An automatic audio VST generator based on Wave Digital Filters

Virtual Analog (VA) effects is the name given to those digital audio effects that aim at recreating the sound of analog audio gear in the digital domain. Through the years, many different techniques have been proposed to achieve this goal. Among these, Wave Digital Filters (WDFs) stand out for their interesting properties, such as increased stability and efficiency, that have lately allowed us to enlarge the class of circuits that can be emulated in real-time. In this thesis, we propose and build an innovative framework for the automatic generation of audio VSTs from circuit schematics leveraging the latest findings of the WDF theory. To reach this goal, we clearly state the class of circuits that we aim to consider, then we propose and build a WDF simulator, and, finally, we build on top of the audio plugin generator. Starting from a SPICE netlist, the method is thus able to generate an audio VST characterized by low CPU usage that can be then employed in Digital Audio Workstations (DAWs) for processing audio. The proposed approach is successfully employed for the real-time emulation of two complex circuits, even characterized by multiple nonlinear one-port elements, paving the way toward the fast implementation of digital audio effects for VA applications.

Effetti Virtual Analog (VA) è il nome dato a quegli effetti audio digitali che mirano a ricreare il suono di apparecchiature audio analogiche nel dominio digitale. Nel corso degli anni, sono state proposte molteplici tecniche per raggiungere questo obiettivo. Tra queste, i Filtri Digitali a Onda (WDF) si distinguono per le loro interessanti proprietà, come la maggiore stabilità ed efficienza, che recentemente hanno permesso di ampliare la classe di circuiti che possono essere emulati in tempo reale. In questa tesi, proponiamo e presentiamo un framework innovativo per la generazione automatica di VST audio a partire da schemi circuitali, sfruttando le più recenti scoperte della teoria WDF. Per raggiungere questo obiettivo, definiamo dapprima la classe di circuiti che intendiamo considerare, quindi proponiamo e costruiamo un simulatore WDF, e infine, sfruttando quest'ultimo, sviluppiamo il generatore di plugin audio. Partendo da una netlist SPICE, il metodo è in grado di generare un VST audio caratterizzato da un basso consumo di CPU che può essere poi impiegato in Digital Audio Workstation (DAW) per il processamento dell'audio. L'approccio proposto viene impiegato con successo per l'emulazione in tempo reale di due circuiti complessi, caratterizzati da molteplici elementi non lineari a singola porta, aprendo la strada all'implementazione automatica e rapida di effetti audio digitali per applicazioni VA.