JPS61138994A - Electronic musical instrument - Google Patents

Electronic musical instrument

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Publication number
JPS61138994A
JPS61138994A JP59261260A JP26126084A JPS61138994A JP S61138994 A JPS61138994 A JP S61138994A JP 59261260 A JP59261260 A JP 59261260A JP 26126084 A JP26126084 A JP 26126084A JP S61138994 A JPS61138994 A JP S61138994A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
multiplier
pass filter
musical tone
semiconductor memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP59261260A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
福市 卓郎
石川 武弘
剛 佐々
柴田 考一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP59261260A priority Critical patent/JPS61138994A/en
Publication of JPS61138994A publication Critical patent/JPS61138994A/en
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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 この発明は、電子楽器等に用いられる楽音発生装置、あ
るいは、前記楽音発生装置fllf:L8工化しtもの
におけるビブラート機能の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an improvement in the vibrato function of a musical tone generating device used in an electronic musical instrument or the like, or a musical tone generating device FLLF:L8 engineered version.

(従来の技術〕 一巡閉ループ内にディジタル信号処tit−するローパ
ス・フィルタ、オールパス・フィルタラ有シ、初期波形
をループに入力することによって、徐々に変化する楽音
を作り出す方式というのは、例えば、Karplus、
に、他%Digxtal 19ynthegis of
Pluck@4  String and  Drum
  Tlmbers  ′%computer Mus
ic JOurQal Vol、 7、ム2などで報告
されている。
(Prior Art) A method of creating a gradually changing musical tone by using a low-pass filter and an all-pass filter that perform digital signal processing in a closed loop and inputting an initial waveform to the loop is, for example, Karplus. ,
%Digxtal 19ynthegis of
Pluck@4 String and Drum
Tlmbers '%computer Mus
It has been reported in ic JOurQal Vol. 7, Mu 2, etc.

しかし、上記文献の方式で、楽音にビブラートをかける
には、ディジタル1ご:号8理仮のデータを一担アナロ
グ信号に!換し、その7 L F O(LovrFre
guancy 0sciratar )  lどでアナ
ログ的なビプラート’tかけるしか方法がなかつtoこ
れでは周辺回路が必要となり、せつか〈ディジタル的に
楽音を昨つ之意味が希薄になる恐れがあつ几。
However, in order to apply vibrato to a musical tone using the method described in the above document, digital data must be converted into an analog signal! 7 LFO (LovrFre
The only way to do this is to apply an analog biprato using an analog device, but this requires a peripheral circuit, and there is a risk that the meaning of digitally producing musical tones will be diluted.

そこで本発明では、特別なアナログ回路の増加などなく
、ディジタル的に処理し、しかも乗算器も必要としない
衝単で効果の高いビブラート回路を有する楽音発生装置
、ちるいは、楽音発圧LSIを有する電子楽器を提供す
ることを目的としている。
Therefore, in the present invention, a musical tone generating device, or a musical tone generating LSI, which processes digitally without increasing the number of special analog circuits, and has a simple and highly effective vibrato circuit that does not require a multiplier. The purpose is to provide an electronic musical instrument with

〔問題点全解決するtめの手段〕[The tth method to solve all problems]

上記問題点を解決する之めに、ループ内に含まれるオー
ルパスフィルタに使用されている乗算器の乗数を、(1
1スの回路にて設定することによりビブラート効果を得
ている。
In order to solve the above problem, the multiplier of the multiplier used in the all-pass filter included in the loop was set to (1
A vibrato effect is obtained by setting the first circuit.

〔作用〕[Effect]

第1図の原4は、次式によっている。 The element 4 in FIG. 1 is based on the following equation.

蜘+虐(x+y) =  2 + 2my  stn (x + y/2 
) −(Dすなわち、サイン波形値が格納され7’(R
OMRead 0nly Memry ) f<、Iで
アクセスしtときの出力値と(x + y )でアクセ
スし之ときの出力値の和は、最大値、最小値が+2.−
2のサイン波となることから、この和を最犬嘔幅±1に
してバイアスをかけて、前述の乗算器の乗数としている
。オールパス・フィルタは、乗数の値を変えることによ
って位相特性が変化する。その定め、ループで形成され
る楽音の4本周波数をサイン波的に変化するので、ビブ
ラート効果が得られる。
Spider + torture (x + y) = 2 + 2my stn (x + y/2
) -(D, that is, the sine waveform value is stored and 7'(R
OMRead 0nly Memory ) f<, the sum of the output value when accessing with I and the output value when accessing with (x + y) is +2. −
Since the result is a sine wave of 2, this sum is biased with a maximum width of ±1, and is used as the multiplier of the multiplier described above. The phase characteristics of the all-pass filter change by changing the value of the multiplier. Since the four frequencies of the musical tones formed by the loop are changed in a sine wave manner, a vibrato effect can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は、ループ内にローパス・フィルタ40.2個の
オールパス・フィルタ50.60f、有1.、発生させ
tい楽音の初期波形1周期分を格納し几初期波形ROM
10から波形信号を読出し、前記ローパス・フィルタ4
0、オールパス拳フィルタ5Jr、6.g′でフィルタ
演算をしt後、RAM(Ran4om kcc8ss 
Memory ) 20に格納する方式の楽音発生回路
の回路ブロック1辺である。
FIG. 2 shows a low-pass filter 40.2 all-pass filters 50.60f in the loop, 1. , an initial waveform ROM that stores one cycle of the initial waveform of the musical tone to be generated.
A waveform signal is read out from the low-pass filter 4.
0, All Pass Fist Filter 5 Jr, 6. After performing the filter operation with g' and t, the RAM (Ran4om kcc8ss
This is one side of a circuit block of a musical tone generation circuit which is stored in Memory ) 20.

