JP2689828B2 - Electronic musical instrument - Google Patents

Electronic musical instrument

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JP2689828B2
JP2689828B2 JP4234967A JP23496792A JP2689828B2 JP 2689828 B2 JP2689828 B2 JP 2689828B2 JP 4234967 A JP4234967 A JP 4234967A JP 23496792 A JP23496792 A JP 23496792A JP 2689828 B2 JP2689828 B2 JP 2689828B2
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hammer
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岳志 駒野
利文 国本
知之 船木
岩男 東
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

【0001】この発明は、例えば、自然楽器のピアノ音
を正確にシミュレートすることができる電子楽器に関す
る。
The present invention relates to an electronic musical instrument capable of accurately simulating a piano sound of a natural musical instrument, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自然楽器の発音メカニズムをシミ
ュレートしたモデルを動作させ、自然楽器音を合成する
方法が各種開発されている。例えば、ギター等の撥弦楽
器、ピアノ等の打弦楽器などの減衰性楽音を形成する自
然楽器のモデルは、弦における振動の伝播遅延をシミュ
レートした遅延回路と弦の音響損失をシミュレートした
ローパスフィルタとからなる閉ループ回路によって実現
される。
2. Description of the Related Art In recent years, various methods have been developed for synthesizing a natural musical instrument sound by operating a model simulating the sounding mechanism of a natural musical instrument. For example, models of natural musical instruments that form attenuating musical sounds such as plucked string instruments such as guitars and plucked string instruments such as pianos include delay circuits that simulate propagation delay of vibrations in strings and low-pass filters that simulate acoustic loss of strings. It is realized by a closed loop circuit consisting of.

【0003】この閉ループ回路に撥弦あるいは打弦の際
の衝撃に対応した駆動信号を入力すると、該閉ループ回
路を駆動信号が循環して共振が発生する。そして、閉ル
ープを循環する信号は、ローパスフィルタによって徐々
に減衰する。このようにして、弦楽器の弦における振動
の往復運動がシミュレートされ、閉ループ回路を循環す
る信号を抽出することにより、弦の振動に対応した楽音
信号が形成される。なお、この種の技術は、例えば、特
開昭63−40199号公報に開示されている。
When a drive signal corresponding to the impact of plucking or striking a string is input to the closed loop circuit, the drive signal circulates in the closed loop circuit to cause resonance. Then, the signal circulating in the closed loop is gradually attenuated by the low-pass filter. In this way, the reciprocating vibration of the strings of the stringed instrument is simulated, and by extracting the signal circulating in the closed loop circuit, a musical tone signal corresponding to the vibration of the string is formed. A technique of this kind is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-40199.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、自然楽器の
ピアノにおいては、押鍵操作に応じてハンマが弦を打弦
し、これに基づき弦に振動が励起される。ここで、弦を
伝播する振動成分としては、通常の横振動波の他、これ
に直交する方向の縦振動波も存在することが知られてい
る。縦振動波は、一般に横振動波より伝播速度が速く、
しかも横振動波の挙動とは独立したものになり得る。
By the way, in a piano of a natural musical instrument, a hammer strikes a string in response to a key depression operation, and based on this, vibration is excited in the string. It is known that, as the vibration component propagating through the strings, there are normal transverse vibration waves and longitudinal vibration waves in a direction orthogonal to the normal transverse vibration waves. Longitudinal vibration waves generally have a higher propagation speed than transverse vibration waves,
Moreover, it can be independent of the behavior of the transverse vibration wave.

【0005】そこで、自然楽器のピアノにおいて、この
横振動波および縦振動波が楽音形成に寄与する点につい
て考察すると、縦振動波は楽音発生時の立上がりである
アタック波形に大きな影響を与えることが判っている。
また、ピアノにおいて、弦は「駒」と、この「駒」に対
向する固定端である「カポダストロ」との間に張設され
ており、ここを伝播する横振動波が「駒」を通じて主に
響板から音響として放射され、一方、縦振動波は「カポ
ダストロ」を通じて主にフレームから音響放射されてい
ることも判った。そして、こうした振る舞いにより、ピ
アノ固有の楽音が形成されるようになっている。
Considering the fact that the transverse vibration wave and the longitudinal vibration wave contribute to the musical tone formation in the piano of the natural musical instrument, the longitudinal vibration wave may have a great influence on the attack waveform which is a rising edge when the musical tone is generated. I know.
In the piano, the strings are stretched between the "piece" and the "capodastro", which is the fixed end facing the "piece", and the transverse vibration waves propagating here mainly pass through the "piece". It was also found that the sound waves were emitted as sound from the soundboard, while the longitudinal vibration waves were mainly emitted from the frame through the "capodastro." Due to such behavior, musical sounds peculiar to the piano are formed.

【0006】ところで、上記特開昭63−40199号
公報に開示されている技術においては、弦に励起される
横振動の挙動しか考慮しておらず、必ずしもピアノの発
音メカニズムを正確にシミュレートしたものではなかっ
た。したがって、この発明は上述した事情に鑑みてなさ
れたもので、弦の横振動のみならず、縦振動に基づく挙
動をも勘案した正確な発音メカニズムをシミュレートす
る電子楽器を提供することを目的としている。
By the way, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-40199, only the behavior of lateral vibration excited in the strings is taken into consideration, and the sounding mechanism of the piano is not always accurately simulated. It wasn't something. Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electronic musical instrument that simulates an accurate sounding mechanism in consideration of not only lateral vibration of strings but also behavior based on longitudinal vibration. There is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、演奏情報に
対応した第1の励振信号を発生する第1の励振手段と、
少なくとも前記第1の励振信号を所定時間遅延させると
共に、繰り返し循環させ、弦の横振動に相当する横振動
信号を発生する横振動発生手段と、前記横振動信号に応
じて第2の励振信号を発生する第2の励振手段と、少な
くとも前記第2の励振信号を所定時間遅延させると共
に、繰り返し循環させ、弦の縦振動に相当する縦振動信
号を発生する縦振動発生手段と、前記横振動信号および
縦振動信号を繰り返し循環させる手段であって、この横
振動信号および縦振動信号に対し、少なくとも遅延処理
および減衰処理を施して前記横振動および前記縦振動の
伝搬動作をシミュレートし、該横振動信号の共鳴を表す
第1の共鳴信号と該縦振動信号の共鳴を表す第2の共鳴
信号とを生成する共鳴手段と、前記第1および第2の共
鳴信号を合成して楽音波形を形成する合成手段とを具備
することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises first excitation means for generating a first excitation signal corresponding to performance information,
At least the first excitation signal is delayed for a predetermined time and repeatedly circulated to generate a lateral vibration signal corresponding to the lateral vibration of the strings, and a second excitation signal is generated according to the lateral vibration signal. A second excitation means for generating, a longitudinal vibration generation means for delaying at least the second excitation signal for a predetermined time and repeatedly circulating it, and generating a longitudinal vibration signal corresponding to the longitudinal vibration of the string, and the lateral vibration signal. And a means for repeatedly circulating the longitudinal vibration signal, wherein the transverse vibration signal and the longitudinal vibration signal are subjected to at least a delay process and an attenuation process to simulate a propagation operation of the lateral vibration and the longitudinal vibration, A resonance unit that generates a first resonance signal that represents the resonance of the vibration signal and a second resonance signal that represents the resonance of the longitudinal vibration signal, and the first and second resonance signals are combined to facilitate the operation. Characterized by comprising a synthesizing means for forming a waveform.

