CN1117634A

CN1117634A - 声源装置

Info

Publication number: CN1117634A
Application number: CN95104585A
Authority: CN
Inventors: 仓田充浩
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2015-03-31
Also published as: ES2158914T3; TW279219B; RU95104888A; AU689208B2; EP0675481B1; DE69521731T2; EP0675481A1; KR0151578B1; AU1619795A; DE69521731D1; US5869781A; RU2143751C1; CN1059748C; KR950031147A

Abstract

用PCM回路形成声音信号，并将该信号输入DSP回路进行效果处理。用于进行该效果处理的信号，是由用PCM回路形成的其它声音信号，和用外部声源装置输入的声音信号中选出来的信号。为了能将由PCM回路形成的其它声音信号用作进行效果处理的信号，还设置了将由PCM回路形成的其它声音信号作为效果信号供给至效果处理回路的供给机构。

Description

声源装置

本发明涉及可在形成乐音和效果音等的声音信号的同时，对声音信号进行调制(使变调)或给予音调变化等等的各种声音效果处理输出的声源装置。

目前，在电视游戏机中，内装有声源装置，将存储在游戏卡盘(ROM)或CD-ROM内的声音数据读入游戏机内部的RAM中，通过随游戏的运行读出这些数据而产生游戏的效果音和BGM(乐音)。

可是为了使电视游戏的效果音和BGM能产生较高的游戏气氛，还需对其施加调制等等的各种音响效果处理。而为了能进行这种效果处理，就必需要设置用于确定效果的程度，或是可根据时间的变化运算出该效果的程度的系数。

在原有的声源装置中，是设置有用于产生效果音的专用的LFO和调制信号发生回路，以产生这类系数。

在进行上述音响效果处理时，通常是采用DSP。在DSP等的信号处理装置中，为了能对音响数据进行滤波处理和变调处理(调制)等的效果处理，就必需要有构成参量的信号数据。例如，要进行调制处理时，就必须要有构成变调数据的信号数据。因此，为了多种多样的处理，就必需要有与其相对应的各种各样的信号数据。为此，在原有的装置中，用于产生信号数据的回路均需具有能产生各种波形的信号数据的功能。

而且，若预先准备若干份用于滤波处理的系数组数表，则通过这些数表的动态输入替换，便可以产生多种多样的音响效果。在过去，为进行这种处理，采用的是，比如说如图18所示的构成。图18示出使用DSP的原有的滤波装置的示意图。

图中，由滤波系数寄存器R向DSP71供给若干个滤波系数(a-d)，在DSP71一次取样运算时间中，用这些系数a-d对滤波输入信号Si进行滤波运算(积和运算)。在动态变更滤波系数时，由CPU70按所经过的时间，改变存储在系数寄存器R中的系数组。这时，由CPU70向系数寄存器R的系数写入，可根据CPU70的运算时标按时间序列依次进行。因此，需要相当多的时间才能写入更换系数寄存器R中的全部系数。

而且，在原有的声源装置中，由于要设置专用的硬件回路，所以回路复杂，进而存在有LSI大型化而价格高的缺点。而且难于进行复杂的效果处理，对每一种游戏的效果变化也受到了限制。

而且，若要使信号数据发生回路具有产生各种波形的信号数据的功能，则造成回路复杂，大型化以及价格上升等等缺点。

而且，若采用上述构成，当进行滤波系数组的写入变换时，在CPU70写入变换系数的过程中，系数寄存器R内的各系数在一次滤波运算时会产生相互矛盾的现象。例如，在将系数为a-d的组写入变换至系数为e-h的组时，在达到完全写入变换之前的时间里，会呈两个组的系数混合状态，而在发生这种混合状态时DSP会产生错误的滤波运算。而且，这种状态时的滤波输出信号S_o会乘上一杂波信号，从而使DSP产生振荡，使输出信号异常。

本发明的目的是提供一种声源装置，它通过将用于产生声音信号的回路产生的信号，原封不动地用作调制信号的方式，而可使用于形成效果音的回路简化，同时能使效果内容和程序产生各种变化。

本发明的另一目的是提供一种可以通过反转所产生的数字信号数据的数位的方式，改变这些信号数据的波形，从而可以得到用简单地回路即可获得多种波形信号数据的信号数据发生装置，以及采用该装置进行音响数据处理的音响数据处理装置。

而且，本发明的又一目的是提供一种随时间变化时滤波系数组不会产生矛盾的滤波装置。

声源装置，可利用效果附予机构对作为声音输入的声音信号进行混响、音色变化和调制等等的效果处理。在本发明中，声音信号中的一个被用作对另外的(或由其自身分出的)声音信号进行效果处理的效果信号，并将该声音信号送入效果处理回路。这样，便不需(专门)设置用于产生效果信号的机构，进而使硬件的构成简化。

而且，通过将若干个声音信号中的一个声音信号作为声音信号输入，将另一声音信号作为效果信号输入的方式，效果处理机构可以利用由声音信号发生机构输入的至少两个声音信号，用一个声音信号对其它的声音信号进行效果处理控制并输出。因此，不需设置专用回路，使构成简化，而且通过对声音信号进行效果处理的方式，还可以实现复杂的效果处理。

