения динамики звука, такой как громкость и атака ноты. Также моделируется артикуляция, такая как игра стаккато или легато. Для стаккато быстрые изменения входных сигналов могут вызвать кратковременный звук с резкой атакой. При игре легато плавные переходы сигналов приводят к плавной связи между нотами, имитируя игру на традиционном духовом инструменте.
Б. Обработка эффектов
Общие эффекты и их применение
Сигналы датчиков EWI после генерации звука могут быть дополнительно обработаны с использованием различных эффектов. Одним из наиболее распространенных эффектов является реверберация. Реверберация создает иллюзию воспроизведения звука в определенном акустическом пространстве, например, в концертном зале или небольшой комнате. Алгоритмы цифровой реверберации в EWI используют входные сигналы для генерации серии задержанных и ослабленных эхо-сигналов, которые затем смешиваются с исходным звуком. Еще один эффект – задержка. Задержка повторяет входной сигнал через определенный период времени, создавая эффект эха. Также используется хорус, который делает звук более плотным за счет добавления слегка расстроенных и задержанных копий исходного сигнала.
Управление и настройка в режиме реального времени
Игрок обычно может управлять этими эффектами в режиме реального времени через интерфейс управления EWI. Например, музыкант может регулировать степень реверберации, время задержки или глубину хоруса с помощью кнопок, ручек или сенсорных элементов управления на инструменте. Это обеспечивает высокую степень настройки и творческого самовыражения во время выступления. Возможность манипулировать эффектами в режиме реального времени на основе входных сигналов от звукоснимателей дает исполнителю возможность формировать общий звук EWI в соответствии со своим музыкальным видением.
V. Калибровка и оптимизация характеристик датчика
А. Первоначальная калибровка
Заводская калибровка
При изготовлении EWI датчики проходят процесс заводской калибровки. Это гарантирует, что звукосниматели будут оптимально работать с общей конструкцией инструмента и предполагаемыми звуковыми характеристиками. Заводская калибровка включает в себя настройку чувствительности звукоснимателей, коэффициента усиления схем усиления и сопоставление входных сигналов с правильными музыкальными тонами. Например, датчики, чувствительные к давлению, откалиброваны так, чтобы гарантировать, что определенный диапазон давления воздуха соответствует желаемой музыкальной динамике, от пианиссимо до фортиссимо.
Пользователь — калибровка инициирована
Некоторые модели EWI также позволяют пользователю выполнять калибровку. Это полезно в ситуациях, когда характеристики инструмента необходимо отрегулировать в связи с изменениями стиля игры, условий окружающей среды или личных предпочтений. Калибровка, инициируемая пользователем, может включать в себя настройку чувствительности датчиков для лучшего соответствия контролю дыхания игрока. Например, музыкант, обладающий более сильной техникой выдувания, может захотеть уменьшить чувствительность звукоснимателя, чтобы избежать перегрузки схемы обработки сигнала.
Б. Оптимизация для разных стилей и жанров игры.
Джаз и классические стили
Для исполнения джаза на EWI, возможно, потребуется оптимизировать работу звукоснимателя, чтобы уловить нюансы импровизации и теплые, мягкие тона, характерные для джаза. Звукосниматели трости-вибрации можно отрегулировать, чтобы лучше уловить тонкости вибраций трости, которые имеют решающее значение для создания выразительных и часто богатых вибрато звуков джаза. В классической музыке важна точность воспроизведения звука и динамический контроль. Датчики, чувствительные к давлению, можно откалибровать, чтобы обеспечить более линейную реакцию на давление воздуха, что позволяет точно контролировать динамику от самого тихого пианиссимо до самого громкого фортиссимо.
Электронный и современный стили
В стилях электронной и современной музыки основное внимание может быть уделено созданию уникальных и экспериментальных звуков. Звукосниматели могут быть оптимизированы для работы со встроенными в инструмент возможностями генерации звука и обработки эффектов. Например, сигналы звукоснимателей можно настроить для запуска определенных синтетических тонов или для более эффективного взаимодействия с эффектами задержки и реверберации. Это позволяет игроку создавать звуки, которые варьируются от потусторонних и эмбиентных до энергичных и ударных, в зависимости от требований музыкального жанра.
Электронный духовой инструмент SUNRISE MELODY M1
. Вернитесь к страсти и мечтам юности
. Духовой электрический кларнет M1 -- Хорошие новости для начинающих
. Богатые и разнообразные тембры
. Мощные функции и простота управления
. Идеальное послепродажное обслуживание