【0008】[0008]

【作用】上記構成によれば、第1の励振手段が演奏情報
に対応した第1の励振信号を発生し、横振動発生手段が
第1の励振信号に基づき、弦の横振動に相当する横振動
信号を発生する。第2の励振手段はこの横振動信号に応
じて弦の縦振動を励起する第2の励振信号を発生し、縦
振動発生手段が第2の励起信号に基づき、縦振動信号を
発生する。そして、共鳴手段が横振動信号の共鳴を表す
第1の共鳴信号と縦振動信号の共鳴を表す第2の共鳴信
号とを生成し、合成手段がこの第1および第2の共鳴信
号を合成して楽音波形を形成する。この結果、弦の横振
動のみならず、縦振動に基づく挙動をも勘案した正確な
発音メカニズムのシミュレートが可能になる。
According to the above construction, the first exciting means generates the first exciting signal corresponding to the performance information, and the lateral vibration generating means, based on the first exciting signal, generates the lateral vibration corresponding to the lateral vibration of the string. Generates a vibration signal. The second excitation means generates a second excitation signal that excites the longitudinal vibration of the string in response to the lateral vibration signal, and the longitudinal vibration generation means generates the longitudinal vibration signal based on the second excitation signal. Then, the resonance means generates a first resonance signal representing the resonance of the lateral vibration signal and a second resonance signal representing the resonance of the longitudinal vibration signal, and the combining means combines the first and second resonance signals. Form a musical tone waveform. As a result, it is possible to accurately simulate the sounding mechanism in consideration of not only the lateral vibration of the strings but also the behavior based on the longitudinal vibration.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。 A.実施例の全体構成 図1は、この発明の一実施例である電子ピアノの全体構
成を示すブロック図である。この図において、1は鍵盤
である。この鍵盤1は、各鍵毎の押離鍵を検出すると共
に、押鍵の速度及び離鍵の速度を検出する機構を有し、
押離鍵および押離鍵の速度に対応した信号を発生する。
1aは鍵盤インターフェイスであり、鍵盤1から供給さ
れる各種信号に基づき、音高に関する情報、押鍵速度信
号および離鍵速度信号を発生する。2はこの電子ピアノ
各部を制御するCPUである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A. Overall Configuration of Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an electronic piano that is an embodiment of the present invention. In this figure, 1 is a keyboard. The keyboard 1 has a mechanism for detecting the key pressing / release of each key and detecting the key pressing speed and the key releasing speed.
A signal corresponding to the key release and the key release speed is generated.
Reference numeral 1a denotes a keyboard interface, which generates information relating to a pitch, a key pressing speed signal, and a key releasing speed signal based on various signals supplied from the keyboard 1. A CPU 2 controls each part of the electronic piano.

【0010】3はCPU2にロードされる各種制御プロ
グラムや、これらプログラムで用いられる各種データな
どが記憶されるROMである。4はCPU2の各種演算
結果や、レジスタ値が一時記憶されるRAMである。5
はこの電子ピアノに配設されるペダルである。このペダ
ル5は、実際のピアノにおけるソフトペダルとダンパペ
ダルとに対応して後述するソフト効果、あるいは楽音の
減衰を制御するダンパ効果をもたらすものである。例え
ば、ソフトペダルが操作された場合には、打弦機構全体
を左あるいは右にシフトさせ、2本張設された弦のうち
1本を打弦するように構成されている。また、このペダ
ル5は、前記鍵盤1と同じく、その操作速度を検出する
機構が備えられており、操作量に応じた信号や、操作速
度を表す信号を発生する。5aはペダルインターフェイ
スであり、ペダル5から供給される各種信号をもとに、
ペダル操作に対応したディジタル信号を発生する。
A ROM 3 stores various control programs loaded into the CPU 2 and various data used in these programs. Reference numeral 4 denotes a RAM for temporarily storing various operation results of the CPU 2 and register values. 5
Is a pedal provided on this electronic piano. The pedal 5 provides a soft effect, which will be described later, corresponding to a soft pedal and a damper pedal in an actual piano, or a damper effect for controlling attenuation of a musical sound. For example, when the soft pedal is operated, the entire string striking mechanism is shifted to the left or right, and one of the two strings stretched is striking. The pedal 5 is provided with a mechanism for detecting the operation speed, similarly to the keyboard 1, and generates a signal corresponding to the operation amount and a signal indicating the operation speed. 5a is a pedal interface, and based on various signals supplied from the pedal 5,
Generates a digital signal corresponding to pedal operation.

【0011】6はバスを介して供給される各種信号に基
づき楽音合成を行い、これにより形成される楽音信号W
を出力する楽音合成回路であり、その構成については後
述する。7はサウンドシステムである。このサウンドシ
ステム7は、楽音信号Wに対して各種フィルタリングを
施し、不要ノイズの除去、あるいは効果音処理などを施
した後、これを増幅してスピーカSPから発音する。
Reference numeral 6 synthesizes a musical tone on the basis of various signals supplied via the bus, and a musical tone signal W formed by this synthesis.
Is a musical sound synthesizing circuit which outputs the following. 7 is a sound system. The sound system 7 performs various types of filtering on the musical tone signal W, removes unnecessary noise, performs sound effect processing, and the like, and then amplifies the sound and outputs it from the speaker SP.

