JP2585508C

JP2585508C -

Info

Publication number: JP2585508C
Authority: JP
Publication date: 1999-01-06

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、ビブラート効果等が付与された楽音を生成可能な楽音発生装置に
関する。〔従来技術〕従来、アナログのミュージックシンセサイザにおいてビブラートの生成を行う
場合、低周波発振器の出力電圧に対しモジュレーションホイールの出力電圧を乗
算してその結果出力を電圧制御型発振器に印加するようにしている。〔従来技術の問題点〕上述した従来技術の場合、モジュレーションホイールの出力電圧によって直接
ビブラート深さを制御するため、モジュレーションホイール等の操作子の操作変
位量によってビブラートの深さが決定され、操作変位量を最大にするとビブラー
トが最大深さになる。しかしながら、このビブラートの最大深さはモジュレーシ
ョンホイール等の操作子の特性によってのみ定まり、より広範囲に、さらには細
かく高精度にビブラートの深さを可変しようとすれば、モジュレーションホイー
ル等の操作子を交換する以外になかった。〔発明の目的〕本発明の目的は、モジュレーションホイール等の操作子を交換することなく、
ビブラート等の変調効果の深さをより広範囲に、さらには細かく高精度に設定す
ることが可能な楽音発生装置を提供することにある。〔発明の要点〕本発明は、発生すべき楽音の周波数に対して変調効果を与えるための周期的に
変化する変調信号を発生可能であるとともに、外部操作により操作変位量が可変
する操作子の最大操作変位量において、発生すべき楽音の周波数に対して与える
最大周波数変調量を設定可能であり、この設定される最大周波数変調量の範囲内
で上記操作子の操作変位量に対応して上記変調信号を可変し、この変調信号に基
づいて発生すべき楽音の周波数を変調制御することを要点とする。〔実施例〕以下、図面の参照してこの発明の一実施例を説明する。第１図はこの実施例による電子楽音のシステム構成図である。図中、１は複数
の鍵を備えた鍵盤、２は音色設定スイッチ、ビブラートスピード設定スイッチ、
ビブラート波形種類設定スイッチ等、各種スイッチを備えたスイッチ入力部であ
る。そして前記鍵およびスイッチの各出力は共に制御部３に与えられて処理される。更に４はモジュレーションホイールであり、その出力はＡ／Ｄ変換器５により
ＡＤ変換されて制御部３に与えられている。而してこのモジュレーションホイー
ル４はビブラート深さ情報を決定するためのもので、その感度は感度設定部６の
出力が制御部３に与えられることにより制御される。制御部３はＣＰＵ（中央処
理装置）等から成り、而して前記鍵盤１およびスイッチ入力部２に対しては周期
的にスキャン信号を与え、各鍵やスイッチのオン、オフ状態を調べる。そしてそ
の状態や、またＡ／Ｄ変換器４の出力、感度設定部６の出力に応じた楽音作成用
の制御信号を発生して楽音生成部７に与える。この楽音生成部７はＤＣＯ（Ｄｉ
ｇｉｔａｌＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）等から成り、楽音
信号を生成してＤ／Ａ変換器８に与え、アナログの楽音信号に変換させスピーカ
１０から放音させる。なお、この楽音生成部７は複数の楽音生成回路を設けポリ
フォニック音を生成するようにしてもよいし、あるいは１つの楽音生成回路を設
け時分割処理によりポリフォニック音を生成するようにしてもよい。そしてこの
アナログの楽音信号はアンプ９、スピーカ１０を介し楽音として放音される。第２図は前記制御部３内のビブラート波形生成回路の具体的構成を示す。図中
、１１はビブラートカウンタであり、特定の周期（例えば、８．１９２ｍｓｅｃ
．）ごとに加算器１２を介しレジスタ１３にセットされているビブラートスピー
ド情報を供給され、累算する。そしてその結果、ビブラートカウンタ１１の最上
位ビットＳからはビブラート方向データが出力し、またその他の各ビットからは
ビブラート周期情報が出力し、而してこのビブラート周期情報はビブラート波形
変換器１４に供給される。また前記ビブラート方向データは比較部１５に供給さ
れて前回のものと比較され、不一致のときにはビブラートカウンタ１１に対しリ
セット信号を与えてリセットさせる。茲で、前記ビブラート方向データは、周波
数が中心周波数より高く変調されるか、低く変調されるかを示すデータである。ビブラート波形変換器１４は前記ビブラート周期情報を、レジスタ１６にセッ
トされているビブラート波形種類情報に応じてビブラート波形に変換し、乗算器
（または除算器）１７に供給する。乗算器１７にはまた前記感度設定部６による感度情報がレジスタ１８を介して印加されており、前記ビブラート波形に対し乗
算（または除算）してその結果データをレジスタ１９にセットし、乗算器２０に
供給させる。乗算器２０にはまた、モジュレーションホイール４の出力値がレジスタ２１を
介し供給され、前記結果データと乗算してその結果データをレジスタ２２にセッ
トし、更に加減算器２３に与える。この加減算器２３にはまたキーコードがレジ
スタ２４から供給されていると共に、前記ビブラート方向データが加算指令（“
０”のとき）または減算指令（“１”のとき）として印加されている。したがっ
て加減算器２３は、キーコードに対し前記結果データを加算または減算してあら
たなキーコードを出力し、レジスタ２５にセットする。而してこのあらたなキー
コードは、前記楽音生成部７内のＤＣＯに送られ、ビブラートのかかった楽音信
号が生成される。茲で、第３図は前記キーコード等の周波数情報のデータフォーマットを示す。
而してこのキーコードは合計１６ビットのデータにより表現され、その上位１０
ビットは音高Ｃ₀〜Ｃ₇までの半音以上のスケールコード（第４図にその具体的な
データを示す）を表わし、また下位６ビットはその半音未満の周波数情報を表わ
すΔＰＩＴＣＨとなっている。また第５図はこの実施例の４種類のビブラート波形を示し、図示するように、
ソウアップ（ＳＡＷＵＰ）、ソウダウン（ＳＡＷＤＯＷＮ）、トライアング
ル（ＴＲＩＡＮＧＬＥ）、スクウェア（ＳＱＵＡＲＥ）から成る。なお、この実施例では、ビブラートのスピードは２０〜５３Ｅ０（１６進表現
