发布时间：2026-08-11 来历：转载 责任编纂：Lily

【导读】Gamechanger Audio挑战自我，研发出一种怪异的及时音高变换算法，音高转换很是真实，可以让吉他手全身心投入到创造最好音乐体验中。实现如许一种对于计较要求极高的算法，需要具有及时数字旌旗灯号处置惩罚能力及可以或许快速存取的存储器，以此确保低延迟及可猜测的机能体现。

本文具体论述了Bigsby® Pedal的体系要求、实行细节及设计挑战，并切磋了ADI公司的ADSP-21569 SHARC+®音频处置惩罚器怎样依附周全的功效特征来满意相干需求。

将Bigsby Tremolo引入现代电吉他配置中

Gamechanger Audio公司出产音频效果器及乐器，尤其专注在研发新奇怪异的技能解决方案，以鞭策音乐创作向前成长。冲破性的产物设计旨于为音乐家带来全新的声音体验，斥地与乐器互动的新路子。

作为行业中备受尊重的立异企业，Gamechanger Audio与多方积互助，好比知名模块化合成器制造商“Erica Synths”、闻名音乐家Jack White、传奇的Fender乐器公司(Bigsby)等，博得了广泛承认。

Bigsby Pedal（图1）是一款用在乐器的复音音高转换效果器，旨于重现Bigsby Tremolo体系的手感及经典音色。Bigsby Tremolo由工程师Paul Bigsby在1951年设计，它是首款机械式弯弦装配（一个带有弹簧的手动把持杆），吉他手可以借助它柔柔地增减乐器琴弦的张力，从而创始了电吉他全新的吹奏技巧种别。

从那之后，各类各样的机械式颤音体系被运用于电吉他上，此中包括Stratocaster的“颤音摇把”（Jimi Hendrix及Jeff Beck等音乐家都利用)、Eddie Van Halen的“Floyd Rose”体系，以和很多其他基本的弯弦装配。

Bigsby Pedal的及时音高变换算法可以或许经由过程多种声源孕育发生传神的音效。它不仅可以搭配电贝斯利用，也合用在班卓琴、曼陀林及小提琴等原声乐器，还有能与人声、合成器、管乐器等共同利用。

图1.Gamechanger Audio Bigsby Pedal。

冲破物理限定，引发无穷创意

只管机械式颤音体系是电吉他音色的要害构成部门，但它多是一种较为贫苦的装配。于吹奏历程中，它会降低吉他的延音效果，影响吉他的音准不变性，还有会增长琴弦断裂的危害。

是以，咱们的方针是开发一种数字解决方案，可以或许提供各类类型的经典弯弦及颤音音效，同时不会呈现任何音准问题或者机械妨碍。

为了实现这一方针，需要采用一种极为切确的及时音高变换算法，如许吉他手就能够全身心肠投入到吹奏中，同时又不会掉去乐器的音色特色及吹奏的动态效果。如许一种对于数学运算要求极高的算法，需要极为强盛的算力及快速的存储器存取速率，以便于尽可能低的延迟下孕育发生高质量的音效及吹奏手感。

如图2所示，ADI公司的ADSP-21569 SHARC+数字旌旗灯号处置惩罚器(DSP)是一个抱负的解决方案，具备适合的架构、高机能的浮点运算焦点、以音频为中央的外设套件，以和年夜容量的片上静态随机存取存储器(SRAM)，免除了对于外部存储器的依靠。此外，它还有具有进步前辈的专用硬件功效及日趋主要的安全特征。

基在1 GHz SHARC+焦点的ADSP-215xx系列DSP

ADSP-2156x系列(ADSP-21562/ADSP-21563/ADSP-21565/ADSP-21566/ADSP-21567/ADSP-21569) DSP旨于为汽车和消费类/专业音频运用范畴提供身临其境的音频及音效体验。ADSP-215xx系列处置惩罚器基在SHARC+单指令大都据(SIMD)焦点，运行时钟频率高达1 GHz。

这款32位/40位/64位浮点处置惩罚器针对于高机能音频/浮点运用举行了优化，具备年夜容量片上SRAM，可消弭输入/输出(I/O)瓶颈多条内部总线，功效富厚的音频外设套件，以和多种多样的节制及毗连选项，详细如图3的框图所示。

经由过程硬件功效实现体系机能最年夜化

为了保留模仿颤音体系的手感及音色，不克不及有数字噪声滋扰或者合成音色，而且延迟要尽可能小。终极方针是可以或许举行及时复音音高转换，精彩地保留音色，而且于音高转换系数之间实现无缝过渡，以模拟初期颤音体系的特征。当琴弦张力开释时，差别粗细的琴弦的音高降落幅度会有所差别，致使及弦听起来有点走调。