【0012】B.楽音合成回路6の概略構成 次に、図2は、楽音合成回路6の構成を示すブロック図
である。なお、この図に示す楽音合成回路6は、2弦モ
デルによって単音発音する回路構成であるが、これを時
分割動作させることにより複音を同時に発音させること
も可能である。図2に示すように、この楽音合成回路6
は大別すると、インタフェース部8と、横振動シミュレ
ート部9と、縦振動シミュレート部10と、図7に示す
励振信号形成部11とから構成される。
B. Schematic Configuration of Musical Sound Synthesis Circuit 6 Next, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the musical sound synthesis circuit 6. Note that the tone synthesis circuit 6 shown in this figure has a circuit configuration that produces a single tone by using a two-string model, but it is also possible to produce multiple tones at the same time by operating this in a time-division manner. As shown in FIG. 2, this tone synthesis circuit 6
Is roughly divided into an interface section 8, a lateral vibration simulating section 9, a vertical vibration simulating section 10, and an excitation signal forming section 11 shown in FIG.

【0013】まず、インタフェース部8は、CPU2か
らバスを介して供給される演奏情報を動作パラメータと
して上記構成要素9〜11に供給する。なお、この動作
パラメータは、共鳴動作をシミュレートする際に用いら
れる共鳴系パラメータK1〜K4と、弦振動をシミュレ
ートする際に用いられる弦系パラメータS1〜S4と、
打弦動作をシミュレートする際に用いられる励振パラメ
ータEPとから形成されるものであり、その意味すると
ころについては後述する。
First, the interface section 8 supplies the performance information supplied from the CPU 2 via the bus to the above-mentioned components 9 to 11 as operation parameters. The operation parameters are resonance system parameters K1 to K4 used when simulating resonance operation, and string system parameters S1 to S4 used when simulating string vibration.
It is formed from an excitation parameter EP used when simulating a string striking operation, and the meaning thereof will be described later.

【0014】横振動シミュレート部9は、実際のピアノ
における「駒」と「カポダストロ」との間に張設された
弦に励起される横振動の伝搬動作をシミュレートすると
共に、この横振動の共鳴動作をもシミュレートする。こ
こで言う共鳴動作は、「駒」側から響板へ伝わる横振動
に基づく響板の共鳴と、「カポダストロ」側からフレー
ムに伝わる横振動に基づくフレームの共鳴と、更に、こ
のフレームを経て響板側へ伝わる振動に基づく響板の共
鳴とから形成されるものである。一方、縦振動シミュレ
ート部10は、上記シミュレート部9で励起された横振
動に対応して発生する縦振動の伝搬動作と、この縦振動
に応じてなされる上記各共鳴動作とをシミュレートす
る。
The lateral vibration simulating section 9 simulates a lateral vibration propagating operation excited in a string stretched between a "piece" and a "capodastro" in an actual piano, and at the same time, the lateral vibration is simulated. It also simulates resonant behavior. The resonance motion here means the resonance of the soundboard based on the lateral vibration transmitted from the "piece" side to the soundboard, the resonance of the frame based on the lateral vibration transmitted from the "capodastro" side to the frame, and the resonance through this frame. It is formed by the resonance of the soundboard based on the vibration transmitted to the board side. On the other hand, the vertical vibration simulating unit 10 simulates a propagation operation of a vertical vibration generated corresponding to the horizontal vibration excited by the simulating unit 9 and each resonance operation performed according to the vertical vibration. To do.

【0015】C.横振動シミュレート部9の構成 次に、図2〜図5を参照し、横振動シュミレート部9の
構成について説明する。まず、図2おいて、12は第1
弦横振動発生部であり、2弦モデルのうち第1弦におけ
る横振動の伝搬をシミュレートする。13はこの発生部
12と同一の構成を有する第2弦横振動発生部であり、
第2弦の横振動の伝搬をシミュレートする。これら第1
弦および第2弦横振動発生部12,13には、それぞれ
励振信号形成部11からハンマ信号HS1,HS2が供
給される。このハンマ信号HS1,HS2とは、後述す
るように、実際のピアノにおけるハンマの打弦強度に対
応するものであり、これが上記振動発生部12,13の
それぞれに注入されることにより弦の横振動が励起され
る。また、これら振動発生部12,13は、それぞれ励
起された弦振動の速度に対応した振動速度信号V1,V
2を発生するものであり、その構成については後述す
る。
C. Configuration of Transverse Vibration Simulation Unit 9 Next, the configuration of the transverse vibration simulation unit 9 will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 2, 12 is the first
It is a string transverse vibration generator, which simulates the propagation of transverse vibration in the first string of the two-string model. Reference numeral 13 is a second string lateral vibration generator having the same configuration as this generator 12,
Simulate the propagation of transverse vibration of the second string. These first
Hammer signals HS1 and HS2 are supplied from the excitation signal forming unit 11 to the string and second string lateral vibration generators 12 and 13, respectively. As will be described later, the hammer signals HS1 and HS2 correspond to the striking strength of a hammer in an actual piano, and the hammer signals HS1 and HS2 are injected into the vibration generating sections 12 and 13, respectively, so that lateral vibration of the strings is generated. Is excited. Further, the vibration generators 12 and 13 respectively generate vibration velocity signals V1 and V corresponding to the velocity of the excited string vibration.
2 is generated, and its configuration will be described later.

【0016】14は実際のピアノにおけるフレームの共
鳴動作をシミュレートする共鳴系Aである。この共鳴系
A14には、「カポダストロ」を介して伝搬される振動
に相当する信号が供給される。15は実際のピアノにお
ける響板の共鳴動作をシミュレートする共鳴系Bであ
る。この共鳴系Bには、「駒」を介して伝搬される振動
に相当する信号が供給される。なお、これら共鳴系A1
4と共鳴系B15との構成については後述する。
Reference numeral 14 is a resonance system A for simulating the resonance operation of a frame in an actual piano. A signal corresponding to the vibration propagated through the "capodastro" is supplied to this resonance system A14. Reference numeral 15 is a resonance system B for simulating the resonance operation of the soundboard in an actual piano. A signal corresponding to the vibration propagated through the "piece" is supplied to the resonance system B. These resonance systems A1
4 and the resonance system B15 will be described later.