による）の範囲、ビブラートの深さ、即ち、感度情報は１〜３００（１６進表現
）の範囲で動作可能となっている。またモジュレーションホイール４の出力値は
０〜１．０まで変化する。そしてビブラート深さが１のときにはビブラートはか
からず、また２のときにはその最大変調時に約、±１．６¢（セント）となり、
最も浅いビブラートとなり、更に３００のときにはその最大変調時に約、±１Ｏ
ＣＴ（オクターブ）となる。またビブラートの演算周期を８．１９２ｍｓｅｃ．と仮定したとき、ビブラー
トの周期は１６．８ｍｓｅｃ．〜２５ｍｓｅｃ．の範囲で変化する。次に第６図を参照して上記実施例の動作を説明する。なお、この第６図は、第
２図に示すビブラート波形生成回路の動作を順に説明するものである。即ち、制御部３のＣＰＵは、鍵盤１の鍵が操作されてその出力が与えられ、ま
たビブラートスピード、ビブラート深さ、ビブラート波形種類が各設定スイッチ
により設定されて各々の情報が与えられたとき、８．１９２ｍｓｅｃ．の周期に
てビブラート波形生成回路に動作指令を与える。そのためビブラートカウンタ１
１はビブラートスピード情報を与えられてそれを累算し、その結果データを、ビ
ブラート方向データおよびビブラート周期情報として出力し、ビブラート周期情
報はビブラート波形変換部１４に与え、またビブラート方向データは比較部１５
に供給される。そしてこのビブラート方向データは比較部１５においてその内容
が前回と異なるか否かを判断され、異っていたときにはビブラートカウンタ１１
はリセットされ、他方、異っていなければビブラートカウンタ１１はリセットさ
れない。ビブラート波形変換部１４はレジスタ１６に設定されているビブラート波形種
類情報がＳＡＷＵＰの場合、前記ビブラート周期情報の上位８ビットをビブラ
ート波形として出力し、乗算器１７に与える。なお、精度を向上させるためには
、ビブラート周期情報の全ビット（１５ビット）をビブラート波形として出力し
てもよい（以下の例も同様である）。前記ビブラート波形変換部１４はまたビブラート波形種類情報がＳＡＷＤＯ
ＷＮのときには、前記ビブラート方向データが“０”であれば、ビブラート周期
情報の１の補数をとり（即ち、オール“１”データとの排他的論理和をとる）、
その結果データの上位８ビットをビブラート波形として出力する。他方、前記方
向データが“１”であれば、前記ビブラート周期情報の上位８ビットをビブラー
ト波形として出力する。更にビブラート波形種類情報がＳＱＵＡＲＥのときには、前記ビブラート方向
データが“０”の場合に、８ビット、オール“０”データをビブラート波形とし
て設定出力し、他方、“１”の場合には８ビット、オール“１”データをビブラ
ート波形として設定出力する。またビブラート波形種類情報がＴＲＩＡＮＧＬＥのときには、ビブラート周期情報のＭＳＢ（最上位ビット）が“０”の場合において、該ビブラート周期情報
を２倍したデータをビブラート波形として出力し、他方、前記ＭＳＢが“１”の
ときには、該ビブラート周期情報のとりうる最大値から現在のビブラート周期情
報を減算し、またその減算結果を２倍したものをビブラート波形として出力する
。そして前記ビブラート波形のデータは乗算器１７においてレジスタ１８からの
感度情報と乗算され、その結果データがレジスタ１９にセットされ、乗算器２０
に与えられる。この場合、感度情報は既に述べたように、感度設定部６の設定状
態に応じて１〜３００（１６進表現）のデータとなり、また、第６図にみられる
ように、レジスタ１９には乗算器１７の乗算結果データのうち上位１６ビットが
レジスタ１９にセットされる。次いでこの乗算結果データは乗算器２０において、レジスタ２１にセットされ
ているモジュレーションホイール４の出力値（０〜１．０の範囲のデータ）と乗
算され、その結果データがレジスタ２２にセットされる。而して前記感度情報に
このモジュレーションホイール４の出力値を乗じたものが実際のビブラート深さ
情報を表わしており、またレジスタ２２にセットされた結果データはビブラート
効果を生む変化量を示している。この変化量は更に、加減算器２３において、レジスタ２４にセットされている
キーコードと加算（前記ビブラート方向データが“０”のとき）または減算（前
記ビブラート方向データが“１”のとき）され、その結果、変調のかかった新し
いキーコードが得られて前記ＤＣＯに送られる。したがってビブラート効果を伴
った楽音が作成され、スピーカ１０から放音される。〔発明の効果〕以上説明したように、この発明は、発生すべき楽音の周波数に対して変調効果
を与えるための周期的に変化する変調信号を発生可能であるとともに、外部操作
により操作変位量が可変する操作子の最大操作変位量において、発生すべき楽音
の周波数に対して与える最大周波数変調量を設定可能であり、この設定される最
大周波数変調量の範囲内で上記操作子の操作変位量に対応して上記変調信号を可
変し、この変調信号に基づいて発生すべき楽音の周波数を変調制御するようにし
たので、従来技術に比べてモジュレーションホイール等の変調効果を与えるための操作子の出力精度が大幅に向上し、このために例えば極めて微妙なビブラート
も発生できる高度な演奏を行うことが可能になる利点がある。Description: TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a tone generator capable of generating a tone with a vibrato effect or the like. [Prior Art] Conventionally, when generating vibrato in an analog music synthesizer, the output voltage of a low-frequency oscillator is multiplied by the output voltage of a modulation wheel, and the resulting output is applied to a voltage-controlled oscillator. . [Problems of the Related Art] In the case of the related art described above, since the vibrato depth is directly