ローパス・フィルタ40は、自然楽器の音が、時間が経
過するにつれて、周波数の高域から徐々に減衰すること
に対応して、没けられtものである。
The low pass filter 40 is designed to accommodate the fact that the sound of natural instruments gradually attenuates from the higher frequencies over time.

ループを何回も巡回するうちに、ローパス・フィルタ4
0の作用で、高域が減衰してくる。減衰の速さは、ロー
パス・フィルタ内の乗算器に与える乗数によって変えら
れる7すなわち、乗数を変えることによってローパス・
フィルタ40の周波数特性が変るtめである。
After going through the loop many times, the low-pass filter 4
Due to the effect of 0, high frequencies are attenuated. The speed of attenuation can be changed by the multiplier applied to the multiplier in the low-pass filter7.
This is the point at which the frequency characteristics of the filter 40 change.

オールパス・フィルタ50.60は、第3図のような位
相(遅延):f!f+!11.を持つ 第5図の縦軸は
フィルタの遅延時間をサンプリング周期で除しtもので
ある。つまり、乗算器の乗数、CI 、 C2の随によ
り、こりオールパス・フィルタを通し友とき、サンプリ
ング周期の何個分遅延するかを示している。
The all-pass filter 50.60 has a phase (delay) as shown in FIG. 3: f! f+! 11. The vertical axis in FIG. 5 is the delay time of the filter divided by the sampling period. In other words, the multiplier's multiplier, CI, and C2 indicate how many sampling periods are delayed when the signal is passed through the all-pass filter.

しかも、CI、C2の値が−1に近くなるにつれて位泪
特注は、太きくうねる。
Moreover, as the values of CI and C2 become closer to -1, the curve becomes thicker.

これは、CI、C2を−1近くで固定するとき、楽音に
含まれる周波数により4箋特性が異ることを示している
うつまり、CI、C2t−−1付近に設定すると、非畦
数次倍音を発生することを意味する。自然な楽音、まt
、効果的な合成音を作る上で非整数次倍音は極めて重要
なファクターである。特に、ピアノの音や鐘の音を作る
ときに、非整数次倍音はかかせないものである。
This shows that when CI and C2 are fixed near -1, the four-note characteristics differ depending on the frequencies included in the musical tone.In other words, when CI and C2 are set near -1, the non-row frequency It means to generate overtones. natural musical tone,
, non-integer harmonics are an extremely important factor in creating effective synthesized sounds. In particular, non-integer harmonics are essential when creating piano sounds or bell sounds.

オールパス・フィルタ50は、このように、非整数次倍
音を発生させる役割を果す。
All-pass filter 50 thus serves to generate non-integer harmonics.

次に、この方式で正確な音階を作る原理を説明する0 フィルタリングされ几データは、RAM20に書き込ま
れる。初期波形ROM100波形Iζ、1周期分読み出
されると次からは使われず、ループ内を巡るデータは、
RAM20から読み出される。
Next, the principle of creating accurate musical scales using this method will be explained.The filtered data is written to the RAM 20. Once the initial waveform ROM 100 waveform Iζ is read out for one cycle, it will not be used from the next time, and the data circulating in the loop will be
It is read out from RAM20.

これらの制御は切換回路60によって行われる−このR
AM20にデータが一擾き込まれてから、次にそのデー
タが読み出されるまでの時間をt、x、ローパス・フィ
ルタ40での遅延時間をthPF、オールパス・フィル
タ50.60での遅延時間をそれぞれt AFF l、
 t AP1P2とすると、ループ内の固有周波数、す
なわち、発生する楽音の基本周波数f0となる。
These controls are carried out by a switching circuit 60 - this R
The time from when data is loaded into the AM20 until the next time it is read out is t, x, the delay time in the low-pass filter 40 is thPF, and the delay time in the all-pass filter 50.60 is respectively t AFF l,
If t AP1P2, this becomes the natural frequency within the loop, that is, the fundamental frequency f0 of the generated musical tone.

