JP2625669B2

JP2625669B2 - 楽音波形発生装置

Info

Publication number: JP2625669B2
Application number: JP59082296A
Authority: JP
Inventors: 誠竹中
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1984-04-23
Filing date: 1984-04-23
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JPS60225195A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子楽器のように楽音を発生するためにデ
ジタル回路を用いて楽音波形を発生する楽音波形発生装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来のアナログミユージツクシンセサイザにあつて
は、VCFを用いてカツトオフ周波数近傍で振幅特性にピ
ークをもたらすようなレゾナンス効果を実現することが
行われていた。このようなレゾナンス効果をデイジタル
回路を用いて行うには、（イ）正弦波加算合成による場
合に、特定倍音の係数（高調波係数）を大きくして、倍
音振幅値（倍音含有率）にピークをもたせることにより
実現すること、あるいは（ロ）デイジタルフイルタ（例
えばデイジタルローパスフイルタ）で、アナログフイル
タと全く同一機能を実現することなどがあつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の従来技術にあつては、（イ）によれば、充分に
満足ゆく倍音を発生するには、多くの計算チヤンネルを
必要とし、しかも各倍毎に振幅レベルを可変設定しなけ
ればならぬという問題があり、（ロ）によれば、デイジ
タルフイルタ自体の回路規模が大きく実現が困難である
という問題があつた。

〔目的〕

ところで、本出願人は、先にこのような従来技術を解
決するための１つの提案を行つた（特願昭57−225582号
「電子楽器の楽音発生方式」）が、本発明は、この先の
提案に関連し、更に変化に富んだレゾナンス効果を得る
ことができるようにした電子楽器の波形発生方式を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明は、波形を読出すためのアドレス信号か
ら、該アドレスの一周期において所定期間は最小レベル
をとり、それ以外の期間は上記最小レベルから最大レベ
ルにあるいは最大レベルから最小レベルに変化する包絡
線信号を発生し、この包絡線信号を、上記アドレス信号
一周期において発生する複数周期の波形信号と乗じて出
力波形信号を発生するようにした絡音波形発生装置にあ
る。

〔実施例〕

以下本発明を図面で示す一実施例につき詳細に説明す
る。

第１図は、本実施例のブロツク回路を示し、図中１
は、鍵盤であつて、この鍵盤１に設けられた複数の鍵の
操作に応じた信号が周波数情報発生回路２に送出され
る。この周波数情報発生回路２からは、操作鍵に対応す
る周波数情報を出力し位相角計算回路３に供給する。

位相角計算回路３では供給される周波数情報を所定タ
イミング毎に累算することにより逐次変化する波形の位
相を示す信号、即ちアドレス信号を発生し、波形生成回
路４のＮ入力端に与える。

また、上記鍵盤１からは鍵の操作に応じて逐次出力楽
音波形の形状を変化して高調波成分の含有率を変化する
ための変調信号を、変調信号発生回路５より発生させ
る。

上記変調信号は、加算回路６に与えられ、演奏者のボ
リユーム操作などによつてその内容が変化する手動入力
変調信号と共に加算された後、上記波形生成回路４のＭ
入力端に印加される。

波形生成回路４では、Ｎ入力端から与えられるアドレ
ス信号とＭ入力端から与えられる変調信号とから、アド
レス信号が波形一周期を指定する間に、波形一周期より
多い周期のアドレスを指定する修正アドレス信号を得、
この修正アドレス信号にて、波形情報をメモリから読み
出し、この読出された波形情報に後述するように、上記
アドレス信号一周期において所定期間最大レベルから最
小レベルに変化し、その他の期間最小レベルを保持する
包絡線信号（窓関数信号でもある）を乗算し、その結果
得られる波形信号をＯ出力端から出力する。

そして、このＯ出力端からの出力波形信号は、エンベ
ロープ制御信号発生回路７から出力されるエンベロープ
制御信号と共にエンベロープ乗算回路８に供給され、エ
ンベロープ乗算されたのち、デイジタル／アナログコン
バータ（DAC）に送出されて、アナログ波形信号とな
る。

