JP2689646B2 - 電子楽器 - Google Patents

電子楽器

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JP2689646B2
JP2689646B2 JP1259739A JP25973989A JP2689646B2 JP 2689646 B2 JP2689646 B2 JP 2689646B2 JP 1259739 A JP1259739 A JP 1259739A JP 25973989 A JP25973989 A JP 25973989A JP 2689646 B2 JP2689646 B2 JP 2689646B2
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/02—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
    • G10H1/06—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour
    • G10H1/12—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by filtering complex waveforms
    • G10H1/125—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by filtering complex waveforms using a digital filter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
    • G10H2250/055—Filters for musical processing or musical effects; Filter responses, filter architecture, filter coefficients or control parameters therefor
    • G10H2250/101—Filter coefficient update; Adaptive filters, i.e. with filter coefficient calculation in real time

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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、様々な楽音を発生するのに用いて好適な
電子楽器に関する。
「従来の技術」 従来より、電子楽器では、楽音に対して楽器特有の音
色を付与するために、音源が出力した楽音信号を周波数
特性の可変なフィルタなどを通すことによって、音色を
付与している。以下、従来の電子楽器の代表的なものに
ついて説明する。
まず、第１の従来の電子楽器（実公昭52−34092号）
について、第14図に示すブロック図を参照して説明す
る。この図において、まず、鍵スイッチ回路SW1,SW2,SW
3は、鍵操作に対応して音源４から音源信号を選択導出
する。また、音色形成回路5a〜5cは、鍵スイッチ回路SW
1〜SW3から導出された音源信号に音色形成し、第１の楽
音信号として出力する。開閉回路3a,3b,3cは、エンベロ
ープ回路２からのエンベロープ信号に応じて鍵スイッチ
回路SW1〜SW3によって導出された音源信号を音色形成回
路5d,5e,5fへ分岐供給する。そして、音色形成回路5d〜
5fは、それぞれ前記開閉回路3a〜3cから導出される音源
信号に音色形成し、第２の楽音信号として出力する。そ
して、第１および第２の楽音信号を合成し、さらに楽音
として発音する。
次に、第２の従来の電子楽器（特公昭64−7400号）に
ついて、第15図に示すブロック図を参照して説明する。
この図において、楽音の音色制御には、デジタルフィル
タ８が用いられており、このデジタルフィルタ８に、所
定の時間（フレーム）毎に、かつ、鍵盤部９からのタッ
チ情報に応じて、予めフィルタ特性パラメータメモリ10
に記憶しておいたフィルタ特性パラメータを供給する。
この結果、デジタルフィルタ８の特性を変化させ、波形
メモリ11から出力される楽音信号に対して時間変動性を
付与する。そして、D/A（デジタル・アナログ）変換器1
2によってアナログ信号に変換した後に発音する。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した第14図に示す従来の電子楽器で
は、押鍵に従いエンベロープ回路によってフィルタ装置
の周波数特性を変化させてはいるが、タッチに応じてエ
ンベロープ波形の変化速度（レート）を可変制御できな
い。したがって、上記電子楽器では、単純な音色しか得
られないという欠点を有していた。
次に、上述した第15図に示す電子楽器では、何等かの
演奏情報によってデジタルフィルタの変化速度を変化さ
せようとすると、デジタルフィルタへのフィルタ特性パ
ラメータの供給速度を変えられるような構成にするか、
あるいは演奏情報毎に変化を示すよう多数のフィルタ特
性パラメータ群を記憶して置かなければならないので、
システムの規模が大きくなってしまうという問題を生じ
る。
この発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、装
置の規模を大きくすることなく、複雑な音色変化を実現
でき、かつ、音作りの自由度が高く、さらに、多段化、
複音化を容易にできる電子楽器を提供することを目的と
している。
「課題を解決するための手段」 このような問題点を解決するために、本発明では、互
いに周波数特性の異なる複数のフィルタと、時間変化す
る制御データを発生する制御データ発生手段と、前記制
御データに従って、前記フィルタの出力信号のレベルを
制御するレベル制御手段と、異なる複数のフィルタアル
ゴリズムの中から任意の一のフィルタアルゴリズムを指
定する指定手段であって、前記フィルタアルゴリズム
は、前記複数のフィルタの中の一部のフィルタにのみ前
記レベル制御手段が接続されるように、前記複数のフィ
ルタと前記レベル制御手段とを接続するものと、前記指
定手段により指定されたフィルタアルゴリズムに従っ
て、前記複数のフィルタおよび前記レベル制御手段を接
続する接続手段と、楽音信号の発生開始を指示する第１
のデータと該楽音信号の特性を制御するための第２のデ
ータとを組にして発生する楽音発生指示手段と、前記楽
音発生指示手段による第１のデータの発生に応答して、
楽音波形を発生する楽音波形発生手段と、前記接続手段
により接続された前記複数のフィルタと前記レベル制御
手段とからなるフィルタアルゴリズムに前記楽音波形を
入力する入力手段と、前記接続手段により接続された前
記複数のフィルタと前記レベル制御手段とからなるフィ
ルタアルゴリズムから前記楽音信号を出力する出力手段
と、前記楽音発生指示手段により発生される第２のデー
タに基づき、前記複数のフィルタの周波数特性および前
記制御データの時間変化の態様を制御する特性制御手段
とを具備することを特徴としている。
「作用」 楽音発生指示手段が、楽音信号の発生開始を指示する
第１のデータと楽音信号の特性を制御する第２のデータ
とを組にして発生させる。また、指定手段は、用意され
た複数のフィルタアルゴリズムの中から何れか一のフィ
ルタアルゴリズムを任意に指定する。これにより、接続
手段は指定されたフィルタアルゴリズムに従って複数の
フィルタとレベル制御手段を接続して、複数のフィルタ
の中の一部にのみレベル制御手段が接続されたフィルタ
アルゴリズムを形成する。次に、楽音波形発生手段は発
生された第１のデータに応答して楽音波形を発生させ、
入力手段が、この楽音波形を接続手段で接続されたフィ
ルタアルゴリズムに入力する。一方、制御データ発生手
段が時間変化する制御データを発生させることで、フィ
ルタアルゴリズム中のレベル制御手段によりフィルタの
出力信号のレベルが制御される。他方、特性制御手段
は、発生された第２のデータに基づいて複数のフィルタ
の周波数特性および上記制御データの時間変化の態様を
制御する。そしてこれらの制御に従って、フィルタアル
ゴリズムで楽音波形の特性が制御され、出力手段によっ
てフィルタアルゴリズムから楽音信号が出力される。
「実施例」 次に図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
A.実施例の構成． 第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。この図において、11は鍵盤であり、キーコード
KC、キーオンKON、キーオフ信号KOFF、キーオン速度KV
およびキーオフ速度KOFFV（タッチ情報）をシステムコ
ントローラ３へ出力する。12は操作子であり、ボリュー
ム、ピッチベントなどの各種操作子から構成されてい
る。また、操作子12は、各種操作子の状態に応じた楽音
情報をシステムコントローラ13へ出力する。次に、シス
テムコントローラ13は、例えば、CPU（中央処理装
置）、記憶装置などから構成されており、所定のプログ
ラムに従って電子楽器全体を制御する。このシステムコ
ントローラ13は、上記プログラムに従って、キーコード
KC、キーオン速度KV、キーオフ速度KOFFV、キーオン信
号KON、キーオフ信号KOFFおよび上記楽音情報に基づい