上式の分母、分子にサンプリング周波数fB′f:乗す
ると、 之だし、N=txXf8 α=iLPyxfs β=t )IQ!I X f 5 r=tAPF、x fs となる。
When the denominator and numerator of the above equation are multiplied by the sampling frequency fB'f:, then, N=txXf8 α=iLPyxfs β=t)IQ! I X f 5 r=tAPF, x fs .

ここで、α9.θは、所望の倦音を作る定めに一義的に
定められてしまう。Nは、サンプリング周期の整数倍の
値しかと′j′Lない。
Here, α9. θ is uniquely determined to produce the desired wheezing sound. N can only be a value that is an integral multiple of the sampling period.

したがって;発生する楽音の音階は、RAM20への曹
込み、続出しの時間で粗、、I4整され、r、すナワチ
、オールパス・フィルタ60に含まれる乗算器62の乗
数C2で微調されることになる。
Therefore, the scale of the generated musical tone is roughly adjusted by the time it takes to load and output the data into the RAM 20, and then finely tuned by the multiplier C2 of the multiplier 62 included in the r, sunawachi, and all-pass filter 60. become.

次に、この楽音発生方式を用い几場合にビブラートをか
ける方法を示す。
Next, we will show how to apply vibrato to the sound using this tone generation method.

オールバス・フィルタ60中の乗算器620乗数C2に
変えると楽音の基本周波数が変る九め、ビブラートは、
このCzk時間的に変rヒさせれば可能である。しかし
、C2を時間的に変化させる之めに乗算器などを用いれ
ば回路が膨大となり、楽音発生部をワン・チップLSI
で構成できなくなってしまう。
By changing the multiplier 620 multiplier C2 in the all-bass filter 60, the fundamental frequency of the musical tone changes.
This is possible if this Czk is varied in time. However, if a multiplier or the like is used to change C2 over time, the circuit becomes enormous, and the musical tone generator is built on a one-chip LSI.
It will no longer be possible to configure it.

本発明の骨子である乗算器を用いないビブラート回路を
41図に示す。第1図において、105゜104はサイ
ン波形の値を格納しfr−ROMテーブルである。RO
Mテーブル105は、アドレス発生口@100の発生す
るアドレスtでアクセスされる。ROMテーブル104
は、クロック発生回路101の出力yと前記アドレス発
生回路100の出力とIとを加算器102で加算し九結
果の値(x+y)でアクセスされる。
FIG. 41 shows a vibrato circuit that does not use a multiplier, which is the gist of the present invention. In FIG. 1, 105° 104 is an fr-ROM table that stores the values of the sine waveform. R.O.
The M table 105 is accessed by the address t generated by the address generation port @100. ROM table 104
is accessed by adding the output y of the clock generation circuit 101, the output of the address generation circuit 100, and I in the adder 102 and using the resultant value (x+y).

アクセスされ定ROMテーブル103,104の出力は
加算器105で加算される。
The outputs of the accessed constant ROM tables 103 and 104 are added by an adder 105.

加算器105の出力は、式■に相当する。The output of the adder 105 corresponds to equation (2).

すなわち、振幅がYで制御されるサイン波となる。That is, it becomes a sine wave whose amplitude is controlled by Y.

この加算器105の出力は、式■からも明らかなように
最犬攪幅が±2の几め、次のシフト回路106で右に1
ビツトシフトし、値を捧にしている。(これは−1≦C
2≦1の之めである)シフト回路106の出力は、バイ
アス値C,Bと加算器107で加算されt後、C2に固
定値を与えるC2Aとを選択切換する切換回路110を
介して、オールバス・フィルタ60の乗’1Ei62の
乗数として与えられる。
As is clear from equation (2), the output of this adder 105 is shifted to the right by the next shift circuit 106 with a maximum width of ±2.
The bits are shifted and the value is sacrificed. (This is -1≦C
2≦1) The output of the shift circuit 106 is added to the bias values C and B in an adder 107, and after t, the output of the shift circuit 106 is added to the bias values C and B. It is given as a multiplier of '1Ei62 to the power of bus filter 60.

バイアスイ直11Bll″tC2にバイアスを与え、で
きるだけ上下対称にビブラート周波数が撮れるように設
けられている。
A bias is applied to the bias straight line 11Bll''tC2 so that the vibrato frequency can be captured as vertically symmetrically as possible.

この説明で分るj’5にアドレス発生回路10Gの出力
Iはビブラート周波数に相当し、クロック発生回路10
1の出力yはビブラートの深さに、(目当する。アドレ
ス発生回路100の出力XがRomテーブル105のア
ドレスを1つ1つアクセスしていけば低い周波数のビブ
ラートになるし、ROMテーブル103のアドレスを大
きくとばし読みするとビブラート周波数は高くなる。
As can be seen from this explanation, the output I of the address generation circuit 10G at j'5 corresponds to the vibrato frequency, and the output I of the address generation circuit 10G corresponds to the vibrato frequency.
The output y of 1 is the depth of the vibrato (targeted. If the output The vibrato frequency will increase if you read the address in large numbers.