【0017】次に、図3は、第1弦横振動発生部12の
構成を示すブロック図である。図において、30,31
はそれぞれ減算器であり、第1弦の固定端に相当する。
すなわち、減算器30は、弦の「カポダストロ」側に相
当し、一方、減算器31は「駒」側に相当する。32,
33は加算器であり、実際のピアノにおけるハンマの打
弦位置に相当するものであり、これら両者に打弦強度に
対応するハンマ信号が注入されることで横振動が励起さ
れる。
Next, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the first string lateral vibration generating section 12. In the figure, 30, 31
Are subtractors, which correspond to the fixed ends of the first string.
That is, the subtractor 30 corresponds to the "capodastro" side of the string, while the subtractor 31 corresponds to the "piece" side. 32,
Reference numeral 33 denotes an adder, which corresponds to the string striking position of a hammer in an actual piano, and lateral vibration is excited by injecting a hammer signal corresponding to the string striking strength into both of them.

【0018】34〜37は、各々入力された信号を所定
時間遅延して出力する遅延回路であり、所定段数のシフ
トレジスタ等で構成されている。38,39は、それぞ
れ弦を伝搬する横振動の伝達周波数特性をシュミレート
するローパスフィルタ(LPF)である。40は加算器
であり、「カポダストロ」端で反射され、「駒」側へ進
行する横振動に相当する信号と、これと逆の方向に進行
する横振動に相当する信号とを加算し、加算結果を振動
速度信号V1として出力する。41は係数乗算器であ
り、ハンマ信号HS1に乗算係数1/2を乗算して出力
する。
Reference numerals 34 to 37 denote delay circuits for delaying the input signals by a predetermined time and outputting the delayed signals, which are composed of shift registers having a predetermined number of stages. Reference numerals 38 and 39 are low-pass filters (LPFs) that simulate the transfer frequency characteristics of the lateral vibration propagating in the strings. Reference numeral 40 denotes an adder, which adds a signal corresponding to the lateral vibration reflected at the "capodastro" end and progressing to the "piece" side, and a signal corresponding to lateral vibration proceeding in the opposite direction, and adding The result is output as the vibration velocity signal V1. Reference numeral 41 denotes a coefficient multiplier, which multiplies the hammer signal HS1 by a multiplication coefficient 1/2 and outputs the result.

【0019】このような構成によれば、構成要素30〜
39はループ回路を形成し、該ループ回路中をハンマ信
号HS1によって励起された信号が循環することで、第
1弦における横振動の往復運動がシミュレートされる。
また、第2弦横振動発生部13は、上述した第1弦横振
動発生部12と同一の構成となっており、第2弦におけ
る横振動の往復運動がシミュレートされる。なお、この
第2弦横振動発生部13には、ハンマ信号HS2が供給
され、これに基づいて振動速度信号V2が形成されるよ
うになっている。
According to such a configuration, the constituent elements 30-
Reference numeral 39 forms a loop circuit, and the signal excited by the hammer signal HS1 circulates in the loop circuit, thereby simulating the reciprocating motion of the lateral vibration in the first string.
Further, the second string lateral vibration generating unit 13 has the same configuration as the above-described first string lateral vibration generating unit 12, and the reciprocating motion of the lateral vibration in the second string is simulated. The hammer signal HS2 is supplied to the second string lateral vibration generator 13, and the vibration velocity signal V2 is formed based on the hammer signal HS2.

【0020】ところで、この第1弦および第2弦横振動
発生部12,13には、前述した弦系パラメータS1,
S2がそれぞれ供給され、これに応じて遅延回路34〜
37の遅延時間と、LPF38,39の伝達特性とを制
御するようにしている。このようにすることで、演奏情
報に応じてシミュレートすべき弦の振動特性が変化し、
これにより該演奏情報に対応した楽音が形成される。
By the way, the first string and the second string transverse vibration generators 12 and 13 have the above-mentioned string system parameters S1 and S1, respectively.
S2 is supplied to each of the delay circuits 34-
The delay time of 37 and the transfer characteristics of the LPFs 38 and 39 are controlled. By doing this, the vibration characteristics of the string to be simulated change according to the performance information,
As a result, a musical tone corresponding to the performance information is formed.

【0021】次に、図4は、前述した共鳴系A14と共
鳴系B15とを形成するウェーブガイドネットワークの
構成を示すブロック図である。図において、J1〜Jnは
ジャンクション、L,…,LはこれらジャンクションJ
1〜Jn相互間を接続するネットワークである。なお、こ
の図に示すジャンクションJ1とジャンクションJ2とを
相互に接続するラインは、前述した第1弦および第2弦
横振動発生部12,13に各々対応している。
Next, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a waveguide network forming the above-mentioned resonance system A14 and resonance system B15. In the figure, J 1 to Jn are junctions, and L, ..., L are these junctions J.
It is a network that connects 1 to Jn. The lines connecting the junction J 1 and the junction J 2 to each other shown in this figure respectively correspond to the first string and second string lateral vibration generators 12 and 13 described above.

【0022】これらネットワークLは、図5(イ)に示
すように、双方向に信号を伝送するループ回路をなし、
減算器50a,50b、遅延回路50c,50d、ロー
パスフィルタ(LPF)50e,50fとから構成され
ている。ここで、遅延回路50c,50dは振動の伝搬
遅延をシミュレートしており、LPF50e,50fは
振動の伝達特性をシミュレートするものである。また、
こうしたネットワークLによって相互接続される各ジャ
ンクションJ1〜Jnは、同図(ロ)に示す構成となって
いる。すなわち、一例として挙げたジャンクションJ1
は、入力信号に対してそれぞれ係数α1〜α4を乗ずる係
数乗算器60a〜60dと、これら係数乗算器60a〜
60dの出力を各々加算して出力する加算器とから構成
されている。なお、これら乗算係数は、結合部分におけ
る振動の伝搬率を表すインピーダンスであり、各ジャン
クションJ1〜Jnにおける係数α1〜α4の総和は「2」
となる。
As shown in FIG. 5A, these networks L form a loop circuit for bidirectionally transmitting signals,
It is composed of subtractors 50a and 50b, delay circuits 50c and 50d, and low-pass filters (LPF) 50e and 50f. Here, the delay circuits 50c and 50d simulate the propagation delay of vibration, and the LPFs 50e and 50f simulate the transfer characteristic of vibration. Also,
Each of the junctions J 1 to Jn interconnected by such a network L has a configuration shown in FIG. That is, the junction J 1 given as an example
Are coefficient multipliers 60a to 60d for multiplying the input signals by coefficients α 1 to α 4 , respectively, and these coefficient multipliers 60a to 60d.
It is composed of an adder that adds and outputs the outputs of 60d. It should be noted that these multiplication coefficients are impedances that represent the propagation rate of vibration in the coupling portion, and the sum of the coefficients α 1 to α 4 at each of the junctions J 1 to Jn is “2”.
Becomes