なお、上記エンベロープ制御信号発生回路７には、鍵
盤１より鍵の操作を示す信号が供給されて、所定の形状
のエンベロープ制御信号が発生する。

第２図は、第１図の波形生成回路４の詳細回路構成を
示し、Ｍ入力端から入力する変調信号M₀〜M₁₁は、乗算
回路41のＢ入力端（B₀〜B₁₁）に印加される。また、Ｎ
入力端から入力するアドレス信号N₀〜N₁₁は、乗算回路4
1のＡ入力端（A₀〜A₁₁）に印加される。

そして、乗算回路41からは、乗算結果、即ちＡ入力端
からの信号（Ａとする）とＢ入力端からの信号（Ｂとす
る）と2^-12とを乗じた値、即ちＡ×Ｂ÷2¹²の値が出力
する。

そして、その演算結果の下位８ビツト（Q₀〜Q₇）出力
が波形メモリ42に印加される。なお、乗算回路41の上位
側の出力（Q₈〜Q₁₁）は使用されない。波形メモリ42に
は、余弦波が１周期分記憶されている。即ち、この波形
メモリ42のＡ入力端（A₀〜A₇）に与えられる信号がアド
レス信号（即ち、本来のアドレス信号N₀〜N₁₁を修正し
て得られる修正アドレス信号）となる。なお、この波形
メモリ42は、余弦波を記憶させたが、正弦波であつて
も、あるいはその他の波形であつてもよく、また必ずし
も一周期分の波形情報を記憶させなくとも、アドレス信
号の変更あるいは出力波形信号の符号の変更などの処理
によつて、波形の半周期又は1/4周期の情報をメモリに
記憶させるだけで、波形一周期分の情報を再現すること
ができる。

この波形メモリ42からは、いまの場合余弦波信号が振
幅値を８ビツトで表現されて発生する。その信号は、出
力端O₀〜0₇より送出されて、乗算回路43のＢ入力端（B₀
〜B₇）に供給される。そして、この乗算回路43のＡ入力
端（A₀〜A₇）には包絡線信号発生回路44からの包絡線信
号が供給される。

即ち、この包絡線信号発生回路44には、上記アドレス
信号N₀〜N₁₁のうち、上位９ビツト信号が供給される。
即ち、このアドレス信号の最上位ビツトN₁₁は、包絡線
信号発生回路44内のノアゲート44−０〜44−７の一方入
力端に共通に供給され、また夫々のノアゲート44−０〜
44−７の他方入力端には、アドレス信号N₃〜N₁₀が各々
供給される。そして、このノアゲート44−０〜44−７の
出力が包絡線信号となり、上述したように乗算回路43の
Ａ入力端に供給される。

この乗算回路43は、Ａ入力端からの信号（Ａとする）
とＢ入力端からの信号（Ｂとする）と2^-8とを乗算した
値、つまりＡ×Ｂ÷2⁸の値が出力する。

そして、その乗算出力が、出力端０に印加されて、し
かる後第１図に示すエンベロープ乗算回路８に供給され
る。

次に、第３図は、加算回路６から与えられる変調信号
が最大レベルFFF（16進表現で）のときの本実施例の動
作状態を示すもので、同図（ａ）は、Ｎ入力端を介して
乗算回路41に供給されるアドレス信号（N₀〜N₁₁）の変
化を16進表現で示したものであり、出力楽音の周波数に
応じて決定される一周期の間に000からFFFまで変化す
る。

そして、乗算回路41からは、第３図（ｂ）に示す如き
出力Ｑを得る。つまり、変調信号をFFFとしているた
め、一周期に16回の割合で00からFFまで変化する修正ア
ドレス信号を乗算回路41は発生することになる。

第３図（ｃ）は、この修正アドレス信号によつてアド
レス指定されて波形メモリ42より発生する波形信号を表
わしており、このメモリ波形信号は、乗算回路43に供給
される。この乗算回路43には更に包絡線信号が第３図
（ｄ）の如く変化し与えられる。

即ち、ノアゲート44−０〜44−７の出力は、波形の一
周期において、その前半の周期（アドレス信号の最上位
ビツトN₁₁が“0"の期間）では、最大レベルFF（16進表
現）から最小レベル00に変化し、その後半の周期（アド
レス信号の最上位ビツトN₁₁が“1"の期間）では、最小
レベル00を保持するようになる。

