Designing Sound

LCR1
LCR2
EMF source
EMF source
Resistance
Charge buildup
Spark gap
Hydrogen and oxygen bubbles
Magnetic metal
AC source
Electrical tuned circuits
Buzzing/phasing
Acoustic resonator
Electrode
Water
−
+
+
−
Figure 39.1
Sounds produced by electricity. (A) Crackling from spark discharge. (B) Bubbling or hiss-
ing from electrochemical reaction. (C) Buzzing and phasing from magnetic induction and
electrical resonance.

---

454
Electricity
In summary, then, we expect to hear a mixture of buzzing, phasing, sharp
crackles, hissing, and high-frequency squeals where high-voltage and current
AC electricity is present. Some of these result from expansion and stress effects
of rapid heating, while others are caused by electromagnetic induction making
metals vibrate. What we will model is a high-voltage AC transformer with some
bad insulation that allows humming, arcing, and sparking to happen.
Method
We will introduce a new technique called a
chirp impulse
. Slowly beating/
phasing patterns will be obtained by mixing oscillators at close frequencies and
then modulating a chirp impulse with this signal. Resonant effects are achieved
with short time comb filters and loud sparking sounds with a combination of
short impulses, noise, and a sharply tuned resonant filter bank.
DSP Implementation
Figure 39.2
Comb unit.
Figure 39.2 shows the comb we will use to
slightly shift signal copies around and act as a
resonator. The top left inlet controls the delay
time of a variable delay whose time is also given
by the first abstraction argument in case we
just want it fixed. Typically this value is very
short, somewhere in the area of 10
−
30ms. We
scale the delayed signal by a factor given as
the second abstraction argument, add it to the
incoming signal from the second inlet, and feed
it to the delay. This means there is a feedback
path and positive (reinforcement) of the input
and delayed signal. This abstraction is denoted
comb
in the final patch.
Figure 39.3
Hum source.
To make a hum sound we take two phasors with a
small frequency offset between them. These frequen-
cies are important. We hear hum as a mixture of
50
−
60Hz and 100
−
120Hz because as induction causes
a vibration it’s rectified giving the absolute value of
the waveform. This causes an apparent doubling of
frequency. A phasor is chosen instead of a sine to give
a wide spectrum, but you could substitute any shap-
ing function here to simulate different transformer or
surface amplification effects. The frequency difference
in figure 39.3 will give a slow beating at 0
.
4Hz. After
summing the phasors we subtract 1
.
0 to centre them
on zero again and clip the result harshly to add more
harmonics. If you require more bass in the sound then
take the cosine of one phasor and mix in some sinu-
soidal components. To add variation a random LFO

---