た音色パラメータを楽音波形発生器14へ出力する。ま
た、フィルタシステム15へは、カットオフ周波数ｆ（フ
ィルタ特性）を時間分割で変更するための各種楽音指定
情報（カットオフ周波数ｆの目標値fn、現在値fd、補間
速度Si、フィルタ指定ナンバｎおよびリセット信号IR）
を出力する。また、レベル制御部６へは、ボリューム信
号VOLなどを出力する。次に、楽音波形発生器４は、上
記キーコードKC、キーオン速度KV、キーオン信号KON、
キーオフ速度KOFFV、キーオフ信号KOFFおよび上記音色
パラメータに従って楽音波形データを発生し、この楽音
波形データをフィルタシステム15へ出力する。このフィ
ルタシステム15は、時分割により多段構成のフィルタを
構成するとともに、上記各種楽音指定情報の目標値fdお
よび現在値fnが設定されると（Fd≠fn）、当該フィルタ
システム15のカットオフ周波数ｆが、補間速度Siの値に
応じた変化速度で、現在値fnから目標値fdに向かって変
化する。これによって、当該フィルタシステム15を通る
楽音波形データは複雑にフィルタリングされる。この楽
音波形データはレベル制御部６に供給される。また、フ
ィルタシステム15は、上記カットオフ周波数ｆが目標値
fdに達すると、システムコントローラ13へ各段のフィル
タに対応した割込信号Intを出力する。レベル制御部６
は、ボリューム信号VOLなどに従い、楽音波形データか
ら楽音信号を発生して出力する。
次に、この実施例のフィルタシステム15の構成につい
て、第２図に示すブロック図を参照して説明する。
．フィルタシステム15の構成． この図において、フィルタシステム15は、コントロー
ル部16、セレクタ17,18a,18b、REG（レジスタ）19a,19
b,19c,19d,19e,19f,DCF（デジタルフィルタ）20および
乗算係数発生器21などから構成されている。
コントロール部16は、各部の動作タイミングを制御
し、必要とされるデータを各部へ供給して全体を制御す
る。このコントロール部16には、システムクロックφお
よび上述した各種楽音指定情報などが供給される。ま
た、コントロール部16は、セレクタ信号S0,S1およびS2
をセレクタ17へ、コントロール信号RC1〜RC6を各レジス
タ19a〜19fへ、H/L信号をセレクタ18aへ、また、カット
オフ周波数データｆをDCF20へそれぞれ出力する。
次に、REG19aは、楽音波形データをラッチする入力レ
ジスタであり、コントロール信号RC1に基づいて当該楽
音波形データをセレクタ17の入力端Q0および加算器22へ
供給する。
セレクタ17は、上述したセレクタ信号S0,S1,S2に応じ
て、複数の入力端Q0〜Q4に供給されるデータのいずれか
１つを選択的にDCF20へ出力する。
このDCF20は、第３図に示すように加算器20a,20a,乗
算器20b,20b、遅延器20cおよびlog−lin変換テーブル20
dから構成されている。このDCF20のカットオフ周波数ｆ
は、当該カットオフ周波数ｆの対数値に応じたパラメー
タlogαが直接与えられることによって制御される。ま
た、DCF20は、HPF（ハイパスフィルタ）およびLPF（ロ
ーパスフィルタ）としての出力を備えている。DCF20のH
PFおよびLPFの各出力は、セレクタ18aに供給される。こ
こで、遅延器20cにおけるDnの添字ｎは、時分割フィル
タ数と同時発音チャンネル数に応じたものである。例え
ば、１音を４フィルタユニットで形成し、16音同時発音
が可能なシステムの場合、遅延器20cは16×４段のシフ
トレジスタで構成される。
セレクタ18aは、上記HPFまたはLPFを介して供給され
た楽音波形データのいずれか一方を、前述したH/L信号
に応じて選択し、乗算器23およびREG19bへ出力する。
次に、REG19bは、コントロール信号RC2に応じて、DCF
20が出力する楽音波形データをラッチするレジスタであ
る。このREG19bが出力する楽音波形データは、セレクタ
17の入力端Q1、セレクタ18bに供給される。
また、乗算係数発生器21は、各種楽音指定情報に基づ
いて乗算係数を発生し、乗算器23へ出力する。
この乗算器23は、セレクタ18aが出力する楽音波形デ
ータと上記乗算係数とを乗算して、当該楽音波形データ
のレベルを制御する。レベル制御された楽音波形データ
は、REG19cおよびREG19dに供給される。
REG19cは、レベル制御された楽音波形データをコント
ロール信号RC3に応じてラッチするレジスタである。こ
のREG19cからの楽音波形データは、上述したセレクタ17
の入力端Q2、セレクタ18bおよび加算器22に供給され
る。
加算器22は、REG19aが出力する楽音波形データとREG1
9cが出力する楽音波形データとを加算し、セレクタ17の
入力端Q3に供給する。また、REG19dは、コントロール信
号RC4に応じて、乗算器23からの楽音波形データを一時
蓄えるレジスタである。このREG19dの出力データは、セ
レクタ17の入力端Q4に供給される。
次に、セレクタ18bは、セレクト信号S3に応じて、REG
19bまたはREG19cの出力データを選択的に加算器24へ出
力する。この加算器24の出力データは、REG19eへ出力さ
れる。
REG19eは、アキュムレータレジスタであり、コントロ
ール信号RC5に応じて、加算器24の出力データを一時保
持する。このREG19eの出力データは、REG19fおよび上記
加算器24に供給される。すなわち、加算器24は、セレク
タ18bの出力データとREG19eとの出力を加算する。した
がって、REG19eには、セレクタ18bの出力データと当該R
EG19e自身の内容とを加算した結果が保持される。
REG19fは、フィルタ・フロー出力レジスタであり、当
該フィルタシステム15による最終的な楽音波形データを
保持し、出力する。
次に、上述したフィルタシステム15によって構成され
る多段構成のフィルタ・フローについて説明する。
i.フィルタ・フローの構成． フィルタシステム15は、コントロール部16が所定のタ
イミングで出力するセレクト信号S0〜S3およびコントロ
ール信号RC1〜RC6によって、各セレクタ17、18a、18bや
各レジスタ19a〜19fが制御され、例えば、第４図（ａ）
〜（ｈ）に示す多段構成のフィルタ・フローを構成する
ようになっている。
以下、この多段構成のフィルタ・フローの詳細につい
て、第４図（ａ）〜（ｈ）を参照して説明する。
この図において、FU1,FU2,FU3,FU4はフィルタユニッ
トであり、各々、DCF20を時分割によって複数回使用す
ることにより得られるものである。各フィルタユニット
FU1〜FU4には、使用される時系列順に符号が付されてい
る。また、A1〜A4は、乗算器であり、それぞれの信号路
を通る楽音波形データのレベルを制御する。これら乗算
器A1〜A4は、第２図に示す乗算器23に相当し、DCF20と
同様に時分割によって複数回使用される、時系列順に符
号が付されている。この乗算器A1〜A4には、各々、乗算
係数発生器21からのレベル制御値（乗算係数）a1〜a4が
供給されており、この乗算係数a1〜a4は、それぞれ独立
に制御される。また、第４図（ｂ）に示す乗算器A2は、
フィードバック路の帰還量を制御するためのものであ
る。この場合の乗算器A2は、図示のフィルタ・フロー全
体の周波数特性にレゾナンス特性を持たせる働きを有す
る。
次に、上述した多段構成のフィルタ・フローを構成す
るためのフィルタシステム15の動作について、第２図、
第４図および第５図を参照して説明する。
ii.フィルタシステムの動作． まず、一例として、第４図（ａ）に示すように、フィ
ルタユニットFU1〜FU4が並列接続され、各々の出力信号
が乗算器A1〜A4によって、独立にレベル制御され、か
つ、全ての出力が加算されている場合について説明す
る。
この場合には、各部は第５図（ａ）に示す手順で動
作、演算が進められる。まず、楽音波形データW0がREG1
9aにラッチされる。この場合、セレクタ17は、コントロ
ール部16出力するセレクト信号S0〜S2に応じて、入力端
Q0に供給されるデータを選択的に出力する。したがっ
て、セレクタ17は、楽音波形データW0を出力する。ここ
で、セレクタ17からの上記楽音波形データW0をW01とす
る。この楽音波形データW01は、DCF20によってフィルタ
リングされ（第４図（ａ）W01′参照）、楽音波形デー
タW01′として、乗算器23に供給される。この乗算器23
には、乗算係数発生器21からの乗算係数a1が供給されて
いる。したがって、乗算器23は、上記楽音波形データW
01′と乗算係数a1とを乗算して、楽音波形データW01″
として出力する（第４図（ａ）W01″参照）。この楽音
波形データW01″は、REG19cによってラッチされる。次
に、セレクタ18bは、セレクト信号S3に応じて、REG19c
の出力データ、この場合、楽音波形データW01″を加算
器24に供給する。加算器24では、REG19eの出力データと
上記楽音波形データW01″とが加算される。REG19eの内
容は、初期設定によって「０」にクリアされているた
め、上記加算器24の出力データは、楽音波形データ
W01″となる。この楽音波形デW01″は、REG19eにラッチ
される。
次に、セレクタ17は、再び、入力端Q0に供給されるデ
ータを選択的に出力する。したがって、セレクタ17は、
REG19aの内容、すなわち、楽音波形データW0を出力す
