Стандартный кубический ограничитель (Standard Cubic)

Блок Standard Cubic — это мягкий ограничитель (soft clipper), который использует кубическую функцию для ограничения уровня входного сигнала. Когда входной сигнал достигает порога ограничения, алгоритм сглаживает края для получения более мягкого ограниченного выходного сигнала.

Входные пины

Name	Format [int/dec] - [control/audio]	Function Description
Pin 0: Input	decimal - audio	Входной сигнал, который будет ограничен

Выходные пины

Name	Format [int/dec] - [control/audio]	Function Description
Pin 0: Output	decimal - audio	Выходной сигнал после мягкого ограничения

Элементы управления GUI

GUI Control Name	Default Value	Range	Function Description
Alpha	1	0.1 - 10	Этот предварительный/последующий скалярный коэффициент определяет степень ограничения. Хотя он влияет на порог ограничителя, это не то значение, при котором происходит ограничение. [См. функцию в описании алгоритма]

Информация о параметрах DSP

GUI Control Name	Compiler Name	Function Description
Alpha	SoftClipAlg1alpha SoftClipAlg1alpham1	При изменении значения Alpha в окне GUI на DSP загружаются два параметра. Значение alpha записывается непосредственно на DSP, а также записывается обратное значение 1/alpha. Для обеспечения корректной работы алгоритма необходимо записать оба значения.

Примечание: В этом алгоритме используются и другие фиксированные параметры, но их не нужно обновлять при изменении значения alpha.

Описание алгоритма

Блок Standard Cubic ограничивает части сигнала в соответствии с кубической функцией мягкого ограничения. Предварительный/последующий скалярный коэффициент alpha делает мягкое ограничение более или менее выраженным. Этот блок ограничивает диапазон выходного сигнала в соответствии со следующими формулами:

Таким образом, для значения по умолчанию Alpha = 1, диапазон сигнала будет от [-2/3, 2/3]. Изменение значения alpha повлияет на выходной диапазон сигнала. Следующие графики показывают зависимость между изменением значений alpha и получением различных диапазонов сигнала.

Пример

На следующем изображении показан Soft Clipper (мягкий ограничитель) в сравнении с Hard Clipper (жестким ограничителем), а также прямой сигнал со входов. Стерео переключатель (switch mux) позволяет выбрать тип обработки, после чего сигналы направляются на выходы.

Hard Clipper и Soft Clipper настроены с соответствующими значениями Alpha и порога, чтобы их ограничение происходило одновременно. Однако на следующем графике сравнения выходных сигналов вы заметите, что у Soft Clipper края выходного сигнала в месте начала ограничения более сглаженные и округлые, что создает более приятный слуховой эффект.

Детали алгоритма

Toolbox Path	Non Linear Processors - Clippers - Soft Clip - Standard Cubic
Cores Supported	ADAU144x ADAU176x ADAU178x
“Grow Algorithm” Supported	yes - see Algorithm Growth Information
“Add Algorithm” Supported	no
Subroutine/Loop Based	no
Program RAM	21*
Data RAM	2*
Parameter RAM	5*

*Числа основаны на одном экземпляре алгоритма без дополнительного «add» или «grow»

Информация о расширении алгоритма

Description	При расширении алгоритма SoftClip добавляется дополнительная пара входных/выходных пинов в элемент управления. Тот же параметр Alpha влияет на ограничение сигнала на расширенных входных пинах.
Program RAM Repetition	21 per growth
Data RAM Repetition	1 per growth
Parameter RAM Repetition	none

Standard Cubic в SigmaStudio: настройка и параметры

Блок Standard Cubic в среде SigmaStudio представляет собой мягкий ограничитель, использующий кубическую функцию для обработки сигнала. В отличие от жесткого ограничения, этот алгоритм не просто срезает пики, а плавно сгибает форму волны при достижении порога, что создает более естественное и музыкальное звучание. Компонент относится к категории нелинейных процессоров и предназначен для работы в сигнальных цепочках цифровых сигнальных процессоров семейства SigmaDSP. Принцип работы основан на математической кубической зависимости, которая определяет характер ограничения. Ключевым параметром настройки является Alpha — предварительный/последующий скалярный коэффициент, регулирующий степень выраженности эффекта. Диапазон значений Alpha составляет от 0.1 до 10, а значение по умолчанию равно 1. Важно понимать, что Alpha влияет на порог срабатывания, но не является непосредственным значением этого порога. При Alpha = 1 выходной диапазон сигнала ограничивается значениями от -2/3 до 2/3. В графическом интерфейсе пользователя предусмотрен регулятор Alpha, при изменении которого на DSP загружаются два параметра: непосредственно значение alpha и его обратная величина 1/alpha. Для корректной работы алгоритма требуется запись обоих значений. Остальные фиксированные параметры алгоритма не требуют обновления при изменении Alpha, что упрощает настройку. На практике Standard Cubic часто сравнивают с жестким ограничителем (Hard Clipper).

Содержание