而且在这时，还可以通过按时间分割处理若干个声音信号的方式，将某时间分隔的信号作为声音信号，将其它的时间分隔的信号作为效果信号。

在一般情况下，是将声音信号作为已用包络波形和低频信号进行变调处理的声音信号输出，然后再用效果处理机构对该信号进行效果处理，而在本发明中，原封不动地是将声音信号钼位成直流值的包络波形和低频信号输出，并将该包络波形和低频信号作为效果信号输入效果处理机构。在效果处理机构中，用该信号波形对其它声音信号进行效果处理。

而且，对于采用有用于存储波形数据的波形存储器的声源装置，通过在波形存储器中设置用于产生主要的声音信号的声音波形数据存储区域和用于产生主要的效果信号的调制波形数据存储区域的方式，便可以利用上述波形，进行声音信号的输出和效果信号的输出。这样，存储在调制波形数据存储区域中的调制波形，便可以采用，比如说，矩形波和锯齿波等等的简单的波形。

而且，还可以由外部获取输入效果处理机构的声音信号，在这种情况下，可以用由声音信号发生机构产生的声音信号，对由外部输入的声音信号进行效果处理。因此，还可以用该效果处理机构，对由外部获取的声音信号进行音调变化的效果处理。

而且在本发明中，可按时间序列由信号数据形成机构形成数字信号数据。该信号数据由表示正负符号的符号数位和表示振幅绝对值的振幅数位构成。数位反转指示机构指示出前述符号数位、振幅数位之一或双方的数位反转。该数位反转指示机构可以由，比如说，分别与符号数位，振幅数位相对应的指示器等构成。由数位反转指示机构给出反转指示的数位的内容，由数位反转机构反转。通过数位的反转，可使波形发生振幅一边移位一边反转的变化，而通过使用该信号数据进行滤波处理、变调处理，便可进行使用该初始波形信号数据的处理和其它不同的处理。

而且，通过用波形存储型信号数据形成机构构成信号数据形成机构的方式，在波形数据存储机构中仅存储有一种波形数据时，也可以通过数位的反转而输出若干种波形信号数据。

而且若采用本发明，可以对输入的声音信号进行动态滤波处理。现参照图12进行说明。比如说在图12中，对于滤波输入信号Si，在用设定各系数数表的OAR＝0的各滤波参数进行滤波运算时，CPU2设定OAR为「0」。DSP1因此而使用各系数数表设定为OAR＝0的各滤波系数组进行滤波运算处理(对输入信号Si和由各系数构成的滤波系数组进行积和运算)。然后，当用于上述滤波运算的滤波系数组变换为各系数数表的OAR＝1设定值时，设定OAR为1。在这一瞬间开始，DSP1将各系数数表的设定值由OAR＝0切换为OAR＝1，从而切换滤波运算所使用的滤波系数组。由于这一切换可与将OAR设定为「1」同时进行，而且因为在这一切换时，可同时使用各系数数表的设定值为OAR＝1的系数组，所以在滤波运算时不会产生滤波系数值的矛盾。

上述作用可通过制成滤波EG而方便的应用。也就是说，若用CPU70监视由EG数据发生部72产生的EG数据，并用该EG数据的电平设定OAR的设定值，便不难实现滤波EG。这时，若采用变换OAR中的EG电平的专用回路，也可以不使用CPU70。

以下结合附图说明本发明的实施例。其中：

图1为适用本发明第1实施例的声源用LSI的游戏机的方框图。

图2为同一声源用LSI的方框图。

图3为同一声源用LSI的PCM回路的方框图。

图4为同一声源用LSI的DSP的方框图。

图5为与同一声源用LSI相连接的DRAM的内部构成图。

图6为设置在同一声源用LSI的PCM回路内的反转器的构成图。

图7为存储在设置在同一声源用LSI的DRAM中的变调用波形的实例的示意图。

图8为由前述PCM回路产生的包络线的实例的示意图。

图9为前述声源用LSI内的DSP回路中的寄存器的连接实例的示意图。

图10为前述声源用LSI中用于音调变换的前述DSP回路的构成的示意图。

图11为前述声源用LSI中用于音调变换的信号数据的实例的示意图。

图12为在本发明另一实施例的声源用LSI中使用的滤波装置的构成的示意图。

图13为配置有前述滤波装置的声源用LSI的PCM回路的方框图。

图14为与配置有同类滤波装置的声源用LSI相连接的DRAM的内部构成图。

图15为配置有同类滤波装置的声源用LSI的DSP的方框图。

图16为表示SCPU12的EG数据读取计时的动作的程序图。

图17为在前述声源用LSI中使用的滤波装置的另一实例的构成的示意图。

图18为在原有的声源用LSI中使用的滤波装置的构成图。

图1为本发明实施例的声源LSI所适用的电视游戏机的构成图。

在游戏机主体1中连接有显示器4和扬声器5。这种显示器4和扬声器5，也可以采用内装在电视接收机中的显示器和扬声器。而且除了前述显示器4、场声器5之外，还可在游戏机主体1中连接内装有存储着游戏程序的ROM19的游戏卡盒3，以及由游戏者操作的控制器2。控制器2可通过缆线等与游戏机主体1相连，而游戏卡盒3可插入设置在游戏机主体1上的槽口中。