る。以後、各部は、上述した１段目のフィルタフローFU
1に対する動作と同様にして、REG19cに楽音波形データW
01″を供給する。REG19cは、やはり同様にセレクタ18b
を介して、上記楽音波形データW01″を加算器24に供給
する。加算器24では、REG19eの出力データと上記楽音波
形データW01″とが加算される。REG19eには、楽音波形
データW01″がラッチされているため、上記加算器24の
出力データは、「楽音波形データW01″＋楽音波形デー
タW01″」となる。この「楽音波形データW01″＋楽音波
形データW01″」は、REG19eにラッチされる（第４図
（ａ）W01″＋W01″参照）。
上述したフィルタリングは、さらに２度繰り返され、
最終的にREG19eには、「楽音波形データW01″＋楽音波
形データW01″＋楽音波形データW01″＋楽音波形データ
W01″」がラッチされる。そして、この「楽音波形デー
タW01″＋楽音波形データW01″＋楽音波形データW01″
＋楽音波形データW01″」は、REG19fにラッチされると
ともに出力される（第４図（ａ）W01″＋W01″＋W01″
＋W01″参照）。
なお、乗算係数aiは、各段階毎にa1,a2,a3,a4と変化
させる。
このようにして、必要とされる回数分の信号処理を時
分割することによって、第４図（ａ）に示すフィルタ・
フローが構成される。
次に、別の例として第４図（ｂ）に示すように、フィ
ルタユニットFU1〜FU4が直列接続され、乗算器A2によっ
て全体にフィードバックが掛かっているようなフィルタ
・フローを構成する場合について説明する。
この場合には、各部は第５図（ｂ）に示す手順で動
作、演算が進められる。まず、楽音波形データW0がREG1
9aにラッチされる。この場合、セレクタ17は、コントロ
ール部16が出力するセレクト信号S0〜S2に応じて、入力
端Q3に供給されるデータを選択的に出力する。したがっ
て、セレクタ17の出力データは、楽音波形データW0とRE
G19cの出力データとを加算したものとなる。REG19cに
は、以前の楽音波形データW-14″がラッチされている。
したがって、セレクタ17の出力データは、楽音波形デー
タW0と楽音波形データW-14″とが加算されたものとな
る。ここで、セレクタ17の上記出力データを楽音波形デ
ータW01とする。この楽音波形データW01は、DCF20に供
給される。そして、DCF20によってフィルタリングされ
（第４図（ｂ）W01′参照）、楽音波形データW01′とし
てREG19bに供給される。REG19bは、この楽音波形データ
W01′をラッチする。
次に、セレクタ17は、コントロール部16が出力するセ
レクト信号S0〜S2によって、入力端Q1に供給されるデー
タを選択的に出力する。したがって、セレクタ17は、RE
G19bの出力データをDCF20へ出力する。REG19bには、楽
音波形データW01′がラッチされているので、再び同じ
波形データがフィルタリングされる。上述したフィルタ
リングは、さらに２度繰り返され、DCF20は、順次楽音
波形データW02′,W03′、最後に楽音波形データW04′を
出力する（第４図（ｂ）W02′、W03′、W04′参照）。
そして、最後の楽音波形データW04′は、REG19bにラッ
チされるとともに、乗算器23に供給される。そして、セ
レクタ18bは、セレクト信号S3に応じて、REG19bの出力
データ、この場合、楽音波形データW04′を選択して加
算器24に供給する。加算器24では、REG19eの出力データ
と上記楽音波形データW04′とが加算される。REG19eの
内容は、初期設定によって「０」によってクリアされて
いるため、加算器24の出力データは、楽音波形データW
04′となる。そして、この楽音波形データW04′はREG19
eにラッチされる。REG19eにラッチされた楽音波形デー
タW04′は、そのままREG19fにラッチされるとともに出
力される。一方、乗算器23には、乗算係数発生器21から
の乗算係数a2が供給されており、上記楽音波形データW
04′と乗算される。そして、この演算結果は、楽音波形
データW04″としてREG9cにラッチされ、次の演算におけ
る当該フィルタシステム15の入力データとして用いられ
る。
このように、必要とされる回数分の信号処理を時分割
することによって、第４図（ｂ）に示すフィルタ・フロ
ーが構成される。
次に、別の例として、第４図（ｄ）に示すフィルタ・
フローを構成する場合について説明すると、各部は第５
図（ｃ）に示す手順で動作、演算が進められる。まず、
楽音波形データW0がREG19aにラッチされる。この場合、
セレクタ17は、入力端Q0に供給されるデータを選択的に
出力する。したがって、セレクタ17の出力データは、楽
音波形データW0となる。この楽音波形データW0は、DCF2
0によってフィルタリングされ、楽音波形データW01′と
してREG19bにラッチされる（第４図（ｄ）W01′参
照）。また、乗算器23には、乗算係数発生器21が出力し
た乗算係数a1が供給される。そして、乗算器23に供給さ
れた楽音波形データW01′は、乗算係数a1に応じて、そ
のレベルが制御される。ここで、レベル制御された楽音
波形データをW01″とする（第４図（ｄ）W01″参照）。
このレベル制御された楽音波形データW01″は、REG19c
にラッチされ、セレクタ18bを介して、加算器24に供給
される。加算器24では、上記楽音波形データW01″とREG
19eの出力データとが加算される。この場合、上述した
第５図（ｂ）と同様に、REG19eの内容は「０」に初期設
定されているため、加算器24の出力データは楽音波形デ
ータW01″となる。したがって、この楽音波形データ
W01″は、そのままREG19eにラッチされる。
次に、セレクタ17は、入力端Q1に供給されるデータを
選択的に出力する。したがって、セレクタ17は、REG19b
の出力データをDCF20へ出力する。REG19bには、楽音波
形データW01′がラッチされているので、この楽音波形
データW01′は、再びフィルタリングされ、楽音波形デ
ータW02′となる（第４図（ｄ）W02′参照）。この楽音
波形データW02′は、上述した動作と同様に、REG19bお
よび乗算器23に供給される。REG19bでは、上記楽音波形
データW02′がラッチされ、セレクタ17の入力端Q1に供
給される。
一方の乗算器23に供給された楽音波形データW02′
は、乗算係数a1に応じて、そのレベルが制御される。た
だし、この時の乗算係数a1は「１」に設定する。レベル
制御された楽音波形データW02″（＝W02′）は、REG19c
およびREG19dにラッチされる。ただし、この時点では、
セレクタ18bを介して、加算器24には供給されない。し
たがって、REG19eには前述した楽音波形データW01″が
そのまま保持される。
次に、セレクタ17は、コントロール部16が出力するセ
レクト信号S0〜S2に応じて、再び、入力端Q1に供給され
るREG19bの出力データをDCF20へ出力する。REG19bに
は、楽音波形データW02′がラッチされているので、こ
の楽音波形データW02′がフィルタリングされ、楽音波
形データW03′となる（第４図（ｄ）W03′参照）、この
楽音波形データW03′は、上述した動作と同様に、REG19
bおよび乗算器23に供給される。
乗算器23には、乗算係数発生器21から乗算係数a3が供
給される。したがって、乗算器23に供給された楽音波形
データW03′は、乗算係数a3に応じて、そのレベルが制
御される。ここで、レベル制御された楽音波形データW
03′をW03″とする（第４図（ｄ）W03″参照）。そし
て、この楽音波形データW03″は、REG19cにラッチされ
る。そして、この楽音波形データW03″は、セレクタ18b
を介して、加算器24に供給される。加算器24では、上記
楽音波形データW03″とREG19eの出力データとが加算さ
れる。この場合、前述した動作によって、REG19eには楽
音波形データW01″がラッチされているため、加算器24
の出力データは「楽音波形データW01″＋楽音波形デー
タW03″」となる（第４図（ｄ）W01″＋W03″参照）。
そして、この「楽音波形データW01″＋楽音波形データW
03″」は、REG19eにラッチされる。
次に、セレクタ17は、入力端Q4に供給されるREG19dの
出力データを選択的にDCF20へ出力する。したがって、R
EG19dにラッチされている楽音波形データW02″（＝
W02′）が再びフィルタリングされる。ここで、フィル
タリングされた楽音波形データをW04′とする（第４図
（ｄ）W04′参照）。この楽音波形データW04′は、REG1
9bおよび乗算器23に供給される。REG19bでは、上記楽音
波形データW04′がラッチされる。
一方の乗算器23に供給された楽音波形データW04′
は、乗算係数a4に応じて、そのレベルが制御され、楽音
波形データW04″としてREG19cにラッチされる（第４図
（ｄ）W04″参照）。この楽音波形データW04″は、セレ
クタ18bを介して、加算器24に供給される。加算器24で
は、上記楽音波形データW04″とREG19eの出力データと
が加算される。この場合、REG19eには上述したように
「楽音波形データW01″＋楽音波形データW03″」がラッ
チされているため、加算器24の出力データは「楽音波形
データW01″＋楽音波形データW03″＋楽音波形データW
04″」となる（第４図（ｄ）W01″＋W03″＋W04″参