【0023】ここで、各ジャンクションJ1〜Jnの意味
について説明する。まず、ジャンクションJ1は、弦と
「カポダストロ」との結合点、ジャンクションJ2は弦
と「駒」との結合点を表している。また、ジャンクショ
ンJ3は「カポダストロ」とフレームとの結合点、ジャ
ンクションJ4は「駒」と響板との結合点を表してい
る。なお、このジャンクションJ4に接続される各ジャ
ンクションJ5〜Jnは、響板の共鳴特性をシミュレート
するよう格子状に接続されている。
Here, the meaning of each of the junctions J 1 to Jn will be described. First, the junction J 1 represents the connecting point between the string and the “capodastro”, and the junction J 2 represents the connecting point between the string and the “piece”. Further, the junction J 3 represents the connecting point between the “capodastro” and the frame, and the junction J 4 represents the connecting point between the “piece” and the soundboard. Each junction J 5 ~Jn connected to the junction J 4 is connected in a lattice to simulate the resonance characteristics of the sound board.

【0024】上記構成によれば、第1弦あるいは第2弦
において励起された横振動は、「カポダストロ」側およ
び「駒」側を介して共鳴系A14と共鳴系B15とに供
給され、これにより、それぞれフレームと響板とにおけ
る共鳴動作と、上述した各結合点相互間の横振動伝搬と
がシュミレートされることになる。
According to the above construction, the lateral vibration excited in the first string or the second string is supplied to the resonance system A14 and the resonance system B15 via the "capodastro" side and the "piece" side, whereby , The resonance operation in the frame and the soundboard, and the transverse vibration propagation between the coupling points described above are simulated.

【0025】D.振動変換回路16の構成 ところで、以上説明した横振動シュミレート部9から
は、ハンマ信号HS1,HS2に応じて振動速度信号V
1,V2が生成され、該信号V1,V2は振動変換回路
16,16(図2参照)に供給される。この振動変換回
路16,16は、振動速度信号V1(あるいはV2)を
変位信号H1(あるいはH2)に変換して出力するもの
であり、その構成を図6に示す。
D. Configuration of Vibration Conversion Circuit 16 By the way, from the lateral vibration simulation unit 9 described above, the vibration velocity signal V is generated according to the hammer signals HS1 and HS2.
1, V2 are generated, and the signals V1, V2 are supplied to the vibration conversion circuits 16, 16 (see FIG. 2). The vibration conversion circuits 16 and 16 convert the vibration velocity signal V1 (or V2) into a displacement signal H1 (or H2) and output the displacement signal H1 (or H2), and the configuration thereof is shown in FIG.

【0026】図6において、16aは加算器、16bは
この加算器16aの出力を1サンプリング周期分遅延し
て出力する遅延回路である。すなわち、この加算器16
aと遅延回路16bとは、積分回路を構成しており、入
力される振動速度信号V1(V2)を一階積分して、振
動の変位量に相当する信号yを形成する。16cは自己
の入力信号を自乗して出力する乗算器である。この乗算
器16cは、信号yを自乗(y2)し、これを変位信号
H1(H2)として出力する。
In FIG. 6, 16a is an adder, and 16b is a delay circuit which delays the output of the adder 16a by one sampling period and outputs the delayed signal. That is, this adder 16
The a and the delay circuit 16b form an integrating circuit, which integrates the input vibration velocity signal V1 (V2) by one order to form a signal y corresponding to the displacement amount of the vibration. Reference numeral 16c is a multiplier that squares its own input signal and outputs it. The multiplier 16c squares the signal y (y 2 ) and outputs it as a displacement signal H1 (H2).

【0027】E.縦振動シミュレート部10の構成 次に、再び図2を参照し、縦振動シュミレート部10の
構成について説明する。この図おいて、17は第1弦縦
振動発生部であり、上記の変位信号H1に応じて励起さ
れる縦振動の伝搬動作をシミュレートする。18はこの
発生部17と同一の構成による第2弦横振動発生部であ
り、変位信号H2に応じて励起される縦振動の伝搬動作
をシミュレートする。これら振動発生部17,18と、
前述した発生部12,13とは、基本的に同一の構成で
あるが、振動の伝搬特性をシミュレートする際の遅延時
間が異なっている。
E. Configuration of Vertical Vibration Simulation Unit 10 Next, the configuration of the vertical vibration simulation unit 10 will be described with reference to FIG. 2 again. In this figure, reference numeral 17 denotes a first string longitudinal vibration generator, which simulates a propagation operation of longitudinal vibration excited in response to the displacement signal H1. Reference numeral 18 is a second string transverse vibration generator having the same configuration as that of the generator 17, and simulates a propagation operation of longitudinal vibration excited in response to the displacement signal H2. These vibration generating units 17 and 18,
The above-described generating units 12 and 13 have basically the same configuration, but have different delay times when simulating vibration propagation characteristics.

【0028】すなわち、弦を伝搬する横振動と縦振動と
では、その伝搬速度が異なるため、これに対応させて上
記振動発生部17,18における遅延時間を、前述した
振動発生部12,13のものより短縮させている。これ
は、例えば、この遅延時間を与える遅延回路が同一段数
のシフトレジスタ等で構成されている場合、動作クロッ
クを異ならせることで実現される。また、同一の動作ク
ロック下で動作させる場合には、異なる段数のシフトレ
ジスタを用い、実質的に遅延時間を異ならせるようにし
ても良い。
That is, since the horizontal vibration and the vertical vibration propagating in the strings have different propagation velocities, the delay times in the vibration generators 17 and 18 are set to correspond to the propagation speeds of the vibration generators 12 and 13 described above. It is shorter than the one. This is realized, for example, by making the operation clock different when the delay circuit that gives the delay time is composed of the shift registers having the same number of stages. Further, when operating under the same operation clock, shift registers having different numbers of stages may be used to make the delay time substantially different.

