Designing Sound

Engine sound
Blade overtones
Broadband noise and engine
Blade resonance
Rotor slap
Figure 48.7
A single beat of a recorded helicopter sound, showing engine sound and blade overtones
around 100Hz.

---

DSP Implementation
537
Polynomial shaper
Noise injection
Pulse width control
Nonlinear
scattering junction
Exhaust waveguide
Piston 
Figure 48.8
Engine, piston plus exhaust waveguide model.
DSP Implementation
To begin, let’s consider the source of power for the vehicle. In this example, we
will use a piston engine since we have already seen how to make one for a car.
There are two main parts, the piston pulse generator and a waveguide for the
exhaust pipe. The latter is a fixed filter that imparts a ringing to the pulses,
but it is also a nonlinear filter that acts as a distortion or waveshaper. Starting
with a
at the top of figure 48.8, we employ a polynomial 14
x
3
−
14
x
2
to
provide a “shark fin” pulse (like a sawtooth but rounded on the top) and then a
1
/
(1
−
kx
2
) shaper to narrow the pulse. The result is a regular knocking sound
with plenty of harmonics, although the spectrum is band-limited. Following this
we have four delays arranged in a circle with feedback; another way of looking
at it is as a bidirectional delay line. The ends of each delay pair correspond to
the exit impedance of a pipe, so since they are partly open and partly closed

---

538
Helicopter
we give a little feedback as reflection and tap off some of the signal as output.
In the middle is a
scattering junction
that allows some of the back-propagated
sound to mix with the forwards-propagated sound. This behaves like a hole in
a flute, with the difference being that we limit the amplitude and spread the
spectrum using part of a cosine cycle as a waveshaper. What we get is a pipe
model that can be overdriven to give bright knocking sounds.