照）。そして、この「楽音波形データW01″＋楽音波形
データW03″＋楽音波形データW04″」は、REG19eおよび
REG19fにラッチされ、出力される。
以上、第２図に示すフィルタシステム15によって第４
図（ａ）〜（ｈ）に示す多段構成のフィルタ・フローが
構成される。
次に、第２図に示すコントロール部16について、第６
図および第７図に示すブロック図を参照して説明する。
．コントロール部16の構成． 第６図において、コントロール部16は、タイミング制
御部16aとDCF制御部16bから構成されている。タイミン
グ制御部16aは、システムクロックφ、システムコント
ローラ13が出力する時分割制御信号および各種動作パラ
メータ（フィルタフローFF、フィルタタイプTP、フィー
ドバックゲインFBおよびキーオン信号KONなど）に応じ
て、第２図に示す各セレクタ制御信号S0〜S3と各コント
ロール信号RC1〜RC6を出力する。次に、DCF制御部16b
は、DCF20に対するカットオフ周波数データｆ、LPF・HP
FのどちらをDCF20の出力とするかを指定するH/L信号お
よび乗算係数発生器21を制御する信号を出力する。DCF
制御部16bには、前述した楽音指定情報としてカットオ
フ周波数の現在値fn、目標値fd、現在値fnから目標値fd
への補間速度Siが供給される。
このDCF制御部16bは、離散化したデータが設定される
と、この例の場合には目標値fdおよび現在値fnが設定さ
れると（fd≠fn）、一定の時間毎に、補間速度Siの値に
応じた変化速度に従って、現在値fnから目標値fdの間を
直線補間することによって、その間のデータを求め出力
する。このデータは、すなわち、一定時間毎に現在値fn
から目標値fdに向かって変化するDCF20のカットオフ周
波数ｆである。また、DCF制御部16bは、カットオフ周波
数ｆが目標値fdに達すると、前述したように、コントロ
ールシステム13に対し、各フィルタユニットFU1〜FU4に
対応した割込信号Intを出力する。
さらに、上記DCF制御部16のカットオフ周波数ｆの作
成方法について、第７図に示すブロック図を参照して説
明する。
.DCF制御部16bの構成． この図において、30はパラメータ書込制御部であり、
フィルタ指定ナンバｎに応じて、目標値fd、現在値fn、
補間速度Siを所定のタイミングでセレクタ31a,32a,33a
へ出力する。
31は４段のセルを備えるレジスタであり、所定のタイ
ミングでセレクタ31aを介して各セル内のデータを周回
させている（図面に対して反時計回り）。また、セレク
タ31aは、セレクト信号S4に応じてレジスタ31からの出
力データあるいは目標値fdのいずれかをレジスタ31の最
も左側のセルに書き込む。また、レジスタ32とセレクタ
32aおよびレジスタ33とセレクタ33aも同様の構成であ
る。これは、フィルタシステム15が前述したように時分
割によって多段構成のフィルタ・フローを構成し（この
例の場合、４段）、１つのDCF20に対して４分割された
カットオフ周波数ｆを供給するためである。すなわち、
１つの楽音波形データをフィルタリングする際には、第
４図（ａ）〜（ｈ）に示すようなフィルタFU1〜FU4の各
々に対してカットオフ周波数ｆを供給する必要があるた
めである。
また、レジスタ31の最も右側のセルのデータは、セレ
クタ31aに供給されるとともに、減算器34の入力端Ａお
よび比較器35の入力端Ａに供給される。また、レジスタ
32の最も右側のセルのデータは、上述した減算器34の入
力端Ｂおよびセレクタ32aに供給される。レジスタ33の
最も右側のセルのデータは、割り算器36の入力端Ｂに供
給される。セレクタ37aの出力は、レジスタ37に供給さ
れる。このレジスタ37は、上述したレジスタ31〜33と同
様に４段のセルから構成されており、データがセルを周
回しながら書き込まれるとともに、最も右側のセルに書
き込まれたデータが比較器35の入力端子Ｂおよび加算器
38に供給される。
次に、減算器34は、目標値fdから現在値fnを減算して
レベル差D1を求め、この結果を割り算器36の入力端Ａに
供給する。また、上記結果の最上位ビット（MSB）はセ
レクタ39のセレクト端子に供給される。また、割り算器
36は、目標値fdと現在値fnの差分を補間速度Siで割るこ
とによって単位時間当たりの増分値Rate1を求めて、AND
回路40に供給する。AND回路40は、セレクタ39の出力を
反転したものと上記増分値Rate1との論理積をとり、加
算器38に供給する。加算器38は、上記論理積の結果とレ
ジスタ37の出力データとを加算して、この結果をセレク
タ37aに供給する。セレクタ37aは、スタート信号START
Pのクロックタイミングに合わせて、現在値fnまたは加
算器38の出力をレジスタ37の周回するセルに書き込む。
このレジスタ37の右側のセルのデータは、カットオフ周
波数ｆとして出力される。また、比較器35は、目標値fd
と上述したレジスタ37の出力データ（カットオフ周波数
ｆ）とを比較して、カット周波数ｆが目標値fd以上にな
ると「０」を、まだ目標値fdに達していないと「１」を
セレクタ39へ出力する。
次に、セレクタ39は、減算器34の出力データの最上位
ビットMSBに応じて、比較器35の出力データをシフトレ
ジスタ41に供給する。このシフトレジスタ41は、４段の
セルから構成されており、所定のタイミング（タイミン
グクロックInt Shtft）で、当該セルに書き込まれたデ
ータを図面右側へシフトするとともに、上記セレクタ39
の出力データを最も左側のセルに書き込む。また、フィ
ルタ指定ナンバｎの「１」に対応するデータがこのレジ
スタ41の最も右側のセルにシフトしたとき、各セルのデ
ータはラッチ回路42へ出力される。ラッチ回路42は、所
定のタイミング（タイミングクロックInt Latch）で、
シフトレジスタ41のデータをラッチするとともに、第１
図に示すシステムコントローラ13へ出力する。
また、43はタイミングジェネレータであり、システム
クロックφ、同期クロックφｔおよびスタート信号STAR
Tに応じて、各種レジスタのタイミングクロックInt Shi
ft、Int latch、ｆ・SEL、LATHC1〜LATCH4およびカット
オフ周波数ｆの演算におけるスタート信号START Pを出
力する。上記タイミングクロックInt ShiftおよびInt L
ATCHは、各々シフトレジスタ41、ラッチ回路42に供給さ
れる。タイミングLATCH1〜LATCH4は、各レジスタ31,32,
33,37に供給される。
各レジスタ31,32,33,37およびシフトレジスタ41にお
けるセル内のデータの移動は、上記各種タイミングクロ
ックによって同期して行われる。例えば、第７図に示す
DCF制御部16bは、１段目のDCF20（第４図に示すフィル
タユニットFU1）に対するカットオフ周波数f1が演算さ
れ、フィルタユニットFU2に対するカットオフ周波数f1
が出力されている状態である。
次に、上述した乗算係数発生器21の構成について、第
８図に示すブロック図を参照して説明する。
．乗算係数発生器21の構成． 第８図における乗算係数発生器21は、上述したDCF制
御部10bと同様に、離散化したデータ（この場合、目標
値Hiおよび現在値Gi）が供給されると、一定の時間毎
に、所定の変化速度（補間速度Si）に従って、各データ
間を直線補間することによって、その間のデータ（乗算
係数ai）を求めるように構成されている。
この図において、45はCT（コントロール・タイミン
グ）ロジックであり、フィルタ指定ナンバｎ、目標値H
i、現在値Gi、補間速度Si′、開始信号Csiおよび変化方
向データCmiが供給される。ここで、添字ｉは、「１」
〜「４」の数値をとり、以下の説明では、各々、フィル
タユニットFU1〜FU4に対応させる。演算開始信号Csi
は、前述したスタート信号STARTに相当し、当該乗算係
数発生器21の演算開始を指示する。変化方向データCmi
は、目標値Hiと現在値Giとの大小関係を示すデータであ
る。すなわち、目標値Hiが現在値Giより小さい場合には
「０」をとり、逆の場合には「１」をとる。また、この
CTロジック45は、目標値Hi、現在値Gi、補間速度Si′、
演算開始信号Csiおよび変化方向データCmiを各々セレク
タ46a、47a、48a、49a、50aへ出力する。
また、46、47、48、49および50は、各々、前述したレ
ジスタ31〜33等と同様に４段のセルから構成されたレジ
スタであり、システムクロックφに従い、各々のレジス
タ46〜50に対応するセレクタ46a〜50aを介して各セル内
のデータを周回させる。レジスタ46には、セレクタ46a
を介して、当該レジスタ46の出力データあるいは目標値
Hiのいずれか一方が書き込まれる。また、レジスタ46が
出力する目標値Hiは、減算器51の入力端Ａおよびセレク
タ59に供給される。レジスタ47には、セレクタ47aを介
して当該レジスタ47の出力データあるいは現在値Giのい
ずれか一方が書き込まれる。このレジスタ47が出力する
現在値Giは、減算器51の入力端Ｂおよびセレクタ59に供
給される。
また、レジスタ48には、セレクタ48aを介して当該レ
ジスタ48の出力データあるいは補間速度Si′のいずれか
一方が書き込まれる。このレジスタ48が出力する補間速
度Si′は、割り算器58の入力端Ｂに供給される。レジス
タ49は、セレクタ49aを介して当該レジスタ49の出力デ