在游戏机主体1中内装有主CPU(MCPU)10，该MCPU10对所进行的游戏等的装置的各种动作进行控制。在MCPU10上与前述的控制器2、游戏卡盒3中的ROM19、显示控制用的显示控制器14和效果声响及BGM产生用的声源LSI11相连接。声源LSI11与发声控制用的发声CPU(SCPU)12，存储SCPU12的程序和PCM波形数据等等的DRAM13，以及将已产生的乐音数据转换为模拟乐音信号的D/A转换回路16相连接。D/A转换回路16与前述扬声器5相接。声源LSI11配置有外部输入端子，从而还可与外设的外部声源装置18相连接，输入数字声音数据。显示控制器14与存储有图象显示用数据的VRAM15和前述显示器4相连接。

当将游戏卡盒3装在该游戏机主体1上而接通游戏机电源时，首先由MCPU10将所读取的预定图象数据送入显示控制器14，同时将用于产生效果音和BGM的程度和PCM波形数据写入DRAM13。随后通过对控制器2的操作而开始游戏，并随着游戏的进行，进行图象数据的写入变换及效果音、BGM的发声。MCPU10直接对用于游戏运行控制即图象数据写入交换进行控制，可用MCPU10对SCPU12发出指示而产生效果音和BGM，具体的声音信号的合成，可由SCPU12根据写入输入在DRAM13中的程序、PCM波形数据来进行。

图2为前述声源LSI11的内部方框图。采用该声源LSI11，PCM回路23可根据依次读出的、原存储在DRAM13(参见图1)中的PCM波形数据，形成声音信号、调制信号等的低频数字信号。如上所述，每当将游卡盒3设置在槽口中而将电源接通时，便由其内装的ROM19向DRAM13写入新的数据。这样，便可对每一个游戏产生彼此不同的、独特的效果音和BGM。 DRAM13通过存储控制器21和CPU接口20，与MCPU10、SCPU12相连接，并通过存储控制器21与声源LSI11内的PCM回路23、DSP24相连接。MCPU10、SCPU12、PCM回路23和DSP24可按时间共享的方式，相对于DRAM13进行存、取。CPU接口20与寄存器22相连接，该寄存器22用于暂时存储MCPU10、SCPU11的数据，即用于PCM回路23和DSP24设定的数据或是用于指示这类设定的数据。

现在参见图5，说明DRAM13的内部构成。在DRAM13中，存储规定前述SCPU12动作的SCPU程序、PCM波形数据，并由DSP环形缓冲器设定。PCM波形数据包括用于产生BGM和效果音用乐声信号的声音波形数据，以及用于产生调制波形和效果的、作为参量使用而读出的调制波形数据。而且，这类声音波形数据、调制波形数据可分别存储若干种，并分别设定若干个存储区域。DSP环形缓冲器的相应区域，用于DSP24延迟声音信号数据，以便能产生滤波、变调等等的效果。

这样，作为声音波形数据，比如说调制后的效果音和乐器音的数据存储，并需长时间持续发出这种声音时，可对可循环读取的、每个声音数据一次的起始地址SA、循环起始地址LSA、循环结束地地址LEA实施存储。当需读出这类声音数据时，可首先从起始地址SA读出开始，再读取循环起始地址。然后，通过在循环起始地址LSA至循环结束地址LEA间的反复读取的方式，便可以实现长时间的读取。而且，当调制波形数据为用于乐声信号变调等的波形时，可存储主要的简单波形，如如图7所示的正弦波之类的波形。

SCPU程序、声音数据和调制数据，均在游戏卡盒3装入时由MCPU10读取。SCPU12根据MCPU10的指示，就所读取的SCPU程序，实施该指示相应的动作，PCM回路23按照SCPU12的指示，就读取的PCM波形数据，形成低频数字信号。数字乐声信号可用作后续回路中的声音信号或效果信号。PCM回路23具有32路时间分割通路，故可以独立形成32种低频数字信号。

由PCM回路23形成的数字低频信号中，声音信号送入DSP24，或是直接送入输出混合回路OMI×25。而且，调制信号也送入DSP24，作为效果参数用。一般说来，用读出的声音波形数据形成的信号作为声音信号，用读出的调制波形数据形成的信号作为调制信号，但也可以不考虑他们的差别而自由使用，也能产生特殊的效果音。而且，在DSP24上设置有外部输入端子，从而也可以输入前述外部声源18的声音信号或调制信号。

DSP24对所输入的声音信号进行调制、滤波或音调变换等等的效果处理，再将其输出到输出混合回路OMI×25的回路。为了能对声音信号进行这些效果处理，需同时向DSP24输入数字低频信号的调制信号，以用作效果处理参数。已进行过效果处理的由DSP24输出的声音信号输入至输出混合回路OMI×25。输出混合回路OMI×25将32通路的声音信号，交换为双通道的立体声信号，并输出至DIA变换回路16。

