JP2510090Y2 - 楽音信号発生装置 - Google Patents
楽音信号発生装置Info
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- JP2510090Y2 JP2510090Y2 JP19463086U JP19463086U JP2510090Y2 JP 2510090 Y2 JP2510090 Y2 JP 2510090Y2 JP 19463086 U JP19463086 U JP 19463086U JP 19463086 U JP19463086 U JP 19463086U JP 2510090 Y2 JP2510090 Y2 JP 2510090Y2
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- Japan
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- order
- tone signal
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Description
【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ この考案は電子楽器に関し、特に、所定の関数の荷重
和を合成することにより楽音信号を発生する楽音信号発
生装置に関する。
和を合成することにより楽音信号を発生する楽音信号発
生装置に関する。
［従来技術］ 所定の関数の荷重和を合成することにより楽音信号を
発生する代表的な楽音信号発生装置では、所定の関数と
して、倍音列の三角関数を使用する。各次数の三角関数
はマルチビットのデジタルデータで表現される関係上、
所要数の三角関数を発生するメモリや、所要数の三角関
数デジタルデータをフーリエ合成する演算回路が複雑化
し、巨大化する傾向をもっている。さらに、エリアシン
グやその他の大量の楽音デジタルデータを実時間で処理
することに伴う特有の問題を回避しつつ、多様な楽音の
生成能力を達成するために、回路をいっそう複雑にせざ
るを得なかった。
発生する代表的な楽音信号発生装置では、所定の関数と
して、倍音列の三角関数を使用する。各次数の三角関数
はマルチビットのデジタルデータで表現される関係上、
所要数の三角関数を発生するメモリや、所要数の三角関
数デジタルデータをフーリエ合成する演算回路が複雑化
し、巨大化する傾向をもっている。さらに、エリアシン
グやその他の大量の楽音デジタルデータを実時間で処理
することに伴う特有の問題を回避しつつ、多様な楽音の
生成能力を達成するために、回路をいっそう複雑にせざ
るを得なかった。
［考案の目的］ この考案は、比較的簡単な構成で、多種、多様の波形
を合成、制御できる新規な荷重和合成方式の楽音発生装
置を提供することを目的とする。
を合成、制御できる新規な荷重和合成方式の楽音発生装
置を提供することを目的とする。
［考案の要点］ この考案は、上記の目的を達成するため、荷重和合成
の元になる関数として、１ビットで表現可能なAND関数
と呼ばれる新規な関数を発生させ、係数記憶手段よりAN
D関数の各次を重みづけする係数データを可変に制御す
るようにしたことを要点とする。
の元になる関数として、１ビットで表現可能なAND関数
と呼ばれる新規な関数を発生させ、係数記憶手段よりAN
D関数の各次を重みづけする係数データを可変に制御す
るようにしたことを要点とする。
［考案の作用］ この考案によれば、AND関数の各次が時間可変の係数
データにより重みづけされることになるため、合成され
る楽音を多種、多様に時間変化させることができる。
データにより重みづけされることになるため、合成され
る楽音を多種、多様に時間変化させることができる。
AND関数は、ラーデマッヘル関数をγｎ（ｘ）で表わ
すと、第ｎ次を、 AND（ｎ、ｘ）＝｛（γn1+1（ｘ）＋１）/2・（γn2+1
（ｘ）＋１）/2……（γnR+1（ｘ）＋１）/2｝・２−１ （ただし、n1〜nRは、ｎの２進数表現ｎ＝2n1＋2n2＋…
…＋2nRを満たす） で表わすことができる。
すと、第ｎ次を、 AND（ｎ、ｘ）＝｛（γn1+1（ｘ）＋１）/2・（γn2+1
（ｘ）＋１）/2……（γnR+1（ｘ）＋１）/2｝・２−１ （ただし、n1〜nRは、ｎの２進数表現ｎ＝2n1＋2n2＋…
…＋2nRを満たす） で表わすことができる。
γｉ（ｘ）は＋１または−１の値をとるから、AND
（ｎ、ｘ）も＋１または−１の値しかとらない。さらに
AND（ｎ、ｘ）を構成するラーデマッヘル関数のうち、
すべてが＋１のとき、＋１となり、１つでも−１がある
ときは−１の値をとる。
（ｎ、ｘ）も＋１または−１の値しかとらない。さらに
AND（ｎ、ｘ）を構成するラーデマッヘル関数のうち、
すべてが＋１のとき、＋１となり、１つでも−１がある
ときは−１の値をとる。
したがって、AND関数はデジタル技術に適用する場合
に、わずかに１ビットの離散時間データとして表現で
き、非常に有効である。