ータあるいは開始信号Csiのいずれか一方が書き込まれ
る。このレジスタ49が出力する開始信号Csiは、AND回路
57の一端、AND回路63の一端およびセレクタ65aに供給さ
れる。
次に、レジスタ50には、レジスタ50aを介して当該レ
ジスタ50の出力データあるいは変化方向データCmiのい
ずれか一方が書き込まれる。このレジスタ50が出力する
変化方向データCmiは、Ex−OR回路54の一端およびセレ
クタ62のセレクト端子に供給される。
次に、減算器51は、目標値Hiから現在値Giを減算して
レベル差D2を求め、乗算器52およびセレクタ56へ出力す
る。また、上記レベル差D2のMSB（最上位ビット）は、E
x−OR回路54の他端に供給される。
乗算器52は、上記レベル差D2に「−１」を乗算し、そ
の演算結果をセレクタ56へ出力する。一方、Ex−OR回路
54は、上記レベル差D2のMSBと変化方向データCmiとの排
他的論理和をとる。
この演算結果を以下に示す。
この演算結果は、セレクト信号CMPSとしてセレクタ60
に供給されるとともに、NOT回路55を介して、セレクタ5
6のセレクト端子およびAND回路57の他端に供給される。
次に、セレクタ56は、NOT回路55を介して供給される
セレクト信号に応じて、前述したレベル差D2あるいはこ
のレベル差D2に「−１」を乗算して符号反転した演算結
果のいずれか一方を選択し、割り算器58の入力端Ａへ出
力する。割り算器58は、レベル差D2または符号反転され
たレベル差D2を補間速度Si′によって除算することによ
り増４分値Rate2を求め、この増分値Rate2をAND回路63
へ出力する。
次に、セレクタ60は、セレクタ信号CMPSに応じて、目
標値Hiあるいは現在値Giのいずれか一方を選択し、比較
器61の入力端Ａへ出力する。この比較器61は、入力端Ａ
に供給されるデータ（目標値Hiまたは現在値Gi）と入力
端Ｂに供給されるデータ（後述するレジスタ65の出力デ
ータ）とを比較して、その比較結果をセレクタ62へ出力
する。セレクタ62は、セレクト信号として供給される変
化方向データCmiに応じて、上記比較結果のいずれか一
方を選択し、AND回路63へ出力する。このAND回路63は、
演算開始信号Csiと上記セレクタ62からの出力データと
がいずれも「１」である場合のみ前述した増分値Rateを
加算器64へ出力する。この加算器64は、AND回路63を介
して供給される増分値Rateとレジスタ65の出力データと
を加算して、この演算結果をセレクタ65aへ出力する。
セレクタ65aは、演算開始信号Csiに応じて、上記加算
器64の演算結果あるいはセレクタ59の出力データのいず
れか一方を選択し、レジスタ65へ出力する。このレジス
タ65は、前述したレジスタ46〜50と同様に４段のセルか
ら構成されたレジスタであり、上記セレクタ65aからの
出力データを最も左側のセルに書き込む。また、右側の
セルのデータを加算器64に供給するとともに、乗算係数
aiとして第２図に示す加算器23に供給する。
次に、上述した構成による電子楽器の動作について、
第９図、第10図および第11図に示すフローチャートを参
照して説明する。
B.実施例の動作． 第９図は、演奏時におけるシステムコントローラの動
作を示すフローチャートである。このルーチンはシステ
ムコントローラに電源が投入されると起動されるメイン
ルーチンである。このルーチンが起動されると、まず、
ステップS101において、初期設定が行われる。次に、ス
テップS102に進み、鍵処理が行われる。
この鍵処理のルーチンを第10図に示す。鍵処理は、ま
ず、ステップS201において、鍵盤が押されたか、あるい
は離されたかの検出を行い、ステップS202へ進む。ステ
ップS202では、鍵盤が押されたか否かを判断する。そし
て、ステップS202での判断結果が「YES」の場合には、
ステップS203に進む。ステップS203では、キーコードKC
およびキーオン速度KVを取り込む。次に、ステップS204
に進み、フィルタ指定ナンバｎを「１」とする。そし
て、ステップS205に進み、フィルタ指定ナンバｎをパラ
メータ書込制御部30およびCTロジック45に供給する。次
に、S206において、キーオン速度KVからこれに対応する
補間速度Si、Si′を求める。なお、この補間速度Siおよ
びSi′は、演算によって求めてもよいし、あるいは予め
補間速度Si、Si′のテーブルを作成しておき、このテー
ブルから読出してもよい。ここで、フィルタ指定ナンバ
ｎに対する補間速度SiをSi、補間速度Si1′をSi1′とす
る。
次に、ステップS207において、楽音指定情報としてDC
F20のカットオフ周波数ｆの目標値fdとしてfd1、現在値
fnとしてfn1および上記補間速度Si1をパラメータ書込制
御部30に供給する。パラメータ書込制御部30は、上記目
標値fd1、現在値fn1および補間速度Si1をフィルタ指定
ナンバｎに従って、各レジスタ31,32,33の所定のセルに
書き込む。
次に、ステップS208に進み、乗算器23（乗算器A1）の
乗算係数a1の目標値H1、現在値G1、補間速度S1′、演算
開始信号Cs1および変化方向データCm1を乗算係数発生器
21に供給する。乗算係数発生器21は、上記目標値H1、現
在値G1、補間速度Si1′、演算開始信号Cs1および変化方
向データCm1をフィルタ指定ナンバｎに従って、各レジ
スタ46,47,48,49,50の所定のセルに書き込む。
次に、ステップS209に進み、フィルタ指定ナンバｎに
「１」を加算し、「２」とする。そして、ステップS210
において、フィルタ指定ナンバｎが「５」に達したか否
かを判断する。これは、この実施例においては、前述し
たように時分割を４段にしているので、それぞれの時分
割の段階に対応するDCF20（フィルタユニットFU1〜FU
4）および乗算器23（乗算器A1〜A4）の全てに対して、
楽音指定情報を設定したか否かを判別するためである。
このステップS210における判断結果が「NO」の場合に
は、ステップS205に戻る。そして、再び、ステップS20
5、ステップS206、ステップS207、ステップS208および
ステップS209を実行する。そして、ステップS210におけ
る判断結果が「YES」になるまで上記処理が行われる。
したがって、各レジスタ31〜33のセルおよび各レジスタ
46〜50のセルには、所定の楽音指定情報が書き込まれ
る。ここで、各フィルタユニットFU2〜４に対するカッ
トオフ周波数ｆの目標値fdをfd2〜fd4、現在値fnをfn2
〜fn4、補間速度SiをSi2〜Si4とする。また、乗算器A2
〜A4に対する乗算係数a2〜a4の目標値HiをH2〜H4、現在
値GiをG2〜G4、補間速度SiをS2′〜S4′、演算開始信号
CsiをCs2〜Cs4とする（第７図および第８図参照）。
そして、ステップS210での判断結果が「YES」になる
と、次のステップS211に進む。このステップS211では、
楽音波形発生器14にキーコードKC、キーオン速度KVおよ
びキーオンKONを供給する。次に、ステップS212に進
み、ファイルシステム15にスタート信号STARTを供給
し、メインルーチンに戻る。
一方、楽音波形発生器14は、システムコントローラ13
から供給されたキーコードKC、キーオン速度KVおよびキ
ーオン信号KONに従って所定の楽音波形データを発生
し、この楽音波形データをフィルタシステム15に供給す
る。また、スタート信号STARTが供給されたDCF制御部16
bは、タイミングジェネレータ43が出力する各種タイミ
ングクロックに従って、レジスタ31,32,33のセルを順次
周回させながら、最も右端のセルに移動した楽音指定情
報を用いて、補間速度Siの値に応じた変化速度に従っ
て、現在値fnから目標値fdの間のデータ（カットオフ周
波数ｆ）を演算する。また、このDCF制御部16bの動作に
同期して、乗算係数発生器21も動作し、CTロジック45が
出力する各種タイミングクロックに従って、現在値Giか
ら目標値Hiの間のデータ（乗算係数ai）を演算する。以
下、上述したDCF制御部16および乗算係数発生器21の動
作について詳細に説明する。
まず、DCF制御部16bでは、システムクロックφに同期
して、各レジスタ31,32,33の各セルに書き込まれた目標
値fd1〜fd4、現在値fn1〜fn4および補間速度Si1〜Si4が
周回しており、最も右端のセルに移動したデータが出力
される。この場合、各レジスタは、例えば、第８図に示
すような状態にあるとすると、まず、レジスタ31からの
目標値fd1とレジスタ32からの現在値fn1とが各々減算器
34の入力端A,Bに供給される。減算器34は、目標値fd1か
ら現在値fn1を減算し（この場合、fd1＞fn1とする）、
その演算結果をレベル差D1として割り算器36の入力端Ａ
に供給する。
次に、割り算器36は、上記レベル差D1をレジスタ33か
らの補間速度Si1によって割り、その演算結果を増分値R
ate1としてAND回路40に供給する。
一方、比較器35は、目標値fd1とレジスタ37の出力デ
ータ（前回の動作における最終値、現在値fn1）とを比
較して、その比較結果をセレクタ39に出力する。セレク
タ39は、減算器34の出力データの再上位ビットMSBに応
じて、比較器35の比較結果をAND回路40およびシフトレ
ジスタ41に供給する。この場合、目標値fd1が現在値fn1
より大きいため、AND回路40は開放となり、割り算器36