またクロック発生回路101の出力yをあるf直に固臂
すると式■の重幅値を待つサイン波になり、C,ijサ
イン波状に変化する。し之がって、ビブラートの深さを
Yで制御できることになる。yを時間的に変化させt場
合は、時間的にビブラートの深さが変化するtめ、ディ
レィビブラートとしても使用できる。
Further, when the output y of the clock generation circuit 101 is fixed at a certain f, it becomes a sine wave waiting for the width value of the equation (2), and changes into a C, ij sine wave. Therefore, the depth of the vibrato can be controlled by Y. If y is changed over time, the depth of the vibrato changes over time, so it can also be used as a delay vibrato.

さらに、楽音発生の最初の・化分だけ楽音の基本周波数
を変化させ之い場合にも本発明は応用できる。
Furthermore, the present invention can be applied to cases where the fundamental frequency of a musical tone is changed by the first minute of musical tone generation.

なお、第1図でV;説明の便宜上R・’OMテーブルを
2個持つ九が、1つのROMテーブルを時分割的に用い
る方が回路の簡単化にするの11いうまでもない。
Note that in FIG. 1, V; 9 has two R and 'OM tables for convenience of explanation, but it goes without saying that using one ROM table in a time-sharing manner simplifies the circuit.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べ九ように、本究明を用いれば、乗、は4を用い
ずにビブラート回路を簡単に構成でき、しかもビブラー
ト機能のみならず、楽音にイ1々の変化をつけることが
可能となる。
As stated above, by using the present research, it is possible to easily construct a vibrato circuit without using the power of 4, and it is also possible to add not only vibrato functions but also individual changes to musical tones.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本宅明の漫姑列を示すビブラート回路、第2
図は、楽音発生方式を示すブロック図、第3図はオール
パス・フィルタの位相特性図である 10・・・・・・初期波形ROM 20 ・・・・・・ RAM 30・・・・・・切換回路 40・・・・・・ローパス・フィルタ 50.60・・・・・・オールバス・フィルタ70・・
・・・・混合器 62・・・・・・乗′44 100・・・・・・アドレス元主回路 101・・・・・・りaツクを主回路 102.1(15,IO2・・・・・・加算器103.
104・・・・・・ROMテーブル106・・・・・シ
フト回路 110・・・・−・切換!可路 以   上
Figure 1 shows the vibrato circuit showing Akira Motoyaku's mango row,
The figure is a block diagram showing a musical tone generation system, and Figure 3 is a phase characteristic diagram of an all-pass filter.10...Initial waveform ROM 20...RAM 30...Switching Circuit 40...Low pass filter 50.60...All bus filter 70...
...Mixer 62...Multiply '44 100...Address source main circuit 101...Redirect a to main circuit 102.1 (15, IO2... ...Adder 103.
104...ROM table 106...Shift circuit 110...- Switching! more than the passable distance

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一巡ループ内にディジタル信号処理をするローパ
ス・フィルタとオールパス・フィルタを少くとも備え、
前記フィルタの最終段の出力を半導体メモリに書き込み
、また、所定のタイミングで前記半導体メモリに格納さ
れているデータを読出し、フィルタ演算を行つた後、再
び前記半導体メモリに書き込むことによつて楽器を形成
する方式の楽音発生装置において、前記オールパス・フ
ィルタに使用されている乗算器に与える乗数を時間的に
変化させる回路を備えたことを特徴とする楽音発生装置
を有する電子楽器
(1) At least a low-pass filter and an all-pass filter for digital signal processing are provided in the loop,
The output of the final stage of the filter is written to the semiconductor memory, and the data stored in the semiconductor memory is read out at a predetermined timing, and after filtering is performed, the data is written to the semiconductor memory again. An electronic musical instrument having a musical tone generating device of a type that generates a musical tone, characterized in that the musical tone generating device includes a circuit that temporally changes a multiplier given to a multiplier used in the all-pass filter.
(2)前記乗数を時間的に変化させる回路において、該
回路がサイン波形の値が格納された半導体メモリ、加算
器、前記半導体メモリをアクセスするアドレス発生回路
を少くとも具備することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の電子楽器。
(2) The circuit for changing the multiplier over time is characterized in that the circuit comprises at least a semiconductor memory storing a sine waveform value, an adder, and an address generation circuit for accessing the semiconductor memory. An electronic musical instrument according to claim 1.
JP59261260A 1984-12-11 1984-12-11 Electronic musical instrument Pending JPS61138994A (en)

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Cited By (6)

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