controlled by the output voltage of the modulation wheel, the depth of the vibrato is determined by the operation displacement amount of an operation element such as a modulation wheel, and the operation displacement Maximizing the volume produces the maximum vibrato depth. However, the maximum depth of this vibrato is determined only by the characteristics of the controls such as the modulation wheel, and if you want to change the vibrato depth over a wider range, and even finer and with higher precision, replace the controls such as the modulation wheel. There was nothing but to do. [Object of the Invention] The object of the present invention is to replace an operator such as a modulation wheel,
It is an object of the present invention to provide a tone generator capable of setting the depth of a modulation effect such as vibrato in a wider range, and more precisely, with high precision. [Summary of the Invention] The present invention is capable of generating a periodically changing modulation signal for giving a modulation effect to the frequency of a musical tone to be generated, and an operation element whose operation displacement amount is variable by an external operation. In the maximum operation displacement amount, it is possible to set the maximum frequency modulation amount given to the frequency of the musical tone to be generated, and within the range of the set maximum frequency modulation amount, corresponding to the operation displacement amount of the operation element, The main point is that the modulation signal is varied, and the frequency of a musical tone to be generated is modulated based on the modulation signal. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram of an electronic musical tone according to this embodiment. In the figure, 1 is a keyboard having a plurality of keys, 2 is a tone setting switch, a vibrato speed setting switch,
A switch input unit including various switches such as a vibrato waveform type setting switch. The outputs of the key and the switch are both supplied to the control unit 3 for processing. Further, reference numeral 4 denotes a modulation wheel, the output of which is AD-converted by an A / D converter 5 and supplied to the control unit 3. The modulation wheel 4 is for determining vibrato depth information, and its sensitivity is controlled by the output of the sensitivity setting unit 6 being given to the control unit 3. The control unit 3 includes a CPU (central processing unit) and the like, and periodically supplies a scan signal to the keyboard 1 and the switch input unit 2 to check the on / off state of each key and switch. Then, a control signal for tone generation according to the state, the output of the A / D converter 4 and the output of the sensitivity setting unit 6 is generated and supplied to the tone generating unit 7. This musical sound generation unit 7 outputs the DCO (Di