【0029】F.励振信号形成部11の構成 次に、図7は前述したハンマ信号HS1,HS2を形成
する励振信号形成部11の構成を示すブロック図であ
る。図において、70はハンマ信号生成回路であり、イ
ンタフェース部8から供給される初期信号INITに基
づき、実際のピアノの打弦強度に相当したハンマ信号H
S1を形成する。ここで、初期信号INITとは、前述
した励振パラメータEPの一つであり、押鍵時のイニシ
ャルタッチに対応して生成される信号である。71はゲ
ート回路であり、前述したソフトペダルの操作により形
成される信号SOFTが供給されると、ハンマ信号HS
2を出力する。
F. Configuration of Excitation Signal Forming Unit 11 Next, FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the excitation signal forming unit 11 that forms the hammer signals HS1 and HS2 described above. In the figure, reference numeral 70 denotes a hammer signal generation circuit, which is based on an initial signal INIT supplied from the interface section 8 and which corresponds to the hammer signal H corresponding to the actual striking strength of the piano.
Form S1. Here, the initial signal INIT is one of the excitation parameters EP described above, and is a signal generated in response to an initial touch when a key is pressed. Reference numeral 71 denotes a gate circuit, which receives the hammer signal HS when the signal SOFT generated by the operation of the soft pedal is supplied.
2 is output.

【0030】次に、図8〜図9を参照し、上述したハン
マ信号生成回路70の構成について説明する。図におい
て、72は乗算器であり、前述した加算器40(図3参
照)の出力に係数K2を乗算して出力する。この加算器
40の出力は、弦に励起された横振動の速度に相当した
振動速度信号V1(V2)である。また、乗算係数K2
は、弦からハンマへのエネルギー伝達効率に相当する値
である。したがって、乗算器72の出力は、弦の速度に
対応した信号に相当する。
Next, the configuration of the hammer signal generating circuit 70 described above will be described with reference to FIGS. In the figure, 72 is a multiplier, which multiplies the output of the adder 40 (see FIG. 3) described above by a coefficient K 2 and outputs the result. The output of the adder 40 is a vibration velocity signal V1 (V2) corresponding to the velocity of lateral vibration excited in the string. Also, the multiplication coefficient K2
Is a value corresponding to the energy transfer efficiency from the string to the hammer. Therefore, the output of the multiplier 72 corresponds to a signal corresponding to the velocity of the string.

【0031】73は加算器73aと1サンプル周期遅延
回路73bとから構成される積分回路であり、入力信号
を積分することで弦の変位に相当した弦変位信号xを生
成する。74は減算器であり、後述するハンマ変位信号
hから弦変位信号xを減算し、弦とハンマとの相対変位
を表す相対変位信号(h−x)を出力する。75はRO
M等の記録されたデータテーブルによって形成される非
線形関数Aであり、図9(イ)にその入出力特性を示
す。76はROM等の記録されたデータテーブルで形成
される非線形関数Bであり、図9(ロ)にその入出力特
性を示す。ここで、非線形関数A75は、弦とハンマと
の相対変位に対する該ハンマの弾性成分を表し、一方、
非線形関数B76は、弦とハンマとの相対変位に対する
該ハンマの粘性成分とを表している。
Reference numeral 73 is an integrating circuit composed of an adder 73a and a one-sample period delay circuit 73b, which integrates an input signal to generate a string displacement signal x corresponding to a string displacement. A subtracter 74 subtracts a string displacement signal x from a hammer displacement signal h described later, and outputs a relative displacement signal (h-x) representing a relative displacement between the string and the hammer. 75 is RO
It is a non-linear function A formed by a recorded data table such as M, and its input / output characteristics are shown in FIG. Reference numeral 76 is a non-linear function B formed by a recorded data table such as a ROM, and its input / output characteristic is shown in FIG. Here, the non-linear function A75 represents the elastic component of the hammer with respect to the relative displacement between the string and the hammer, while
The non-linear function B76 represents the viscous component of the hammer with respect to the relative displacement between the string and the hammer.

【0032】77は減算器77aと1サンプル周期遅延
回路77bとから構成される差分回路である。この差分
回路77からは、上述した相対変位信号(h−x)の1
サンプル周期前の値に対する変化分に相当する差分信号
Δ(h−x)が出力される。78は非線形関数B76の
出力と差分回路77の出力とを乗算する乗算器である。
79は入力信号にハンマの粘性係数Rを乗算する乗算器
であり、弦とハンマとの間に働く反発力のうち、ハンマ
の粘性に起因した成分に相当する信号が出力される。8
0は非線形関数A75の出力と乗算器79の出力とを加
算する加算器である。ここで、加算器80から出力され
る信号は、ハンマの弾性成分と粘性成分とが足し合わさ
れて、打弦強度を表すハンマ信号HS1(HS2)が形
成される。
Reference numeral 77 is a difference circuit composed of a subtractor 77a and a one-sample period delay circuit 77b. From the difference circuit 77, 1 of the relative displacement signal (h-x) described above is output.
The difference signal Δ (h−x) corresponding to the change from the value before the sampling period is output. A multiplier 78 multiplies the output of the non-linear function B76 and the output of the difference circuit 77.
Reference numeral 79 denotes a multiplier that multiplies the input signal by the viscosity coefficient R of the hammer, and outputs a signal corresponding to a component due to the viscosity of the hammer in the repulsive force acting between the string and the hammer. 8
Reference numeral 0 is an adder that adds the output of the non-linear function A75 and the output of the multiplier 79. Here, in the signal output from the adder 80, the elastic component and the viscous component of the hammer are added together to form a hammer signal HS1 (HS2) representing the striking strength.

【0033】また、このハンマ信号HS1は、乗算器8
1においてハンマの慣性質量Mの逆数(−1/M)が乗
じられる。したがって、この乗算器81からは、ハンマ
の加速度に相当する信号が出力されることになる。82
は加算器82aと1サンプル周期遅延回路82bとから
構成される積分回路である。この積分回路82は、ハン
マの加速度に相当する信号を積分し、この結果得られる
ハンマ速度に相当する信号を発生する。83は加算器8
3aと1サンプル周期遅延回路83bとから構成される
積分回路である。この積分回路83は、前述したインタ
フェース部8から供給される初期励振信号INITと、
積分回路82の出力とを加算し、これを積分することに
より得られる前述のハンマ変位信号hを発生する。な
お、この初期励振信号INITは、鍵盤1のいずれかの
鍵が押鍵された時のイニシャルタッチに基づき生成され
るものである。
The hammer signal HS1 is supplied to the multiplier 8
At 1, the product is multiplied by the reciprocal (-1 / M) of the inertial mass M of the hammer. Therefore, the multiplier 81 outputs a signal corresponding to the acceleration of the hammer. 82
Is an integrating circuit composed of an adder 82a and a one-sample period delay circuit 82b. The integrating circuit 82 integrates a signal corresponding to the acceleration of the hammer, and generates a signal corresponding to the resulting hammer speed. 83 is an adder 8
3a and a one-sample period delay circuit 83b. The integrator circuit 83 receives the initial excitation signal INIT supplied from the interface unit 8 described above,
The above-mentioned hammer displacement signal h obtained by adding the output of the integrating circuit 82 and integrating this is generated. The initial excitation signal INIT is generated based on the initial touch when any key on the keyboard 1 is pressed.