图3示出了前述PCM回路23的内部构成。该PCM回路23包括有相位发生器30，地址指示器31、补插器32、钳位回路33、反相器34、振幅变调用低频发生器35、包络发生器36、乘法器37和输出控制器38。下面通过对动作的说明，说明如何进行32通路的并行时间分割。

在相位发生器30中设置有与SCPU12的音名相对应的FNS数据和倍频数据OCF。相位发生器30根据这些数据所定的每个取样周期(比如说32KH₂)产生并输出相位数据。该相位数据被送入地址指示器31。还由SCPU12向地址指示器31输入作为指定PCM波形数据的数据的起始地址SA，循环起始地址LSA，循环结束地址LEA。地址指示器31根据由相位发生器30输入的相位数据决定地址的步进量，并输出包含有小数部分的地址数据。小数部分数据FRA输出至补插器32，夹着该小数部分的两个整数地址MEA，通过存储控制器21输入至DRAM13。

根据所输入的两个整数地址MEA，由DRAM13读出相邻的两个PCM波形数据。由DRAM13读出的PCM波形数据，通过存储控制器21输入补插器32。补插器32根据由地址指示器31输入的小数部分数据FRA的值，对输入的两个PCM波形数据补插，以形成该定时取样的低频数字信号。补插器32将这一数据送入钳位回路33。钳位回路33根据由SCPU12输入的选择信号SSCTL，由补插器32输入的低频数字信号和全零数据中选择一个输出。当SSCTL为零时，将由补插器32输入的数字低频信号原封不动的输出至后续的反相器34，而当SSCTL为1时，向后续的反相器34输出全零数据。

这样，在由若干数位(比如说16数位)的PCM数据构成的低频数字信号中，最大的数位为正负符号数位，其它的数位为数值(振幅)数位，各数位数据分别在由XOR回路输入的SPCTL信号的作用下发出数位反转。反相器34具有如图6所示的电路结构。

SPCTL是由SCPU12输入的二进位信号。在XOR回路的两个输入处分别输入数字低频信号和SPCTL数据。XOR回路中，数字低频信号的符号数位(最高数位)输入的XOR回路中输入SPCTL的上一数位，而在数值(振幅)数据数位(除最高数位之外的全部数位)输入的XOR回路中，输入SPCTL的低数位。若输入的SPCTL为“0，0”，则原封不动地输出原输入的数字低频信号，若输入的SPCTL为“1，0”，则将数字低频信号反转符号后输出。若输入的SPCTL为“0，1”，则将低频数字信号的数值反转后输出，若输入的SPCTL为“1，1”，则将低频数字信号的符号、数值均反转后输出。

因此，当SSCTL设定为“1”时，钳位回路33输出均为“0”，并将其送入反相器34。随后若设定SPCTL为“01”，反相器34将全“0”数据反转为“0111…”(MAX)数据。数据“0111…”用作使在后接的乘法器37中包络波形数据和变调信号数据原封不动输出的乘数。

由反相器34输出的数字低频信号(含有直流信号)，输入乘法器37。乘法器37还与振幅变调用低频发振器(ALFO)35和包络发生器(EG)36相连接。对于数字低频信号通常作为乐音信号输入的场合，可用该乘法器37进行振幅调制和包络波形的处理。一方面，当后接的DSP24要原封不动地使用ALFO35产生的低频信号和EG36产生的包络波形作为调制信号时，可将低频数字信号的值作为固定的直流分量输入乘法器37，另方面，还可将输入的ALFO35或EG36的波形由乘法器37原封不动的输出。

这样，当要将输入乘法器37的ALFO35或EG36的波形以原始形态由乘法器37输出时，可以将，比如说SSCTL设定为“1”，将SPCTL设定为“0、1”。若如此，钳位回路33的输出将固定(钳位)为“0，0···”，而反相器34的输出将固定为最大值“0，1···”。将这一固定值与振幅变调用低频发振器(ALFO)35的输出和包络发生器(EG)36的输出相乘，使可原封不动地输出由振幅调制用低频发振器(ALFO)35或包络发生器(EG)36输入的值。

在乘法器37中，要进行下述处理。

当输入有作为数字低频信号的乐音的声音信号，并由ALFO35输入低频信号时，输入的声音信号由低频信号调制。

当输入作为低频数字信号的乐音的声音信号，并由EG36输入有包络波形时，输入的声音信号与包络波形相乘，产生与该包络相应的音量变化。

而且，当后接的DSP24要用简单的低频信号和EG波形作调制使用时，可将低频信号钳位于固定值，并以原始形态输出由SLFO35产生的低频信号和由EG36产生的EG波形。当低频数字信号是作为效果用调制信号输入时，可实质上断开ALFO35和EG36，以原封不动地输出调制信号。