の演算結果R1が加算器38に供給される。また、シフトレ
ジスタ41には、上記比較結果が書き込まれる。
そして、加算器38では、割り算器36の増分値Rate1と
レジスタ37の出力データ（現在値fn1）とが加算され、
セレクタ37aに供給される。セレクタ37aは、前述したス
タート信号START Pに応じて、加算器38が出力する加算
結果を選択的にレジスタ37へ出力する。レジスタ37は、
タイミングクロックφに同期して各セルのデータを右側
にシフトするとともに、最も左端のセルに上記加算器38
からの出力データを書き込む。この書き込まれたデータ
がカットオフ周波数f1となる。
以下同様にして、各レジスタ31,32,33は、順次各デー
タを１セル分反時計回りに周回させる。レジスタ31は、
順次目標値fd2、fd3およびfd4を出力する。また、レジ
スタ32は、順次現在値fn2、fn3およびfn4を出力する。
レジスタ３は、順次補間速度Si2、Si3およびSi4を出力
する。そして、各セルのデータが出力される毎に、上述
した演算が行われ、レジスタ37の各セルに加算器37aか
らの出力データ、すなわちカットオフ周波数f1〜f4が書
き込まれる。このカットオフ周波数f1〜f4は、第５図に
示すタイミングに同期して、時分割された各段における
DCF24（第４図のフィルタユニットFU1〜FU4参照）に順
次供給される。
また、乗算係数発生器21では、上述したDCF制御部16b
の動作に同期して、各レジスタ46,47,48,49,50の各セル
に書き込まれた目標値H1〜H4、現在値G1〜G4、補間速度
S1〜S4、演算開始信号Cs1〜Cs4、変化方向データCm1〜C
m4が周回しており、最も右端のセルに移動したデータが
出力される。
この場合、各レジスタが、例えば、第８図に示すよう
な状態にあるとすると、まず、レジスタ46からの目標値
H1とレジスタ47からの現在値G1とが各々減算器51の入力
端A,Bに供給される。減算器51は、目標値H1から現在値G
1を減算して（この場合、H1＞G1とする）、レベル差D2
を求める。乗算器52では、上記レベル差D2に「−１」を
乗算して符号反転した後、セレクタ56に供給する。ま
た、この場合、レベル差D2のMSBは「０」となる。
また、レジスタ50は、変化方向データCm1を出力す
る。この変化方向データCm1は、上述したようにH1＞G1
であるため、「１」である。したがって、セレクタ56の
セレクト信号およびAND回路57の一端は「０」となる。
この結果、セレクタ56では、減算器51の出力データ、す
なわち、レベル差D2がそのまま割り算器58の入力端Ａに
供給される。この割り算器58の他方の入力端Ｂには、補
間速度S1′が供給されているので、この割り算器58の演
算結果の増分値Rate2は、レベル差D2/補間速度S1′とな
る。
一方、セレクタ60では、「１」のセレクト信号CMPSが
供給されるため、目標値H1が選択される。比較器61は、
目標値H1とレジスタ65からの出力データ（前回の動作に
おける最終値、現在値G1）とを比較し、その結果、Ａ≧
Ｂ側の出力端に「１」をセットする。また、この場合、
変化方向データCm1は「１」であるため、セレクタ62
は、［１］側を選択し、AND回路63に「１」を供給す
る。そして、レジスタ49からの演算開始信号Cs1が
「１」とすると、上記AND回路63は開放となり、増分値R
ate2が加算器64に供給される。
なお、演算開始信号Cs1が「０」の場合には、クロス
フェード機能（乗算係数aiの時間変化）はオフとなり、
前回の動作における終了値G1が定常的な乗算係数a1とし
て出力される。
次に、加算器64では、増分値Rateとレジスタ65の出力
データ（現在値G1）とが加算され、セレクタ65aに供給
される。セレクタ65aは、演算開始信号Cs1に応じて、
［１］側を選択し、加算器64が出力する加算結果をレジ
スタ65へ出力する。レジスタ65は各セルのデータを右側
にシフトするとともに、最も左側のセルに上記加算結果
を書き込む。この書き込まれたデータが新たな乗算係数
a1となり、次の演算時（レジスタ65の最右側のセルにき
た時）に乗算器23（乗算器A1）に供給される。
以下同様にして、各レジスタ46〜50およびレジスタ65
は、順次各データを１セル分づつ反時計回りに周回させ
ながら演算を繰り返す。この結果、レジスタ65の各セル
には、加算器65aからの出力データがアキュムレートす
る形で書き込まれ、時分割された各段における乗算器23
（第４図の乗算器A2,A3,A4）に供給される。
また、目標値Hiが現在値Giよりも小さい場合には、変
化方向データCmiが「０」になっているため、乗算係数a
iのレベルは、大から小へと下降するように変化する。
これによって、DCF20および乗算器23を通る楽音波形
データは時間経過とともに様々に変化する。この楽音波
形データは、レベル制御部６に供給され、楽音信号とし
て出力される。上述したDCF制御部16bによる演算は、各
カットオフ周波数f1〜f4が目標値fd1〜fd4に達するまで
繰り返し行われ、新たなカットオフ周波数f1〜f4が演算
される度に、DCF20に供給される。また、乗算係数発生
器21における演算も同様に繰り返し行われ、新たな乗算
係数a1〜a4が演算される度に、乗算器23に供給される。
一方、前述したステップS202における判断結果が「N
O」の場合、すなわち、キーオン信号KONが検出されない
場合には、ステップS213に進む。このステップS213で
は、キーオフ信号KOFFを参照して、鍵盤が離されたか否
かが判断される。そして、このステップS213での判断結
果が「NO」の場合、すなわち鍵盤が操作されていない場
合には、そのままメインルーチンに戻る。一方、ステッ
プS213での判断結果が「YES」の場合には、ステップS21
4に進む。このステップS214では、キーコードKC、キー
オフ速度KOFFVを取り込む。次に、ステップS215に進
み、フィルタ指定ナンバｎを「１」とする。そして、ス
テップS216に進み、フィルタ指定ナンバｎをフィルタシ
ステム15、すなわち、第２図に示すコントロール部16お
よび乗算係数発生器21に供給する。次に、S217におい
て、キーオフ速度KCFFVからこれに対応する補間速度Si
および補間速度Si′を求める（SiをSi1、Si′をS1とす
る）。次に、ステップS218において、楽音指定情報とし
てDCF20のカットオフ周波数ｆの目標値fdとしてfd1、現
在値fnとしてfn1および上記補間速度Si1をパラメータ書
込制御部30に供給する。パラメータ書込制御部30は、上
記目標値fd1、現在値fn1および補間速度Si1をフィルタ
指定ナンバｎに従って、各レジスタ31,32,33の所定のセ
ルに書き込む。
次に、ステップS219に進み、乗算器23の乗算係数a1の
目標値H1、現在値G1、補間速度S1′、演算開始信号Cs1
および変化方向データCm1を乗算係数発生器21に供給す
る。乗算係数発生器21は、上記目標値H1、現在値G1、補
間速度S1′、演算開始信号Cs1および変化方向データCm1
をフィルタ指定ナンバｎに従って、各レジスタ46,47,4
8,49,50の所定のセルに書き込む。
次に、ステップS220に進み、フィルタ指定ナンバｎに
「１」を加算し、ｎを「２」とする。そして、ステップ
S221において、フィルタ指定ナンバｎが「５」に達した
か否かを判断する。この場合、フィルタ指定ナンバｎは
「２」であるので、このステップS221における判断結果
は「NO」となり、ステップS216に戻る。そして、再び、
ステップS216、ステップS217、ステップS218、ステップ
S219およびステップS220が実行される。そして、ステッ
プS220における判断結果が「YES」になるまで、上記処
理が行われ、各ループ毎に、それぞれ各フィルタユニッ
トFU2〜４に対するカットオフ周波数ｆの目標値fdをfd2
〜fd4、現在値fnをfn2〜fn4、補間速度SiをSi2〜Si4と
する楽音指定情報がパラメータ書込制御部30に供給され
る。また、乗算係数発生器21には、乗算器A2〜A4に対す
る乗算係数a1〜a4の目標値HiをH2〜H4、現在値GiをG2〜
G4、補間速度Si′をS2′〜S4′、演算開始信号CsiをCs2
〜Cs4とする楽音指定情報が供給される。
そして、ステップS221での判断結果が「YES」になる
と、次のステップS222に進む。このステップS222では、
キーオフ処理が行われる。楽音波形発生器14は、キーオ
フ処理に基づいた楽音波形データを発生し、この楽音波
形データをフィルタシステム15に供給する。次に、ステ
ップS223において、フィルタシステム15のタイミングジ
ェネレータ43にスタート信号STARTを供給する。その
後、メインルーチンに戻る。
DCF制御部16bは、上記スタート信号STARTによって起
動し、前述した鍵処理のキーオン処理におけるルーチン
と同様に、カットオフ周波数f1〜f4が演算される。ま
た、乗算係数発生器16bにおいても、前述したキーオン
処理におけるルーチンと同様に、上記DCF制御部16bに同
期して乗算係数a1〜a4が演算される。そして、カットオ
フ周波数f1〜f4はDCF20に順次供給される。また。乗算
係数a1〜a4は乗算器23に順次供給される。そして、DCF2
0にフィルタリングされた楽音波形データは、レベル制
御部６に供給され、楽音信号として出力される。
上述した演算は、システムコントローラ13とは関係な