に、わずかに１ビットの離散時間データとして表現で
き、非常に有効である。
参考までに、第４図に、15次までのAND関数とそのス
ペクトルを示す。
ペクトルを示す。
さらに、上記AND関数は、その数学的性質として、次
の性質をもっている。すなわち、完備な直交関数をAND
関数の線形結合で表わすことができる。したがって、任
意の周期関数ｆ（ｔ）を有限個数のAND関数の適当な荷
重和で望み通り近似できる。
の性質をもっている。すなわち、完備な直交関数をAND
関数の線形結合で表わすことができる。したがって、任
意の周期関数ｆ（ｔ）を有限個数のAND関数の適当な荷
重和で望み通り近似できる。
すなわち、 ここにaiは重みの係数である。
この式からわかるように、a0からaNまでの係数の組み
合わせを変えれば、ｆ（ｔ）、すなわち楽音波形が変化
する。
合わせを変えれば、ｆ（ｔ）、すなわち楽音波形が変化
する。
そこで、電子楽器への適用において、係数発生手段を
係数メモリで構成し係数メモリの内容をマイクロコンピ
ュータ等の制御装置によって時間変化させることによ
り、合成される楽音を動的に変化させることができる。
係数メモリで構成し係数メモリの内容をマイクロコンピ
ュータ等の制御装置によって時間変化させることによ
り、合成される楽音を動的に変化させることができる。
［実施例］ 以下、図面を参照してこの考案の一実施例を説明す
る。
る。
図示実施例の電子楽器は、ポリフォニック、この場
合、８音ポリフォニックであり、時分割で作動する。ま
た、AND関数としては０から31次までの32個を発生する
ようになっており、最大８個の鍵入力に対し31次までの
AND関数データが８チャンネル分、時分割で出力され、
係数メモリからの書換可能な係数データにより重みづけ
られる。この重みづけは、通常の乗算の代りに符号付加
という非常に簡単な処理で実行できる。荷重和合成され
たAND関数データは、８チャンネル分累算されて、最終
的なデジタル楽音波形データとなる。さらにD/A変換、
サウンドシステムを通して、８音の楽音音響信号が出力
される。
合、８音ポリフォニックであり、時分割で作動する。ま
た、AND関数としては０から31次までの32個を発生する
ようになっており、最大８個の鍵入力に対し31次までの
AND関数データが８チャンネル分、時分割で出力され、
係数メモリからの書換可能な係数データにより重みづけ
られる。この重みづけは、通常の乗算の代りに符号付加
という非常に簡単な処理で実行できる。荷重和合成され
たAND関数データは、８チャンネル分累算されて、最終
的なデジタル楽音波形データとなる。さらにD/A変換、
サウンドシステムを通して、８音の楽音音響信号が出力
される。
詳細に述べると、第１図において、鍵盤１は押鍵に対
応するキーボードを発生し、ｆ−ROM2（周波数ナンバRO
M）において対応する周波数データに変換され、キーア
サイナ３に入力される。キーアサイナ３は８チャンネル
のシフトレジスタ構成の周波数ナンバーメモリ４のう
ち、現在、発音されていないチャンネルを捜し出し、そ
のチャンネルに、ｆ−ROM2からの周波数データを書き込
む。
応するキーボードを発生し、ｆ−ROM2（周波数ナンバRO
M）において対応する周波数データに変換され、キーア
サイナ３に入力される。キーアサイナ３は８チャンネル
のシフトレジスタ構成の周波数ナンバーメモリ４のう
ち、現在、発音されていないチャンネルを捜し出し、そ
のチャンネルに、ｆ−ROM2からの周波数データを書き込
む。
周波数ナンバーメモリ４における発音チャンネルの内
容は、加算器５において、８チャンネルシフトレジスタ
構成の周波数累算メモリ６の対応チャンネルの内容と加
算される。この結果、加算器５より、押鍵の音高周波数
に反比例する間隔で８チャンネル時分割のキャリーが出
力される。
容は、加算器５において、８チャンネルシフトレジスタ
構成の周波数累算メモリ６の対応チャンネルの内容と加
算される。この結果、加算器５より、押鍵の音高周波数
に反比例する間隔で８チャンネル時分割のキャリーが出
力される。
各キャリーはハーフアダー７において、８チャンネル
シフトレジスタ構成の波形アドレスメモリ８の対応チャ
ンネルの内容をプラス１する。したがって、波形アドレ
スメモリ８の各発音チャンネルの値は、押鍵の音高周波
数に比例する速度でインクリメントされていく。
シフトレジスタ構成の波形アドレスメモリ８の対応チャ
ンネルの内容をプラス１する。したがって、波形アドレ
スメモリ８の各発音チャンネルの値は、押鍵の音高周波
数に比例する速度でインクリメントされていく。
上記周波数ナンバメモリ４、加算器５、周波数ナンバ
累算メモリ６、ハーフアダー７、波形アドレスメモリ８
は、クロック発生器15からのクロックにより、出力デー
タサンプリング周波数の８倍で動いている。例えば、出
力データサンプリング周波数を40KHzとすると、320KHz
である。
累算メモリ６、ハーフアダー７、波形アドレスメモリ８
は、クロック発生器15からのクロックにより、出力デー
タサンプリング周波数の８倍で動いている。例えば、出