上述的ALFO35、EG36可采用原有的常规的电路构成。ALFO35可根据由SCUP12输入的频率数据LFOS、波形指定数据LFOWS、影响度数据(振幅数据)，产生波形如图7所示的、诸如正弦波等的低频信号。EG36由SCPU12输入撞击率AR、第1衰减率DIR、第二衰减率D2R、释放率RR，产生如图8所示的包络波形数据并输出。在PCM波形数据中，存储有包含撞击部分(在起始地址SA和循环起动地址LSA之间)的包络的波形，这样当读取PCM汉形数据时，输出作为撞击部分的最大值，并形成如同图的破折线所示的包络。

由乘法器37输出的信号数据，由输出控制器38指示其输出方向，输出至DSP24或输出混合回路25。

而且，相位发生器30还可以输入由ALFO35产生的低频信号或由DRAM13读出的调制用信号，使读出的相位产生摇摆，进而据此对补插器32输出的数字低频信号进行FM调制处理。

图4为内装在前述声源LSI11中的DSP24的方框图。该DSP24可按16通路由前述PCM回路23输入数字低频信号，并可按双通道由外部输入数字声音信号。DSP24对作为声音信号的这些输入信号进行延迟、滤波等等的预定处理，并输出至输出混合回路25。而且调制信号不仅可用来对作为声音信号的输入的低频数字信号进行处理、输出，它还可以用作对其它的声音信号进行效果处理的参数来使用。若PCM回路23具有32通路的构成时，该DSP24的输入部分就可不设16通路的寄存器。这虽然是方法上的问题，但由PCM回路23向直接输出混合回路25输出声音信号，是十分实用的。

DSP24具有16字长的MIXS寄存器41和2字长的EXTS寄存器42，MIXS寄存器41用作存储由前述PCM回路23输入的低频数字信号的寄存器，而EXTS寄存器42用于存储由外部声源18输入的数字声音信号。而且，它还具有用于对由DRAM13的环形缓冲器读出的数据再次进行该DSP处理时用的、暂时存储的32字长的MEMS寄存器43。这些寄存器MIXS41、EXTS42、MEMS43，分别与寄存器45和选择器48相连接。寄存器45是一个暂时存储回路，它用于向被调制信号的声音信号的计时和同步乘法器49输入作为变调信号(调制信号)的系数数据。选择器48为用于选择输入乘法器49的声音信号的回路。通过输入至寄存器45和选择器48的数据的不同的组合，便可以对声音信号进行极为丰富多彩的效果处理。

输入至寄存器45和选择器48的数据的组合实例如图9所示。图9(A)示出了将存储在MIXS寄存器中的、由PCM回路23中输出的两个低频数字信号中的一个，用作声音信号(被调制信号)，而将另一个用作调制信号(变调信号)时的情况，图9(B)示出了将由PCM回路23输入的、存储在MIXS寄存器41中的一个数据用作调制信号，而将由外部声源18输入的、存储在EXTS寄存器42中的数字声音信号用和声音信号时的情况。在该图中略去了选择器48。这种数据的组合，也可以在各通路中进行。即某一通路的低频数字信号，可以用其它通路的低频数字信号进行变调处理。

若该DSP24可根据存储在微程序寄存器40中的微程序，反复进行256步长的动作，则可以根据微程序，向寄存器45或选择器48输入任意设定的上述寄存器41、42、43中的任何数据。

DRAM地址制作部44制作存取DRAM13的环形缓冲器的(写入/读出)地址，并输出至存储控制器21。存储控制器21用该地址进行存储DRAM13经环形存储器延迟了的数据的写入/读出。而且，上述的乘法器49，是一个通过对声音信号进行系数乘积，从而赋与该声音信号种种效果的回路。可将前述寄存器41、42、43或TEMP-RAM53的存储内容中的某一个信号数据，作为声音信号输入。TEMP-RAM53是一个用于将该DSP24刚处理过的声音信号短时间延迟后再进行反馈的RAM。这种选择是根据微程序对寄存器的选择和对选择器48的设定进行的。一方面，系数的选择可由选择器47进行。选择器47与前述寄存器45、固定系数寄存器46相连接，并输入有“000···1”(即10进位的数值1)。将由此选择出的一个作为乘法系数输入乘法器49。当选择为寄存器45时，可以用PCM回路23产生的低频信号对由选择器48输入的声音信号进行变调效果处理。当选择为系数寄存器46时，可用存储在系数寄存器46中的系数对声音信号进行相应的处理。若选择为“000···1”时，可原封不动地输出原输入的声音信号。

由乘法器49输出的声音信号输入加法器50。经加法器50按预定的相加系数进行了加法处理的声音信号，经由1时标延迟器51→移位回路52，由该DSP24输出。前述相加系数，可由选择器54在1时标延迟器51的输出值，TEMP-RAM53延迟过了的数据和全“0”中选择出一个，并由选择器54送入加法器50。前述的1时标延迟器51是一个对输入的数据进行1次取样时标延迟后再将其输出的回路。移位回路52是一个对输入数据进行预定位数(可由外部设定)移位(相当于n次方)后输出的回路。TEMP-RAM53为对由移位回路52输出的信号进行短时间延迟后，再将其返回至前述乘法器49或加法器50的暂时存储寄存器。即可用DRAM13中的环状缓冲器进行长时间(10ms-1S左右)的延迟，用TEMP-RAM53进行比它更短的短时间的延迟。