く自動的に、かつ、楽音波形データの供給が終了するま
で繰り返し行われる。
一方、各鍵処理ルーチンからメインルーチンに戻る
と、ステップS103に進み、各種係数の設定や表示処理が
行われ、再び、ステップS101に戻る。そして、ステップ
S101、ステップS102およびステップS103が実行される。
また、DCF制御部16bでは、押鍵、離鍵に拘らず上述し
た演算過程において、いずれかのカットオフ周波数ｆが
目標値fdに達すると、シフトレジスタ41の該当するセル
がセットされる。このシフトレジスタ41の内容は、４段
階分の演算終了毎に、ラッチ回路42にラッチされる。そ
して、ラッチ回路42の内容は、割込信号Int1〜Int4とし
てシステムコントローラ13に供給される。
一方、システムコントローラ13には、一定時間毎に割
り込みが掛けられており、割り込みが掛かると、第11図
に示すフローチャートが実行される。以下、この割り込
み処理について説明する。
上記割り込みが掛かると、まず、ステップS301が実行
される。このステップS301では、キーオン信号KONを検
出して、鍵盤が押されているか否かが判断される。そし
て、このステップS301における判断結果が「YES」の場
合、すなわち押鍵時の場合には、ステップS302へ進む。
以下、押鍵時の割り込み処理について説明する。
このステップS302では割込信号Int1がセットされてい
るか否かが判断される。そして、このステップS302の判
断結果が「YES」の場合には、ステップS303へ進む。こ
のステップS303では、フィルタ指定ナンバｎを「１」と
し、次のステップS304に進む。ステップS304では、新た
なカットオフ周波数ｆの目標値fd1、現在値fn1および補
間速度Si1をパラメータ書込制御部30に供給するととも
に、新たな乗算係数a1の目標値H1、現在値G1、補間速度
S1′、演算開始信号Cs1および変化方向データCm1を乗算
係数発生器21に供給する。また、パラメータ書込制御部
30にリセット信号IRとしてIR1を供給する。
上述の処理によって、パラメータ書込制御部30は、上
記目標値fd1、現在値fn1および補間速度Si1をフィルタ
指定ナンバｎに従って、各レジスタ31〜33の所定のセル
に書き込むとともに、リセット信号IR1によってラッチ
回路42の１段目（FU1）のセルをリセットする。また、C
Tロジック45は、上記新たな乗算係数a1の目標値H1、現
在値G1、補間速度S1′、演算開始信号Cs1および変化方
向データCm1をフィルタ指定ナンバｎに従って、各レジ
スタ46〜50の所定のセルに書き込む。
一方、ステップS302における判断結果が「NO」の場合
および上述しステップS304の処理後には、ステップS305
に進み、割込信号Int2がセットされているか否かが判断
される。そして、このステップS305の判断結果が「YE
S」の場合には、ステップS306およびステップS307にお
いて、フィルタ指定ナンバｎを「２」とし、新たなカッ
トオフ周波数ｆの目標値fd2、現在値fn2、補間速度Si2
およびリセット信号IR2をパラメータ書込制御部30に供
給するとともに、新たな乗算係数a2の目標値H2、現在値
G2、補間速度S2′、演算開始信号Cs2および変化方向デ
ータCm2を乗算係数発生器21に供給する。
このステップS307の処理によって、パラメータ書込制
御部30は、上述した処理と同様に、上記目標値fd2、現
在値fn2および補間速度Si2をフィルタ指定ナンバｎに従
って、各レジスタ31,32,33の所定のセルに書き込むとと
もに、リセット信号IR2によってラッチ回路42の２段目
（FU2）のセルをリセットする。また、CTロジック45
は、上記新たな乗算係数a2の目標値H2、現在値G2、補間
速度S2′、演算開始信号Cs2および変化方向データCm2を
フィルタ指定ナンバｎに従って、各レジスタ46〜50の所
定のセルに書き込む。
また、ステップS305における判断結果が「NO」の場合
および上述したステップS307の処理後には、ステップS3
08に進み、割込信号Int3がセットされているか否かが判
断される。そして、そのステップS308の判断結果が「YE
S」の場合には、ステップS309およびステップS310にお
いて、フィルタ指定ナンバｎを「３」とし、新たなカッ
トオフ周波数ｆの目標値fd3、現在値fn3、補間速度Si3
およびリセット信号IR3をパラメータ書込制御部30に供
給するとともに、新たな乗算係数a3の目標値H3、現在値
G3、補間速度S3′、演算開始信号Cs3および変化方向デ
ータCm3を乗算係数発生器21に供給する。
このステップS310の処理によって、パラメータ書込制
御部30は、上記目標値fd3、現在値fn3および補間速度Si
3をフィルタ指定ナンバｎに従って、各レジスタ31,32,3
3の３段目のセルに書き込むとともに、リセット信号IR2
によってラッチ回路42の３段目（FU3）のセルをリセッ
トする。また、CTロジック45は、上記新たな乗算係数a3
の目標値H3、現在値G3、補間速度S3′、演算開始信号Cs
3および変化方向データCm3をフィルタ指定ナンバｎに従
って、各レジスタ46〜50の所定のセルに書き込む。
また、ステップS308における判断結果が「NO」の場合
および上述しステップS310の処理後には、ステップS311
に進み、割込信号Itn4がセットされているか否かが判断
される。そして、このステップS311の判断結果が「YE
S」の場合には、ステップS312およびステップS313にお
いて、フィルタ指定ナンバｎを「４」とし、新たなカッ
トオフ周波数ｆの目標値fd4、現在値fn4、補間速度Si4
およびリセット信号IR4をパラメータ書込制御部30に供
給するとともに、新たな乗算係数a4の目標値H4、現在値
G4、補間速度S4′、演算開始信号Cs4および変化方向デ
ータCm4を乗算係数発生器21に供給する。
このステップS313の処理によって、パラメータ書込制
御部30は、上記目標値fd4、現在値fn4および補間速度Si
4をフィルタ指定ナンバｎに従って、各レジスタ31,32,3
3の４段目（FU4）のセルに書き込むとともに、リセット
信号IR2によってラッチ回路42の４段目のセルをリセッ
トする。また、CTロジック45は、上記新たな乗算係数a4
の目標値H4、現在値G4、補間速度S4′、演算開始信号Cs
4および変化方向データCm4をフィルタ指定ナンバｎに従
って、各レジスタ46〜50の所定のセルに書き込む。
そして、ステップS313の処理が終了した場合、あるい
は、ステップS311の判断結果が「NO」の場合には、当該
ルーチンを終了し、メインルーチンを引き続き実行す
る。
上述した割り込み処理の間にも、DCF制御部16bは、演
算を続けており、割り込み処理により新たに設定された
楽音指定情報をも含めて、引き続きそれぞれの補間速度
Si1〜Si4の値に応じた変化速度で各現在値fn1〜fn4から
各々の目標値fd1〜fd4の間を直線補間し、カットオフ周
波数f1〜f4を求める。そして、上記カットオフ周波数f1
〜f4を時分割した各段階毎のDCF20に供給する。また、
乗算係数発生器21は、新たに設定された楽音指定情報を
も含めて、引き続きそれぞれの補間速度S1′〜S4′に応
じた変化速度で、各現在値G1〜G4から各々の目標値H1〜
H4の間を直線補間し、乗算係数a1〜a4を求める。そし
て、上述したDCF制御部16bと同期させて、上記乗算係数
a1〜a4を時分割した各段階毎の乗算器23に供給する。
この結果、楽音波形データは、楽音が停止するまで多
段のフィルタユニットFU1〜FU4によってフィルタリング
される。その後、レベル制御部６に供給され、楽音信号
として出力される。
一方、離鍵された場合には、ステップS301における判
断結果が「NO」となり、ステップS324に進む。以下、離
鍵時の割り込み処理について説明する。
ステップS314では、前述したステップS302と同様に、
割り込み信号Int1がセットされているか否かが判断され
る。そして、このステップS314の判断結果が「YES」の
場合には、ステップS315およびステップS316において、
フィルタ指定ナンバｎを「１」として、キーオフ速度KO
FFVに基づいて、離鍵時におけるカットオフ周波数の目
標値fd1、現在値fn1、補間速度Si1およびリセット信号I
R1がパラメータ書込制御部30に供給されるとともに、新
たな乗算係数a1の目標値H1、現在値G1、補間速度S1′、
演算開始信号Cs1および変化方向データCm1が乗算係数発
生器21に供給される。
以下、前述した押鍵時の割り込み処理と同様にして、
ステップS317では割り込み信号Int2がセットされている
か否かの判断され、その結果が「YES」の場合には、ス
テップS319において、２段目のFU2に対するカットオフ
周波数f2の目標値fn2、現在値fd2、補間速度Si2および
リセット信号IR2がパラメータ書込制御部30に供給され
るとともに、新たな乗算係数a2の目標値H2、現在値G2、
補間速度S2′、演算開始信号Cs2および変化方向データC
m2が乗算係数発生器21に供給される。また、ステップS3
20では割り込み信号Int3のセットされているか否かの判
断され、その結果が「YES」の場合には、ステップS322
において、３段目のDCFに対するカットオフ周波数f3の
目標値fn3、現在値fd3、補間速度Si3およびリセット信
号IR3がパラメータ書込制御部30に供給されるととも