【0034】加算器80から出力されるハンマ信号HS
1は、乗算器84と、1サンプル周期遅延回路85とを
介して前述の加算器73aに供給される。乗算器84で
は、ハンマから弦へ伝達されるエネルギーの伝達効率が
乗算係数K1として乗ぜられ、これにより、ハンマによ
って弦に与えられる速度変化分に相当する信号が生成さ
れる。したがって、加算器73aにおいては、この速度
変化分に相当する信号と、弦に励起された横振動の速度
に相当する信号とが足し合わされるようになっている。
The hammer signal HS output from the adder 80
1 is supplied to the aforementioned adder 73a via the multiplier 84 and the 1-sample cycle delay circuit 85. In the multiplier 84, the transmission efficiency of the energy transmitted from the hammer to the string is multiplied as a multiplication coefficient K 1 , and thereby a signal corresponding to the speed change given to the string by the hammer is generated. Therefore, in the adder 73a, the signal corresponding to this speed change and the signal corresponding to the speed of the lateral vibration excited in the strings are added.

【0035】上記構成によるハンマ信号生成回路70に
おいて、初期励振信号INITが供給されると、まず、
これが積分されることによってハンマの変位に相当する
ハンマ変位信号hが次第に増加する。そして、ハンマと
弦との反発力の内、ハンマの弾性に起因する成分と、粘
性に起因する成分とが生成され、これが加算器80にお
いて加算される。この結果、弦に対するハンマの打弦強
度を表すハンマ信号HS1が形成される。
When the initial excitation signal INIT is supplied to the hammer signal generating circuit 70 having the above structure, first,
By integrating this, the hammer displacement signal h corresponding to the displacement of the hammer gradually increases. Then, of the repulsive force between the hammer and the strings, a component due to the elasticity of the hammer and a component due to the viscosity are generated, and these are added in the adder 80. As a result, a hammer signal HS1 representing the striking strength of the hammer on the string is formed.

【0036】H.実施例の動作 次に、以上に説明した構成による実施例の動作について
説明する。なお、ここでは、第1弦および第2弦が共に
打弦される場合と、前述したソフトペダルが操作され、
第1弦のみが打弦される場合の動作とについて示す。 第1弦および第2弦が共に打弦される場合の動作 まず、鍵盤1において押鍵がなされると、鍵盤インタフ
ェース1aより押鍵に対応した演奏情報(例えば、キー
オンKon、キーコードKC、イニシャルタッチIT)
が生成される。そして、この演奏情報はCPU2に取込
まれ、各種動作パラメータに変換された後、バスを介し
てインタフェース部8から楽音合成回路6の各部へ供給
される。
H. Operation of the Embodiment Next, the operation of the embodiment having the above-described configuration will be described. In addition, here, when the first string and the second string are both struck, and the soft pedal described above is operated,
The operation when only the first string is hit will be described. Operation when both the first string and the second string are struck First, when a key is pressed on the keyboard 1, performance information (for example, key-on Kon, key code KC, initials) corresponding to the key press is made from the keyboard interface 1a. Touch IT)
Is generated. Then, this performance information is taken in by the CPU 2, converted into various operation parameters, and then supplied from the interface section 8 to each section of the musical sound synthesis circuit 6 via the bus.

【0037】こうしたパラメータ設定において、イニシ
ャルタッチITに応じて生成される初期励振信号INI
Tは、ハンマ信号生成回路11に供給され、これにより
ハンマ信号HS1,HS2が生成される。また、キーコ
ードKCに応じて生成される弦系パラメータS1〜S4
と共鳴系パラメータK1〜K4とは、横振動シミュレー
ト部9および縦振動シミュレート部10に供給される。
ここで、弦系パラメータS1〜S4は、振動発生部1
2,13,17,18における弦振動の遅延時間や伝達
特性を規定する。これにより、シミュレートすべき弦の
弦長が定まる。一方、共鳴系パラメータK1〜K4は、
共鳴系A14と共鳴系B15とに供給され、振動が伝搬
する際の遅延時間や伝達特性が規定され、その共鳴特性
が定められる。
In such parameter setting, the initial excitation signal INI generated according to the initial touch IT
T is supplied to the hammer signal generation circuit 11, and the hammer signals HS1 and HS2 are thereby generated. Further, the string system parameters S1 to S4 generated according to the key code KC.
And the resonance system parameters K1 to K4 are supplied to the lateral vibration simulating unit 9 and the vertical vibration simulating unit 10.
Here, the string parameters S1 to S4 are the vibration generation unit 1
It defines the delay time of string vibration and the transfer characteristics at 2, 13, 17, and 18. This determines the string length of the string to be simulated. On the other hand, the resonance system parameters K1 to K4 are
It is supplied to the resonance system A14 and the resonance system B15, the delay time when the vibration propagates and the transfer characteristic are defined, and the resonance characteristic is defined.

【0038】このようにして初期設定がなされると、ハ
ンマ信号HS1,HS2がそれぞれ第1弦および第2弦
横振動発生部12,13に供給され、各弦に横振動を励
起する。これら振動発生部12,13で励起された横振
動は、前述したように、図4に示すウェーブガイドネッ
トワークを伝搬し、「フレーム」と「響板」とにおける
共鳴動作と、各ジャンクションJ1〜Jn相互間の横振動
伝搬とがシュミレートされる。そして、これら振動発生
部12,13においてそれぞれ励起された横振動は、振
動速度信号V1,V2として抽出され、該信号V1,V
2はそれぞれ振動変換回路16において変位信号H1,
H2に変換される。
When the initial settings are made in this manner, the hammer signals HS1 and HS2 are supplied to the first and second string lateral vibration generators 12 and 13, respectively, to excite lateral vibration in each string. As described above, the lateral vibrations excited by the vibration generators 12 and 13 propagate through the waveguide network shown in FIG. 4, and the resonance operation between the “frame” and the “soundboard” and each of the junctions J 1 to J 1 . Transverse vibration propagation between Jn is simulated. Then, the lateral vibrations respectively excited in these vibration generating units 12 and 13 are extracted as vibration velocity signals V1 and V2, and the signals V1 and V2 are extracted.
2 are displacement signals H1 and 1 in the vibration conversion circuit 16, respectively.
Converted to H2.

