Estudo de resposta impulsiva aplicado em sinais de áudio de guitarra

Abstract

Com o objetivo de estudar e disseminar o conteúdo de processamento digital de sinais aplicados a sistemas de áudio específicos, este trabalho de graduação aborda a tecnologia da resposta impulsiva (IR) utilizada na caracterização de amplificadores de guitarra, pois, no universo da guitarra, muito se fala sobre essa tecnologia no sentido comercial e nem tanto no sentido teórico. Inicialmente, abordaram-se os conceitos de conversão analógica-digital, processo necessário para que os sinais sejam manipulados computacionalmente, e o de sistema linear invariantes no tempo (SLIT). As propriedades dos SLITs validam operações matemáticas, como a convolução, utilizadas tanto nas técnicas de aquisição de IR como também no seu uso aplicado a sinais de guitarra, de modo impor as características da resposta impulsiva de um equipamento de áudio nestes sinais. O estudo foi realizado com base´, primeiramente, na análise de arquivos de IR de domínio público, apresentando os resultados da convolução desses arquivos com um sinal de varredura senoidal linear, mostrando o espectro de frequência dos sinais obtidos através de gráficos Posteriormente, foi feita a aquisição de IR de um equipamento próprio, o procedimento de extração da resposta impulsiva do amplificador MGV30 com alto-falante Jansen de 12 polegadas utilizando algoritmos em python, permite pontuar a teoria envolvida em cada passo da metodologia e, assim, não só fornece ferramentas para que outros sistemas possam ser modelados, como também para que seja um ponto de partida no desenvolvimento de dispositivos capazes de substituir equipamentos pouco acessíveis e de grande dificuldade de logística em apresentações musicais como alguns amplificadores de guitarra.

Aiming to study and disseminate content on digital signal processing applied to specific audio systems, this undergraduate thesis explores the impulse response (IR) technology used to characterize guitar amplifiers. Within the guitar community, this technology is frequently discussed from a commercial standpoint but less from a theoretical one. The work begins by addressing the concepts of analog-to-digital conversion, essential for computational signal manipulation, and Linear Time-Invariant (LTI) systems. The properties of LTI systems validate mathematical operations like convolution, which is used both to acquire IRs and to apply them to guitar signals, thereby imprinting a device's audio characteristics onto a signal. The study was initially based on analyzing public domain IR files, convolving them with a linear sine sweep, and presenting the resulting frequency spectra in graphs. Subsequently, an IR was acquired from personal equipment. This extraction procedure, performed on an MGV30 amplifier with a 12-inch Jansen speaker using Python algorithms, highlights the theory behind each methodological step. Consequently, this work not only provides tools for modeling other systems but also serves as a foundation for developing devices that can replace inaccessible and logistically complex equipment, such as certain guitar amplifiers, in musical performances.