在DSP24中，可以用环状缓冲器、1时标延迟器51、暂时RAM53进行延迟，用乘法器49进行相乘，用加法器50进行相加，用移位回路52进行移位，从而可以产生各种效果。而且，当用前述乘法器49对声音信号和相乘系数进行乘法运算时，可以用PCM回路23输出的低频数字信号，外部声源18输入的数字信号和用环状缓冲器延迟了的信号中，进行任意的选择，以选择出声音信号和相乘系数，所以可以进行自由度非常高的DSP效果处理。

如上所述，由于可以利用DSP对声源部件的输出进行DSP调制运算，所以可以进行广泛地乐音效果处理。而且利用存储在DRAM13中的调制波形，便可以用读取PCM波形数据的方式，进行一般的调制。

对用于具有上述构成的声源LSI(PCM回路23和DSP24)的声响信号数据进行音调变换处理时，与DSP24处理等价的回路如图10所示，而这时所使用的调制信号数据的实例如图11所示。音调变换处理是对输入的音响信号数据的频率进行变换再输出的处理。

为说明简单，在图10中用移位寄存器60替换了环状缓冲器。由该移位寄存器60的一端输入音响信号数据。在移位寄存器60内被移位后的音响数据，可由两个端子t₁、t₂读出。端子t₁与系数乘法器61相连接，所读出的音响信号数据Q₁与系数数据W₁相乘。端子t₂与系数乘法器62相连接，所读出的音响信号数据Q₂与系数数据W₂相乘。由加法器63对系数乘法器61、62的输出叠加后，再输出作为输出数据。

若采用上述构成，当端子t₁、t₂的读出地址缓缓向后移位时，所读出的音响信号数据的频率变低，而当端子t₁、t₂的读出地址缓缓向前移位时，所读出的音响信号数据的频率变高。然而，由于移位寄存器(环状缓冲器)60的位数有限，所以向后的移位将最终到达后端，而向前的移位将最终到达前端。如图11的B-1至B-4中的那些锯齿波所示，由于端子t₁、t₂的读取地址的迁移，端子会由后端跳到前端，由前端跳至后端。

即若以读取频率变低时为例进行说明，当端子t₁的读出地址沿B-1所示的锯齿波缓缓向后时，当达到其后端将返回至前端地址。由端子t₂读出地址沿B-2所示的锯齿波缓缓向后时，当到达其后端时将返回至前端地址。这样，由于读取地址的跳跃及所读取的音响信号数据的波形的不连续性，会产生较大的噪音。通过将由端子t₁读出的音响信号数据的振幅值与如图11A-1所示的、作为系数数据的三角波相乘的方式，便可以使与地址跳跃、输出误差同步的系数乘法器61的输出值为0。类似的，通过将由端子t₂读出的音响信号数据的振幅值与如图11A-3所示的、作为系数数据的三角波相乘的方式，便可以使地址跳跃时的系数乘法器62的输出值为0。由于锯齿波B-1和B-2及三角波A-1和A-2间彼此相位相差180°，所以当一个端子的读出地址跳跃而使输出值为0时，另一个处于最大值，从而可使由加法器63输出的声响信号数据保持为一定的值。

以上是以读出频率降低为例说明的，而当读出频率升高时，端子t₁、t₂的读出地址将分别沿图11B-3和13-4所示的逆向锯齿波迁移。在这儿，当用等价的移位寄存器60替换时，输出端子的左右迁移相应于音调的上升/下降，当为环形缓冲器时，则地址轨迹的变迁速度与前导地址轨迹的变迁速度之差(符号)，相应于音调的上升/下降。

当DSP24按图10所示结构构成进行音调变换时，图11中A-1至A-4所示的三角波和B-1至B-4所示的锯齿波，可作为调制信号数据从PCM回路23输入，而且在用于形成这类信号数据的DRAM13中，可以仅分别存储代表一个三角波、锯齿波的调制波形数据，通过象图11右侧所记载的那样设定SPCTL，使可以用反相器34反转信号数据的符号和/或振幅值，从而获得图11所示的全部波形。而且在具有上述构成的DSP中，可将锯齿波按预定时间输入DRAM地址制作部44，将三角波按预定时间输入乘法器49。

这样，通过用反相器34反转由读出的PCM波形数据形成的信号数据，便可以获得各种不同波形的信号数据，从而可以灵活的使用作为若干种波形的一个PCM波形数据，节省DRAM13的容量。

对信号数据的波形反转，并不仅限于调制信号数据。也可以对音响信号数据进行反转。

若从预先存储的若干组系数组中，动态的选择出用于滤波运算的系数组，便可以在大的范围内进行音响效果处理。图12示出了它的一种构成形式。

图12是本发明所涉及的滤波装置的结构图。

该滤波装置与图18所示的原有装置间的不同点在于，它未采用原有的系统寄存器R，而是设置了若干个系数图表7A、7B···，以及用于确定如何从这些系数图表中选择系数的图表内的偏置地址寄存器(OAR)。CPU70使用上述的OAR来选择系数图表。若使用设定在该OAR中的地址，使图表内的系数被选中时，在各数表内设定的系数组被一次供给至DSP71。也就是说，由于各系数图表并列连接在DSP71的系数输入部，所以OAR根据CPU70的指令进行选择时，各系数图表内的滤波系数(滤波系数组)，相对于DSP71作一次供给。