A digital tone signal is generated and supplied to the D / A converter 8, where the tone signal is converted into an analog tone signal and emitted from the speaker 10. The tone generator 7 may be provided with a plurality of tone generators to generate polyphonic sounds, or may be provided with one tone generator to generate polyphonic sounds by time division processing. The analog musical sound signal is emitted as a musical sound through the amplifier 9 and the speaker 10. FIG. 2 shows a specific configuration of the vibrato waveform generation circuit in the control section 3. In the figure, reference numeral 11 denotes a vibrato counter, which has a specific period (for example, 8.192 msec).
. In each case, the vibrato speed information set in the register 13 is supplied via the adder 12 and accumulated. As a result, the vibrato direction data is output from the most significant bit S of the vibrato counter 11 and the vibrato cycle information is output from the other bits, and this vibrato cycle information is supplied to the vibrato waveform converter 14. Is done. Further, the vibrato direction data is supplied to the comparing section 15 and compared with the previous one, and when they do not match, a reset signal is given to the vibrato counter 11 to reset it. Here, the vibrato direction data is data indicating whether the frequency is modulated higher or lower than the center frequency. The vibrato waveform converter 14 converts the vibrato cycle information into a vibrato waveform according to the vibrato waveform type information set in the register 16 and supplies the vibrato waveform to a multiplier (or divider) 17. The sensitivity information from the sensitivity setting unit 6 is also applied to the multiplier 17 via a register 18. The multiplier 17 multiplies (or divides) the vibrato waveform and sets the resulting data in a register 19. To be supplied. The output value of the modulation wheel 4 is also supplied to the multiplier 20 via the register 21, multiplied by the result data, and the result data is set in the register 22, and further supplied to the adder / subtractor 23. The key code is supplied from the register 24 to the adder / subtracter 23, and the vibrato direction data is added to the addition instruction (“
0 ") or as a subtraction command (" 1 "). Therefore, the adder / subtractor 23 adds or subtracts the result data to or from the key code, and outputs a new key code. The new key code is sent to the DCO in the tone generator 7 to generate a tone signal with vibrato. FIG. 3 shows the frequency of the key code and the like. Indicates the data format of the information.