力データサンプリング周波数を40KHzとすると、320KHz
である。
上記アドレスメモリ８からの８チャンネル時分割出力
は、AND関数発生手段としてのAND関数発生ROM9をアドレ
ス指定し、０〜31次までのAND関数（32ビット）を８チ
ャンネル時分割で出力させる。
は、AND関数発生手段としてのAND関数発生ROM9をアドレ
ス指定し、０〜31次までのAND関数（32ビット）を８チ
ャンネル時分割で出力させる。
そして、８チャンネルの時分割AND関数出力の各次は
符号付加器10で構成される重みづけ手段により、係数メ
モリ11からの係数データと掛け合わされる。各々の符号
付加器10は第２図に例示する構成をとり、排他的ORゲー
ト11a〜ｄに共通入力される１ビットのAND関数で、マル
チビット（ここでは４ビット）の係数anの各ビットの符
号を反転して１の補数をとり、続くハーフアダー10eで
２の補数を得ている。これにより、各次のAND関数は対
応する係数データで重みづけられる。
符号付加器10で構成される重みづけ手段により、係数メ
モリ11からの係数データと掛け合わされる。各々の符号
付加器10は第２図に例示する構成をとり、排他的ORゲー
ト11a〜ｄに共通入力される１ビットのAND関数で、マル
チビット（ここでは４ビット）の係数anの各ビットの符
号を反転して１の補数をとり、続くハーフアダー10eで
２の補数を得ている。これにより、各次のAND関数は対
応する係数データで重みづけられる。
重みづけられた０〜31次までのAND関数は、加算器12
で加算される。加算出力Ｓ（ｔ）は、 で表わされる。回路全体は８チャンネル時分割で動作し
ているので、第１チャンネル時間に加算器12からは第１
チャンネルの加算出力S1（ｔ）が発生し、第２チャンネ
ル時間にはS2（ｔ）、以下、同様にして第８チャンネル
時間にはS8（ｔ）が発生し、再び第１チャンネル時間に
おいて第１チャンネルの次の加算出力が発生する。
で加算される。加算出力Ｓ（ｔ）は、 で表わされる。回路全体は８チャンネル時分割で動作し
ているので、第１チャンネル時間に加算器12からは第１
チャンネルの加算出力S1（ｔ）が発生し、第２チャンネ
ル時間にはS2（ｔ）、以下、同様にして第８チャンネル
時間にはS8（ｔ）が発生し、再び第１チャンネル時間に
おいて第１チャンネルの次の加算出力が発生する。
以上の第１チャンネルから第８チャンネルまでの時分
割加算出力Ｓ（ｔ）は累算器13において累算される。す
なわち、第３図に例示するように、累算器13の加算器13
aにおいて、新しいチャンネルの加算出力Ｓ（ｔ）は、
それまでのチャンネルの累算値であるレジスタ13bの出
力と加算される。そして、８チャンネル分の累算完了ご
とに、クロック発生器15からの出力を分周する分周器か
らの出力サンプリング周波数をもつクロックにより、レ
ジスタ13bをリセットし、次の８チャンネルの加算出力
の累算を再開する。
割加算出力Ｓ（ｔ）は累算器13において累算される。す
なわち、第３図に例示するように、累算器13の加算器13
aにおいて、新しいチャンネルの加算出力Ｓ（ｔ）は、
それまでのチャンネルの累算値であるレジスタ13bの出
力と加算される。そして、８チャンネル分の累算完了ご
とに、クロック発生器15からの出力を分周する分周器か
らの出力サンプリング周波数をもつクロックにより、レ
ジスタ13bをリセットし、次の８チャンネルの加算出力
の累算を再開する。
８チャンネル分の累算出力はD/A変換器14に送られて
対応するアナログの楽音信号に変換される。
対応するアナログの楽音信号に変換される。
本実施例に従い、上記係数メモリ11はCPU17と接続さ
れており、任意の時間に、係数データの書き換えが可能
になっている。すなわち、操作スイッチ18からの入力に
応答して、CPU17は、係数メモリ11の内容を書き換え
る。これにより、符号付加器10は、AND関数の各次を、
更新された係数データで重みづけすることになる。係数
データの変更により、楽音波形Ｓ（ｔ）が変化し、音色
・音量等の変化となって現われる。したがって、操作ス
イッチ18は、例えば、音色選択ないし制御操作子として
機能する。
れており、任意の時間に、係数データの書き換えが可能
になっている。すなわち、操作スイッチ18からの入力に
応答して、CPU17は、係数メモリ11の内容を書き換え
る。これにより、符号付加器10は、AND関数の各次を、
更新された係数データで重みづけすることになる。係数
データの変更により、楽音波形Ｓ（ｔ）が変化し、音色
・音量等の変化となって現われる。したがって、操作ス
イッチ18は、例えば、音色選択ないし制御操作子として
機能する。
なお、第１図で点線で示すように、鍵盤１とCPU17と
を結合し、鍵盤１からの鍵情報に従って係数データを変
更するようにしてもよい。この場合、押鍵キーコードに
合わせて係数データを変更することにより、キーボード
フォロワ的な効果を生み出すことができる。また、タッ
チレスポンス効果のために、鍵からのタッチデータに従
って係数データを変更することもできる。
を結合し、鍵盤１からの鍵情報に従って係数データを変