そのため、乗算回路43の出力は第３図（ｅ）の如くな
り、波形一周期において発生する波形信号が、包絡線信
号によつてレベル制御されて発生する。

第４図は、このような条件での波形信号（同図
（ａ））と、その周波数スペクトラム（同図（ｂ））と
を示すものである。

また、第５図（ａ）、第６図（ａ）は、第４図の変調
信号Ｍの大きさを1/2、1/4としたときの波形を示し、第
５図（ｂ）、第６図（ｂ）はそのときの周波数スペクト
ラムを示し、第８次、第４次の高調波成分が強調される
ことが理解される。

以上説明した実施例にあつては、包絡線信号発生回路
44から、第３図（ｄ）に示すような包絡線信号を発生し
たが、これに限らず、波形の一周期において所定期間最
小レベルをとり、それ以外の期間は最大レベルから最小
レベルあるいは最小レベルから最大レベルに変化する短
絡線信号を発生するようなものであればよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、簡単な回路構
成で、特定の高調波成分を強調したレゾナンス効果を実
現することができ、波形一周期において得られる波形一
周期以上の周期の波形信号に対し、波形一周期において
所定時間は最小レベルをとり、それ以外の期間は最小レ
ベルから最大レベルにあるいは最小レベルから最大レベ
ルに逐次変化する包絡線信号を乗じて出力波形信号を得
るため、この包絡線信号特有の高調波成分を含む波形信
号を得ることができる。

また、波形一周期における波形信号の発生数を決定す
る変調信号を時間と共に変化させることによつて、振幅
特性にピークをもつ高調葉成分を逐次時間変化させるこ
とができ、アナログミユージツクシンセサイザと同様の
レゾナンス効果も得ることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を示し第１図はそのブロツク
回路を示す図、第２図は第１図の波形生成回路の詳細を
示す図、第３図はこの実施例の動作を説明するための信
号図、第４図乃至第６図は、この実施例により得られる
波形信号と、その周波数スペクトラムとを示す図であ
る。２……周波数情報発生回路、３……位相角計算回路、４……波形生成回路、５……変調信号発生回路、 41、43……乗算回路、42……波形メモリ、 44……包絡線信号発生回路、 44−０〜44−７……ノアゲート。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】波形情報を記憶した記憶手段と、この記憶手段に記憶された前記波形情報を読出すための
アドレス信号を順次生成するアドレス信号生成手段と、前記記憶手段に記憶された前記波形情報を前記アドレス
信号にてアドレス指定して読み出す際のアドレス歩進速
度を変調するための変調信号を、楽音の発生開始からの
時間経過にともなって内容が連続的に変化する信号とし
て、自動的に発生する変調信号生成手段と、前記アドレス信号生成手段が出力する前記アドレス信号
と、前記変調信号生成手段が出力する前記変調信号とを
乗算するすることにより、前記アドレス信号が波形一周
期のアドレスを指定する間に、波形一周期よりも多くの
周期のアドレスを指定する指定する修正アドレスを得る
修正手段と、この修正手段から発生される前記修正アドレス信号にて
前記記憶手段をアクセスするアクセス手段と、前記アドレス信号生成手段が出力する前記アドレス信号
に基づき、発生楽音の周波数を決定する周期性を有し、
この一周期内において、所定期間最小レベルをとり、そ
れ以外の期間前記最小レベルから最大レベルにあるいは
最大レベルから前記最小レベルに変化する包絡線信号を
発生する包絡線信号生成手段と、前記記憶手段からアクセスされて得られる前記波形情報
に、前記包絡線信号生成手段が生成した前記包絡線信号
を乗算する乗算手段と、を具備し、前記変調信号生成手段が発生する前記変調信
号の時間経過にともなう内容の連続的変化に従つて、前
記包絡線信号で定まる波形一周期のなかに含まれる波形
の周波数が楽音の発生開始からの時間経過にともなって
自動的に変化するようにしたことを特徴とする楽音波形
発生装置。
【請求項２】前記包絡線信号生成手段は、前記アドレス
信号の最上位ビットを第１入力端に共通に入力し、第２
入力端には前記最上位ビットより下位のビットのアドレ
ス信号を夫々入力する複数のナンドゲートからなる特許
請求の範囲第１項記載の楽音波形発生装置。