に、新たな乗算係数a3の目標値H3、現在値G3、補間速度
S3′、演算開始信号Cs3および変化方向データCm3が乗算
係数発生器21に供給される。さらに、ステップS323では
割り込み信号Int4がセットされているか否かの判断さ
れ、その結果が「YES」の場合は、ステップS325におい
て、４段目のDCFに対するカットオフ周波数f4の目標値f
n4、現在値fd4、補間速度Si4およびリセット信号IR4が
パラメータ書込制御部に供給されるとともに、新たな乗
算係数a4の目標値H4、現在値G4、補間速度S4′、演算開
始信号Cs4および変化方向データCm4が乗算係数発生器21
に供給される。
そして、ステップS325の処理が終了した場合、あるい
は、ステップS323の判断結果が「NO」の場合には、当該
割り込み処理ルーチンを終了して、引き続きメインルー
チンの処理を実行する。
このようにカットオフ周波数ｆを繰り返し求める演算
中に、いずれかのカットオフ周波数ｆが目標値fdに達す
ると、押鍵時の場合には、割込信号Int1〜Int4に応じて
ステップS316、S319、S322およびS325のいずれかの処理
が実行される。そして、上記いずれかの処理が実行され
ると、DCF制御部16bは、新たに設定された楽音指定情報
をも含めて、引き続きそれぞれの補間速度Si1〜Si4の値
に応じた変化速度で各現在値fn1〜fn4から各々の目標値
fd1〜fd4の間を直線補間し、カットオフ周波数f1〜f4を
求める。そして、上記カットオフ周波数f1〜f2を時分割
した各段階毎のDCF20に供給する。また、乗算係数発生
器21は、上述したDCF制御部16bと同期させて、新たに設
定された楽音指定情報を含めて、引き続きそれぞれの補
間速度S1′〜S4に応じた変化速度で、各現在値G1〜G4か
ら各々の目標値H1〜H4の間を直線補間し、乗算係数a1〜
a4を求める。そして、上記乗算係数a1〜a4を時分割した
各段階毎の乗算器23に供給する。
この結果、楽音波形データは、楽音が停止するまで多
段のフィルタユニットFU1〜FU4によってフィルタリング
される。その後、レベル制御部６に供給され、楽音信号
として出力される。
上述のようにして求められたフィルタユニットFU1に
対するカットオフ周波数f1を第12図に示す。この図にお
いて、最初に設定されるカットオフの周波数ｆの目標値
fdがF1、現在値fnがF0、補間速度SiがS1である。また、
カットオフ周波数ｆが目標値F1に達した時に、新たに設
定される目標値fdがF2、現在値fnがF1、補間速度SiがS2
である。以下、同様に目標値fd、現在値fn、補間速度Si
を各々、F3,F2,S3、そしてF4,F3、S4と新たな値に更新
することによって、当該カットオフ周波数f1が時間的に
変化する。この図において、カットオフ周波数F4以降で
は、目標値fdとして先のF3を再び設定し、キーオフ信号
KOFFが供給されるまで繰り返す。また、離鍵時において
も同様に、目標値fdをF6、現在値fnをF5、補間速度Siを
S6と新たに更新することによって、フィルタユニットFU
1に対するカットオフ周波数f1が図示のように時間的に
変化する。また、フィルタユニットFU2、FU3、FU4に対
するカットオフ周波数ｆも上述したフィルタユニットFU
1と同様に時間的に変化する。
上述のようにして求められたレベル制御値a1〜a4の例
を第13図に示す。同図では時間経過に対して所定の変化
をする例を示したものであるが、変化の傾きやレベル値
は楽音指定情報（タッチなど）に応じて可変としてもよ
い。
なお、上述した乗算係数発生器21が出力する乗算係数
a1〜a4の一部は、固定の値でもよい。また、乗算係数ai
を時間的に変化させる手段としては、従来の各種エンベ
ロープ波形発生器における技術が適用できるのは自明で
ある。その他、さらに各種の操作子の操作信号を印加し
てもよい。
また、この実施例において、例えば、実際のピアノ
で、離鍵と共に鍵に対応する弦にダンパーが戻って弦の
振動を抑え、消音する訳であるが、離鍵速度が速いほど
ダンパーの戻りも速く、急激に弦振動がダンプされる。
また、音色変化の観点からは、離鍵速度が速いほど離鍵
開始−弦振動減衰−消音までの間の音色変化は時間的に
速く、しかも周波数の高い倍音成分ほど速く減衰する。
この効果を電子楽器で実現するには、LPFのカットオフ
周波数ｆを離鍵速度に応じた速さで、下げてやるような
制御をすればよい。
また、この実施例では、現在値fnから目標値fdの間の
補間は、単純な直線補間であるが、指数曲線、その他、
種々のカーブで補間を行えるようにしてもよい。また、
同実施例の技術によれば、このピアノなどの楽音発生だ
けでなく、種々の音色変化を与えることができとなる利
点が得られる。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、単純な構成
のフィルタを用いて、その構成を種々、切り換え指定す
ることにより、装置の規模を大きくすることなく、フィ
ルタの多段化、楽音の複音化を容易にし、複雑な音色変
化を実現でき、かつ、音作りの自由度が高くできるとい
う利点が得られる。また、フィルタ効果の異なる並列信
号出力レベルを独立に制御することにより、複雑な音色
変化を実現できるという利点が得られる。
また、全てのフィルタにレベル制御手段が設けられる
のではなく、必要な箇所にのみレベル制御手段が設けら
れるので、構成を簡素化でき、処理の高速化を図ること
ができる。言い換えれば、複数のフィルタのうち一部の
フィルタの出力信号のレベルを時間変化させることがで
きるため、全てのフィルタの出力信号のレベルを時間変
化させた場合に比して、簡易な構成でもって、これら複
数のフィルタの出力信号の合成により得られる楽音信号
の音色を時間変化させられる。
さらに、楽音信号の発生開始を指示する第１のデータ
と組にして発生される第２のデータに基づいて制御を行
うようにしたので、各楽音信号について独立に楽音特性
を制御することができるとともに、第２のデータに基づ
いてフィルタ特性と乗算係数とが共通に制御されるの
で、各楽音信号の特性を最適に制御できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例のフィルタシステムの構成を示すブロ
ック図、第３図は同実施例のDCFの構成を示すブロック
図、第４図は同実施例のフィルタシステムによって構成
されるフィルタ・フロー図、第５図はフィルタ・フロー
の動作を説明するための説明図、第６図は同実施例のコ
ントロール部の構成を示すブロック図、第７図はDCF制
御部の構成を示すブロック図、第８図は乗算係数発生器
の構成を示すブロック図、第９図、第10図および第11図
は同実施例の動作を示すフローチャート、第12図は同実
施例のカットオフ周波数ｆの時間変化を説明するための
説明図、第13図はフィルタ・フローにおける乗算係数発
生器が出力する乗算係数の一例を示す説明図、第14図は
第１の従来の電子楽器の構成を示すブロック図、第15図
は第２の従来の電子楽器の構成を示すブロック図であ
る。 13……システムコントローラ（指定手段，楽音発生指示
手段）、14……楽音波形発生器（楽音波形発生手段，入
力手段）、15……フィルタシステム、16……コントロー
ル部（接続手段，特性制御手段）、17,18a,18b……セレ
クタ（接続手段）、19a〜19e……REG（接続手段）、19f
……REG（出力手段）、20……DCF（フィルタ）、21……
乗算係数発生器（制御データ発生手段）、22,24……加
算器（接続手段）、23……乗算器（レベル制御手段）。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに周波数特性の異なる複数のフィルタ
    と、 時間変化する制御データを発生する制御データ発生手段
    と、 前記制御データに従って、前記フィルタの出力信号のレ
    ベルを制御するレベル制御手段と、 異なる複数のフィルタアルゴリズムの中から任意の一の
    フィルタアルゴリズムを指定する指定手段であって、前
    記フィルタアルゴリズムは、前記複数のフィルタの中の
    一部のフィルタにのみ前記レベル制御手段が接続される
    ように、前記複数のフィルタと前記レベル制御手段とを
    接続するものと、 前記指定手段により指定されたフィルタアルゴリズムに
    従って、前記複数のフィルタおよび前記レベル制御手段
    を接続する接続手段と、 楽音信号の発生開始を指示する第１のデータと該楽音信
    号の特性を制御するための第２のデータとを組にして発
    生する楽音発生指示手段と、 前記楽音発生指示手段による第１のデータの発生に応答
    して、楽音波形を発生する楽音波形発生手段と、 前記接続手段により接続された前記複数のフィルタと前
    記レベル制御手段とからなるフィルタアルゴリズムに前
    記楽音波形を入力する入力手段と、 前記接続手段により接続された前記複数のフィルタと前
    記レベル制御手段とからなるフィルタアルゴリズムから
    前記楽音信号を出力する出力手段と、 前記楽音発生指示手段により発生される第２のデータに
    基づき、前記複数のフィルタの周波数特性および前記制
    御データの時間変化の態様を制御する特性制御手段と を具備することを特徴とする電子楽器。
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