This key code is represented by a total of 16 bits of data,
Bits represent the pitch C ₀ -C up to ₇ semitones or more scale code (indicating the specific data in Figure 4), The lower 6 bits has a ΔPITCH representing the frequency information below the semitone . FIG. 5 shows four types of vibrato waveforms of this embodiment.
It consists of a saw up (SAW UP), a saw down (SAW DOWN), a triangle (TRIANGLE), and a square (SQUARE). In this embodiment, the vibrato speed is in the range of 20 to 53E0 (in hexadecimal notation), and the vibrato depth, that is, the sensitivity information is in the range of 1 to 300 (hexadecimal notation). . The output value of the modulation wheel 4 changes from 0 to 1.0. When the vibrato depth is 1, no vibrato is applied, and when the vibrato depth is 2, the maximum modulation is about ± 1.6 ± (cent),
It becomes the shallowest vibrato, and when it is 300, it is approx.
CT (octave). The vibrato operation cycle is set to 8.192 msec. Assuming that the period of the vibrato is 16.8 msec. ２５25 msec. Range. Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 explains the operation of the vibrato waveform generating circuit shown in FIG. 2 in order. That is, the CPU of the control unit 3 operates when a key of the keyboard 1 is operated and its output is given, and when the vibrato speed, vibrato depth and vibrato waveform type are set by each setting switch and each information is given. , 8.192 msec. An operation command is given to the vibrato waveform generation circuit in the cycle of. Vibrato counter 1
1 is provided with vibrato speed information and accumulates it, and outputs the result data as vibrato direction data and vibrato cycle information. The vibrato cycle information is provided to the vibrato waveform converter 14 and the vibrato direction data is compared to the comparator. Fifteen
Supplied to The vibrato direction data is judged by the comparing section 15 as to whether or not the content is different from the previous one.
Is reset, while the vibrato counter 11 is not reset if they are not different. When the vibrato waveform type information set in the register 16 is SAW UP, the vibrato waveform converter 14 outputs the upper 8 bits of the vibrato cycle information as a vibrato waveform, and provides the vibrato waveform to the multiplier 17. In order to improve the accuracy, all bits (15 bits) of the vibrato cycle information may be output as a vibrato waveform (the same applies to the following examples). The vibrato waveform converter 14 also outputs the vibrato waveform type information as SAW DO.
In the case of WN, if the vibrato direction data is "0", a 1's complement of the vibrato cycle information is taken (that is, exclusive OR with all "1" data is taken),
As a result, the upper 8 bits of the data are output as a vibrato waveform. On the other hand, if the direction data is "1", the upper 8 bits of the vibrato cycle information are output as a vibrato waveform. Further, when the vibrato waveform type information is SQUARE, if the vibrato direction data is "0", 8 bits, and all "0" data are set and output as a vibrato waveform. On the other hand, if the vibrato direction data is "1", 8 bits are output. All “1” data is set and output as a vibrato waveform. When the vibrato waveform type information is TRIANGLE, if the MSB (most significant bit) of the vibrato cycle information is “0”, data obtained by doubling the vibrato cycle information is output as a vibrato waveform, and the MSB is “ When it is 1 ", the current vibrato cycle information is subtracted from the maximum value of the vibrato cycle information, and the result of the subtraction is doubled to output a vibrato waveform. Then, the vibrato waveform data is multiplied by the sensitivity information from the register 18 in the multiplier 17, and the result data is set in the register 19, and