SHARC+ DSP架构利用户可以或许履行及时复音音高转换所需的繁杂计较。1 GHz焦点频率和640 kB片上1级(L1)及1024 kB片上2级(L2)SRAM，确保了强盛的算力及极高的数据存取效率。ADSP-2156x系列处置惩罚器上颠末优化的有限脉冲相应(FIR)及无穷脉冲相应(IIR)硬件加快器，借助专用布局与SHARC+焦点慎密耦合，并之内核速率运行。这类慎密的集成方式使患上FIR/IIR加快器端口可以或许直接存取处置惩罚器的一级(L1)存储器，无需颠末主体系架构，从而削减延迟。SHARC+焦点顶用在快速傅立叶变换(FFT)功效的内置轮回缓冲区速率极快且效率极高，利用户可以或许举行多分辩率阐发，并将延迟降至最低。

图2.ADSP-2156x SHARC+ DSP系列。

图3.ADSP-21569全功效模式处置惩罚器方框图。

全方位的音频毗连性及安全性

ADSP-2156x DSP还有具有进步前辈且立异的数字音频接口，包括8个串行端口(SPORT)，撑持TMD总线及I2S总线，以和乐器数字接口(MIDI®)通讯功效。，于是，这款踏板可经由过程数字音频事情台(DAW)或者各类尺度MIDI节制器实现彻底可节制及可编程（图4）。

图4.Bigsby Pedal音频接口

此外，这款以音频为中央的处置惩罚器还有撑持两个索尼/飞利浦数字接口(S/PDIF)、八对于异步采样率转换器(ASRC)、四个周详时钟发生器(PCG)以和24个音频缓冲区。所有这些元件联合于一路，实现了高效的音频通讯链路。

此外，ADSP-2156x系列配备了一个加密引擎，撑持基在尺度的硬件加快加密、解密、身份验证、真随机数天生以和用在常识产权(IP)掩护的安全启动功效。于现今的消费级及专业音频市场中，常识产权掩护日趋遭到存眷，于ADI的帮忙下，Gamechanger Audio可以或许有用掩护其怪异且立异的算法解决方案。

矫捷的特征与直不雅的用户界面

Bigsby Pedal的脚踏板情势是对于经典揉弦技巧的一种怪异立异。经由过程将弹簧加载装配从吉他琴身移除了并放置于地面上（见图5），吹奏者的双手可以自由地连续弹奏出富有节拍的繁杂及弦和精妙的独奏连复段，而所有的音高弯音则由一个脚踏节制器来完成。这创造了一种全新的吹奏方式，让吉他手及精晓多种乐器的乐手可以或许发现新的吹奏技巧，并创作出于机械式颤音体系或者基本的音高转换效果器下没法实现的音乐编排。

借助高机能的SHARC +焦点，Bigsby Pedal可以或许于两个八度的音域内及时孕育发生传神的音高变化，而且可以经由过程深度旋钮举行调治。音高转换旌旗灯号的音色及掉谐参数一样可以举行调解，特别是掉谐参数，它极为切确地重现了初期颤音体系所独有的“走调”效果。速度旋钮利用户可以或许主动节制Bigsby Pedal的音高变换算法，从而孕育发生差别速率的颤音及合唱效果。而这一切都离不开SHARC+焦点的浮点运算能力、低延迟特征及年夜容量片上存储器。

图5.Bigsby Pedal终极产物。

Bigsby Pedal——终极产物

当Gamechanger Audio初次向吉他界推出Bigsby Pedal时，最常听到的评论之一是：这可谓神来之笔，却又显患上理所固然。云云绝妙的构想，为什么多年来无人问津？

简朴来讲，假如音高转换算法不克不及孕育发生精彩的效果，那末Bigsby Pedal底子无从谈起。任何数字瑕疵，或者过在合成化的音色，城市让这款产物掉去存于价值。终极的算法极其繁杂，对于算力的要求可谓苛刻。恰是患上益在ADI公司的SHARC+系列高端可扩大音频DSP和其专为及时音频旌旗灯号处置惩罚优化的架构，Gamechanger Audio如许的制造商才能冲破枷锁束缚，把斗胆立异的设法变为实际，乐成推出Bigsby Pedal如许的产物。

参考文献

Bigsby Pedal，Gamechanger Audio，2024年。

Fender Musical Instruments Corporation，2024年。

ADSP-2156x SHARC产物系列，ADI公司，2024年。

作者简介

Maikel Kokaly-Bannourah拥有赫特福德年夜学（英国）的电气与电子工程学士学位（声誉）及拉斯帕尔马斯（西班牙）MBA商学院的MBA学位；他在2000年插手ADI公司。Maikel今朝是一位首席现场运用工程师，于音频处置惩罚及毗连解决方案范畴拥有跨越20年的经验，特别专注在ADI SHARC DSP。他深度介入了ADI的音频处置惩罚器、数字旌旗灯号处置惩罚器、编解码器、A2B®收发器及高清多媒体接口(HDMI)技能，为各类消费类运用提供撑持，如可听装备及可穿着装备、专业音频、同一通讯、乐器毗连等范畴。

Martin Swahn拥有瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院(KTH)的电气工程硕士学位。Martin于半导体行业拥有20年的事情经验，在2015年插手ADI公司，担当过量个差别的技能及商务职位。今朝，Martin于瑞典担当首席客户司理，为浩繁客户提供撑持。