OAR的地址信息可响应CPU70作时间变化。即相对于滤波输入信号Si改变滤波运算内容时，每一次均由CPU70改变OAR的内容。在换写OAR的内容时，连接至DSP71的系数图表被瞬间切换，所以赋与DSP71的系数不会产生矛盾。

在图12中，比如说对于滤波输入信号Si，当要使用各系数图表中设定OAR＝0的各滤波参数进行滤波运算时，CPU70将OAR设定为「0」。据此，DSP71使用设定各系数图表的OAR＝0的各系数，进行滤波运算处理(进行由输入信号Si和各参数构成的滤波系数组的积和运算)。然后，当需要按各系数图表的OAR＝1的设定值，改换用于上述滤波运算的滤波系数组时，设定OAR为「1」。在这一瞬间，使DSP71用于滤波运算的滤波数据组进行切换，即将各系数图表的OAR＝0切换至OAR＝1的设定值。这一切换与将DAR设定为「1」同时进行，而且在进行这一切换时，可同时将各系数图表的OAR设定为「1」，所以在滤波运算时不会产生滤波系数值的矛盾。

上述作用可容易地制成滤波EG而加以应用。即如果用CPU70监视由EG数据发生部61产生的EG数据，并根据这一EG数据的电位设定OAR的设定值，便不难实现滤波EG。这时，若采用可变换OAR的EG电位的专用回路，便不必再通过CPU70加以实施。

在图1所示实施例的声源装置中，上述系数图表可设定在如图13所示的声源LSI11的内部寄存器22内。由该寄存器22中分出的寄存器SP，与图12所示的图表的偏置地址寄存器OAR相对应，故可用于设定对于DSP24的赋与滤波系数组的各滤波系数数表的偏置地址，正如图14所示，前述滤波系数数表，设置在DRAM13中，对于所存储的各滤波系数数表，可由前述内部寄存器22的寄存器SP指定各系数数表的数表内偏置地址OAR。可通过用SCPU12在声源LSI11的寄存器SP中设定所要选择的OAR的方式，实现对该滤波系数数表内的OAR的选择。而且，这时的SCPU12还可以根据EG36的输出数据，改变设定在寄存器SP中的数据。

在本实施例中，为了能用DSP24实现动态滤波，可通过寄存器45，由DRAM13内的滤波系数数表供给滤波运算所必需的上述滤波系数组。进而，存储在DRAM13内的滤波系数数表中的滤波系数组，可按图15所示的信号路径RT供给至乘法器49。可通过用SCPU12在内部寄存器回路22中的寄存器SP中，设定与所要选择的滤波系数组相对应的各滤波系数数表的OAR的方式，进行上述滤波系数数表的滤波系数组的选择。该寄存器SP，可通过设定与所需要选择的滤波系数组的OAR的方式，读出其偏置地址为由存储控制器21设定在寄存器SP中的地址的滤波系数组，并可在以后的滤波运算中，直接读取该选择出的滤波系数组并送入乘法回路49。当要变换滤波系数组时，可将该寄存器SP的地址信息，设定为与所需要变更成的滤波系数组相对应的偏置地址，随后立即将乘法运算所要使用的滤波系数，作为变换后的滤波系数组的存储数据。当变换该滤波系数组时，由于是在滤波系数组存储区域切换后，而可立刻直接使用该区域中的滤波系数，所以不会产生原来所常常出现的滤波系数组的那种矛盾。

这样，可通过改变寄存器SP中的设定数据，直接改变滤波数据组，所以可容易地进行动态滤波，而且由于可实现这种动态滤波，所以可以使用EG36的输出数据。即用SCPU12监视图8所示的EG36的输出数据，使可根据EG的电位变化，切换设定在寄存器SP中的地址信息。因此，可以实现滤波EG。

图16示出了SCPU12为获得滤波EG数据时的动作。当用时间分割等方式构成EG数据读取计时时，读取EG36的输出数据(EG数据)，并判断是否处于图8所示的变化率的位置。变化率判定可以是对前次读取的EG数据和本次读取的EG数据的电位差的判定。在变化率判定进行之后，在寄存器SP中设定与判定出的变化率相对应的地址，即为存储在滤波系数组中的用于对该变化率信号进行滤波操作的偏置地址。而且，若设置可根据EG电位改变SP的数据(即OAR)的专用回路，比如说数表等等，还可以省略CPU的中介作用。

图17示出了本发明的另一个实施例。在该施例中，是将滤波系数数表设置于设在DSP24中的内部RAM中。若采用这种构成，也可以用寄存器SP指定内部RAM的各滤波系数数表中的数表内偏置地址OAR。

而且，还可以用MCPU10适当地进行滤波系数数表的写入。

如上所述，若采用本发明，通过将声音信号发生机构产生的声音信号，作为用于在效果处理回路中进行效果处理所用的效果信号，所以可不需另外设置用于产生效果信号的机构，进而可以减少硬件构成。