Given to. In this case, the sensitivity information becomes data of 1 to 300 (hexadecimal notation) according to the setting state of the sensitivity setting unit 6 as described above, and as shown in FIG. The upper 16 bits of the multiplication result data of the multiplier 17 are set in the register 19. Next, the multiplication result data is multiplied by the output value (data in the range of 0 to 1.0) of the modulation wheel 4 set in the register 21 in the multiplier 20, and the result data is set in the register 22. The value obtained by multiplying the sensitivity information by the output value of the modulation wheel 4 represents the actual vibrato depth information, and the result data set in the register 22 indicates the amount of change that produces the vibrato effect. . This change amount is further added to the key code set in the register 24 (when the vibrato direction data is "0") or subtracted (when the vibrato direction data is "1") in the adder / subtracter 23. As a result, a new modulated key code is obtained and sent to the DCO. Therefore, a musical sound with a vibrato effect is created and emitted from the speaker 10. [Effects of the Invention] As described above, the present invention can generate a periodically changing modulation signal for giving a modulation effect to the frequency of a musical tone to be generated, and can control an operation displacement amount by an external operation. It is possible to set the maximum frequency modulation amount given to the frequency of the musical tone to be generated in the maximum operation displacement amount of the operator that varies, and within the range of the set maximum frequency modulation amount, the operation displacement of the operator Since the modulation signal is varied in accordance with the amount and the frequency of the musical tone to be generated is modulated based on the modulation signal, an operator for providing a modulation effect such as a modulation wheel as compared with the prior art. Has an advantage that the output accuracy of the sound can be greatly improved, and for this reason, for example, it is possible to perform an advanced performance that can generate an extremely delicate vibrato.

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一実施例による電子楽器のシステム構成図、第２図はビブ
ラート波形生成回路の回路図、第３図は周波数情報のデータフォーマットを示す
図、第４図はスケールコードを示す図、第５図は４種類のビブラート波形を示す
図、第６図はビブラート波形演算の動作を示す図である。１……鍵盤、２……スイッチ入力部、３……制御部、４……モジュレーション
ホイール、５……Ａ／Ｄ変換器、６……感度設定部、７……楽音生成部、８……
Ｄ／Ａ変換器、９……アンプ、１０……スピーカ、１１……ビブラートカウンタ
、１２……加算器、１３、１６、１８、１９、２１、２２、２４、２５……レジ
スタ、１４……ビブラート波形変換部、１７、２０……乗算器、２３……加減算
器。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a system configuration diagram of an electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a vibrato waveform generation circuit, FIG. 3 is a diagram showing a data format of frequency information, FIG. 4 is a diagram showing a scale code, FIG. 5 is a diagram showing four types of vibrato waveforms, and FIG. 6 is a diagram showing an operation of vibrato waveform calculation. 1 keyboard 2 switch input unit 3 control unit 4 modulation wheel 5 A / D converter 6 sensitivity setting unit 7 musical tone generation unit 8
D / A converter, 9 amp, 10 speaker, 11 vibrato counter, 12 adder, 13, 16, 18, 19, 21, 22, 24, 25 register, 14 Vibrato waveform converter, 17, 20,... Multiplier, 23.

Claims

Claims: 1. A frequency data output means for outputting frequency data of a musical tone to be generated in response to a performance operation; and Frequency modulation signal generating means for generating a periodically changing frequency modulation signal for giving a frequency modulation effect, and an operation displacement amount is continuously varied in response to an external operation, and the operation displacement amount is
By setting an operation element that outputs a corresponding value and arbitrary numerical data, when the operation element is displaced to the maximum operation displacement amount, the frequency modulation signal is generated with respect to frequency data of a musical tone to be generated. Setting means for variably determining the maximum frequency modulation amount to be given; output in accordance with the numerical data set by the setting means and the operation displacement amount of the operation element.
Value to be applied to the frequency-modulated signal generated by the frequency-modulated signal generating means.
The frequency modulation signal is changed according to the operation displacement amount of the operation element within the range of the maximum frequency modulation amount determined by the setting by the setting means.
To a modulation amount varying means for varying the amount of frequency modulation to be given to the frequency data of a tone to be generated, the frequency data output from the frequency data output means is changed by the modulation amount varying means frequency A tone generation device comprising: modulation control means for performing modulation control based on a modulation signal; and tone generation instruction means for instructing generation of a tone based on the frequency data modulated by the modulation control means. .