Analysis of the musical distorsion of electric guitars

Existem diversos problemas ligados à análise de sinais musicais que podem se beneficiar de um conhecimento mais detalhado da estrutura dos sinais gerados pelos diferentes instrumentos. Entre eles se destaca a compressão de sinais baseada em áudio estruturado, onde o codificador determina a partir de um sinal parâmetros para reproduzí-lo com um sintetizador inspirado em modelos físicos dos instrumentos. Para realizar este tipo de análise e síntese é necessário conhecermos as características físicas dos instrumentos e dos sinais produzidos. Este conhecimento é ainda útil para auxiliar no desenvolvimento de instrumentos e outros equipamentos utilizados por músicos para obter o timbre desejado. Esta dissertação apresenta experimentos realizados com uma guitarra elétrica para revelar a dinâmica não-linear de suas cordas e seu filtro linear associado, comparação de sinais gravados com resultados esperados por modelos matemáticos da forma de onda, e ainda uma proposta de uma potencial técnica para a medição de parâmetros para um modelo matemático de um circuito de distorção musical, além de uma maneira de se mapear um par destes parâmetros para um espaço de maior significado psicoacústico.There are many problems related to the analysis of music which can benefit from a better knowledge of the structure of the signals generated by different instruments. One of them is the compression of signals based in structured audio, where the encoder analyzes a signal to determine parameters for a physically inspired synthesizer to reproduce it. We must know the physical characteristics of the instruments and signals to perform this kind of analysis and synthesis. This knowledge is also helpful in the development of instruments and other equipment used by musicians to get the desired timbre. This dissertation presents experiments performed with an electric guitar to show the nonlinear dynamics of the strings, the effect of the guitar filter, a comparison of the recorded signals and the theoretical waveform, and also a proposal for a potential technique to measure the parameters of a model of a distortion circuit and a way to map a couple of those parameters to a space with more psychoacoustical significance