而且，通过将声音信号发生机构产生的若干个声音信号中的一个声音信号作为声音信号输入，而将另一个声音信号作为效果信号输入的方式，可以用另一个声音信号对前一个声音信号进行效果处理并输出，进而简化了结构，而且通过对声音信号进行效果处理的方式，可以实现复杂的效果处理。

而且，在这种场合，当按时间分割方式由声音信号发生机构产生若干个声音信号时，甚至可将一个声音信号与另一个声音信号进行同期存储，所以可将其一方面作为声音信号，另一方面作为效果信号而同时使用。

而且，通过分别输出直流钳位的声音信号的包络波形和低频信号，并将该包络波形和低频信号作为效果信号输入效果处理机构的方式便可以采用具有基本功能的声音信号发生机构，对其他声音信号进行效果处理。

而且若采用本发明，通过反转信号数据的符号数位和/或振幅数位的方式，便可以由一个信号数据获得若干种波形信号数据，进而提高信号数据发生装置的功能。

而且通过对用按上述方式获得的信号数据构成的音响数据进行滤波处理、变调处理等等处理的方式，便可以用简单的结构进行多种多样的处理。

而且若采用本发明，由于在变更滤波系数组时，不需根据CPU来依次变换写入各滤波系数，而仅需特别指定预先设定的滤波系数组的存储地址即可，所以可以完全防止有矛盾的滤波运算的运行。因此，可以实现没有杂波和振荡的高精度的滤波运算。

而且，通过根据所经过的时间写入变换地址信息存储组件中的存储内容的方式，而有可能不用专门附加专用的硬件而实现滤波EG的优点。

Claims

1.声源装置，它具有用于输入声音信号和效果信号的机构，用于对该输入的声音信号用前述输入的效果信号进行效果处理的效果处理机构；

其特征在于它还具有将前述声音信号发生机构产生的声音信号作为效果信号供给至前述效果处理机构的供给机构。

2.声源装置，它具有用于输入若干个声音信号和效果信号的输入机构，用于对所输入的前述若干个声音信号中的一个用前述效果信号进行变调等等效果处理的效果处理机构；

其特征在于它还具有将前述声音信号发生机构产生的若干个声音信号中的至少一个作为声音信号供给至前述效果处理机构，并将其它的若干个声音信号中的至少一个作为效果信号供给至前述效果处理机构的供给机构。

3.声源装置，它具有由用于产生基本声音信号的基本信号发生机构和用于用包络波形或低频信号时该基本声音信号进行变调处理并输出的包络处理机构构成的声音信号发生机构，用于输入声音信号和效果信号并用效果信号对声音信号进行变调等处理的效果处理机构；

其特征在于它还具有用于将前述基本信号发生机构产生的基本声音信号固定于直流电位的钳位机构，用于将前述声音信号发生机构输出的信号作为效果信号输入前述效果处理机构的输入机构。

4.如权利要求1、2或3所述的声源装置，其特征在于前述声音信号发生机构为可根据由波形存储器读出的波形数据产生声音信号的机构，而前述波形存储器具有声音波形数据存储区域和调制波形数据存储区域。

5.如权利要求2所述的声源装置，其特征在于前述声音信号发生机构为可按时间分割产生若干个声音信号的机构，前述效果处理机构具有用于暂时存储由前述声音信号发生机构输入的声音信号、效果信号中至少一个的暂时存储机构。

6.如权利要求1或3所述的声源装置，其特征在于前述效果处理机构设置有由外部输入声音信号的机构。

7.在包括有由用于输入声音信号的机构和用于对该输入的声音信号进行滤波处理和变调处理的音响数据处理机构构成的声源装置中，其特征在于前述声响数据处理机构包括由

按时间系列形成由符号位数和振幅位数构成的信号数据的信号数据形成机构，

指示前述信号数据的符号数位和振幅数位中的一方或两方的数位反转的反转指示机构，

根据前述数位反转指示机构的指示内容，反转上述信号数据的符号数位和振幅数位中的一方或双方的数位的数位反转机构构成的信号数据发生装置。

8.如权利要求7所述的信号数据发生装置，前述信号数据形成机构有由用于存储波形数据的波形数据存储机构，与用于通过按时钟计时读出该波形数据以形成信号数据的读出机构，所构成的波形存储型信号数据形成机构。

9.声源装置，它具有用于输入声音信号的输入机构，对该输入的声音信号进行滤波处理和变调处理的声响数据处理机构；

其特征在于前述音响数据处理机构包括

用于存储分别相应于若干个滤波运算的若干个滤波系数组的滤波系数存储机构。

可以由外部设定的、用于存储特别指定前述滤波系数组中任何组的地址的地址信息存储机构。

用于根据预定的滤波运算程序，对输入信号和由上述地址信息特别指定的滤波系数组进行积和运算以进行输入信号滤波处理的信号处理机构。

10.如权利要求9所述的声源装置，其特征在于它还具有用于根据所经过的时间更换写入的前述地址信息存储机构的存储内容的写入变换控制机构。