Real-Time Circuit Simulation With Wave Digital Filters in C++

• 语言: 英语
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/CppCon

摘要

The document presents a header-only C++ library called chowdsp_wdf that implements Wave Digital Filters (WDF) for real-time circuit simulation. WDF uses wave variables instead of traditional Kirchhoff variables, enabling efficient modeling of analog circuits. The library supports common circuit components and can be extended for custom elements. Performance comparisons with other WDF libraries show chowdsp_wdf achieves superior or competitive results. The document also provides examples of implementing circuit models using WDF components and demonstrates how to construct a simple RC lowpass filter.

AI总结

《Real-Time Circuit Simulation With Wave Digital Filters in C++》

本文介绍了基于Wave Digital Filters (WDF) 的实时电路仿真在C++中的实现，重点介绍了一个名为chowdsp_wdf的C++头文件库。该库为常见电路元件（如电阻、电容、二极管等）提供了WDF实现，适用于实时音频效果模拟。

WDF使用“波变量”代替传统的电压/电流变量，通过“入射波”和“反射波”进行电路建模。每个端口有三个变量：入射波、反射波和端口阻抗。电路节点分为“叶节点”（单端口）和“适配器节点”（多端口）。特殊“不可适配”节点需位于树的根部，包括理想电压源、二极管和开关等。

chowdsp_wdf库支持标量和SIMD数据类型，并可扩展支持自定义电路元件。性能测试显示，与RT-WDF和wd_models相比，chowdsp_wdf在多个电路模型中表现最佳或接近最佳。

通过示例展示了如何使用WDF构建RC低通滤波器模型，包括电压源、电阻和电容的组合。代码示例展示了类结构和关键函数的实现。

总结来说，WDF是一种高效的电路建模方法，而chowdsp_wdf库为实时音频效果模拟提供了一个高性能、灵活的解决方案。