更するようにしてもよい。この場合、押鍵キーコードに
合わせて係数データを変更することにより、キーボード
フォロワ的な効果を生み出すことができる。また、タッ
チレスポンス効果のために、鍵からのタッチデータに従
って係数データを変更することもできる。
上記実施例では、時分割処理において、時間可変な係
数によるAND関数の荷重和合成を行っており、多種、多
様な複数の楽音の合成、制御が可能であり、AND関数の
もつ単純さ及びこれと適合する時分割処理の双方の作用
により、ポリフォニック電子楽器であるにもかかわら
ず、全体の構成が非常に簡素化される、という利点をも
っている。
数によるAND関数の荷重和合成を行っており、多種、多
様な複数の楽音の合成、制御が可能であり、AND関数の
もつ単純さ及びこれと適合する時分割処理の双方の作用
により、ポリフォニック電子楽器であるにもかかわら
ず、全体の構成が非常に簡素化される、という利点をも
っている。
［考案の効果］ 以上、詳細に説明したように、この考案では、荷重和
合成の元となる関数として、デジタル技術上、非常に有
利であるAND関数という新規な関数を使用し、このAND関
数を重みづけする係数記憶手段の係数データを可変に制
御しているので、従来に比べ、より簡単な構成でありな
がら、多種、多様に変化する楽音を発生させることがで
きる。
合成の元となる関数として、デジタル技術上、非常に有
利であるAND関数という新規な関数を使用し、このAND関
数を重みづけする係数記憶手段の係数データを可変に制
御しているので、従来に比べ、より簡単な構成でありな
がら、多種、多様に変化する楽音を発生させることがで
きる。
第１図はこの考案の一実施例に係る全体構成図、第２図
は符号付加器の詳細を示す回路構成図、第３図は累算器
の詳細を示す回路構成図、第４図はAND関数の波形とス
ペクトルを示す図である。 ９……AND関数発生ROM、10……符号付加器、11……係数
メモリ、17……CPU、18……操作スイッチ。
は符号付加器の詳細を示す回路構成図、第３図は累算器
の詳細を示す回路構成図、第４図はAND関数の波形とス
ペクトルを示す図である。 ９……AND関数発生ROM、10……符号付加器、11……係数
メモリ、17……CPU、18……操作スイッチ。
Claims (1)
- 【請求項１】所定の関数の荷重和を合成することによ
り、楽音信号を発生する楽音信号発生装置において、 上記所定の関数の各次を重みづけする係数を記憶する係
数記憶手段と、 ラーデマッヘル関数γｎ（ｘ）を変数として、第ｎ次
が、 AND（ｎ、ｘ）＝｛（γn1+1（ｘ）＋１）/2・（γn2+1
（ｘ）＋１）/2……（γnR+1（ｘ）＋１）/2｝・２−１ （ただし、n1〜nRは、ｎの２進数表現ｎ＝2n1＋2n2＋…
…＋2nRを満たす） で表わされるAND関数を、上記所定の関数として発生す
るAND関数発生手段と、 上記AND関数発生手段からのAND関数の各次を重みづけす
る、上記係数記憶手段における係数を可変に制御する係
数制御手段と、 を有することを特徴とする楽音信号発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19463086U JP2510090Y2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 楽音信号発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19463086U JP2510090Y2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 楽音信号発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100799U JPS63100799U (ja) | 1988-06-30 |
| JP2510090Y2 true JP2510090Y2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=31151780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19463086U Expired - Lifetime JP2510090Y2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 楽音信号発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510090Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP19463086U patent/JP2510090Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63100799U (ja) | 1988-06-30 |
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