【0039】ここで、この変位信号H1,H2が縦振動
を励起する理由について図10を参照し、説明する。図
10は振動中にある弦の瞬間を模した図であり、弦の振
動変位を三角形で近似した状態を表している。すなわ
ち、弦の長さをこの三角形の斜辺dによって表すと、d
=(x2+y2)1/2となる。そして、x》yなる条件でこ
の式をテイラー展開し、その一次の項を取ると、d=x
+(y2/2x)となる。したがって、この展開式にお
けるxは定数であるので、長さ方向dの振動(縦振動)
が横振動の変位yの自乗によって励起されることになる
訳である。
The reason why the displacement signals H1 and H2 excite longitudinal vibration will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram simulating the moment of the string being vibrated, and represents the state in which the vibration displacement of the string is approximated by a triangle. That is, if the chord length is represented by the hypotenuse d of this triangle, d
= (X 2 + y 2 ) 1/2 . Then, if this expression is Taylor-expanded under the condition of x >> y and the first-order term is taken, d = x
It becomes + (y 2 / 2x). Therefore, since x in this expansion formula is a constant, vibration in the length direction d (longitudinal vibration)
Is excited by the square of the displacement y of the lateral vibration.

【0040】このようにして励起された縦振動は、横振
動シミュレート部9と同様に、縦振動シュミレート部1
0においてフレームと響板とで共鳴する。そして、横振
動シミュレート部9と縦振動シミュレート部10とから
出力される各信号は、加算器19において加算され、楽
音信号Wとして次段へ供給される。この楽音信号Wは、
横振動変位の自乗に対応して励起される縦振動をも考慮
したものであり、従来のものに比べ、より実際のピアノ
固有の楽音となる。
The longitudinal vibration thus excited is similar to the transverse vibration simulating section 9 and the longitudinal vibration simulating section 1
At 0, the frame resonates with the soundboard. Then, the respective signals output from the horizontal vibration simulating unit 9 and the vertical vibration simulating unit 10 are added by the adder 19 and supplied to the next stage as a musical tone signal W. This tone signal W is
It also takes into account the longitudinal vibration that is excited in response to the square of the lateral vibration displacement, and is a musical sound more peculiar to the actual piano than the conventional one.

【0041】第1弦のみが打弦される場合の動作 この動作は、前述したソフトペダルが操作されることに
より実現される。すなわち、該ソフトペダルが操作され
ると、インタフェース部8から信号SOFTが「1」と
して供給され、これによりゲート回路71(図7参照)
がディスエーブルされる。この結果、ハンマ信号HS1
だけが第1弦横振動発生回路12に供給され、第1弦の
みに横振動が励起されることになる。
Operation when only the first string is struck This operation is realized by operating the above-mentioned soft pedal. That is, when the soft pedal is operated, the signal SOFT is supplied from the interface section 8 as "1", whereby the gate circuit 71 (see FIG. 7).
Is disabled. As a result, the hammer signal HS1
Is supplied to the first string lateral vibration generating circuit 12, and the lateral vibration is excited only in the first string.

【0042】ところで、この第1弦に励起される横振動
は、前述したウェーブガイドネットワークを介して第2
弦にも伝搬することになる。これは、「一方の弦が打弦
された場合、他方の弦にも振動を伝え、発生楽音を柔ら
かに発音する」という実際のピアノにおけるソフト効果
をシミュレートすることになる。そして、第1弦に励起
された横振動と、この第1弦において励起された振動が
伝搬することで励起される第2弦の横振動とは、縦振動
シミュレート部10に導入されて縦振動に関する伝搬動
作および共鳴動作がなされる。
By the way, the lateral vibration excited on the first string is transmitted to the second string via the above-mentioned waveguide network.
It will also propagate to the strings. This simulates a soft effect in an actual piano that "when one string is struck, vibration is transmitted to the other string and the generated musical sound is softly pronounced". Then, the lateral vibrations excited in the first string and the lateral vibrations of the second string excited by the propagation of the vibrations excited in the first string are introduced into the vertical vibration simulating unit 10 and Propagation and resonance operations related to vibration are performed.

【0043】以上のように、この実施例にあっては、横
振動に関する発音挙動のみをシミュレートする従来のも
のに対し、横振動の変位の自乗に対応して励起される縦
振動の発音挙動をも勘案するようにしたので、より正確
な発音メカニズムをシミュレートしたことになる。ま
た、上記実施例にあっては、実際のピアノに即してソフ
トペダルが設けられ、これにより上述のソフト効果をも
再現することが可能になっている。
As described above, in this embodiment, the sounding behavior of the longitudinal vibration excited in response to the square of the displacement of the lateral vibration is different from the conventional one that simulates only the sounding behavior related to the lateral vibration. Since it also takes into consideration, it means that a more accurate pronunciation mechanism is simulated. Further, in the above embodiment, the soft pedal is provided in conformity with the actual piano, so that the soft effect described above can be reproduced.

【0044】I.第1変形例 上述した実施例においては、図2に示したように、楽音
合成回路6を横振動発生部分と縦振動発生部分とに分
け、それぞれの振動伝搬をシミュレートするようにした
が、これに替えて、図11に示す第1変形例のようにし
ても良い。すなわち、図11に示す第1変形例は、前述
した縦振動シミュレート部10を省略し、横振動変位を
積分して自乗する自乗回路90を設け、該回路90の出
力を直接縦振動用共鳴系90に入力する構成にしたもの
であり、このようにしても縦振動に基づく楽音形成過程
を充分再現することが可能になる。
I. First Modification In the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, the musical sound synthesis circuit 6 is divided into a horizontal vibration generating portion and a vertical vibration generating portion, and the respective vibration propagations are simulated. Instead of this, the first modification shown in FIG. 11 may be used. That is, in the first modification shown in FIG. 11, the vertical vibration simulating section 10 described above is omitted, and a square circuit 90 for integrating and squaring the lateral vibration displacement is provided, and the output of the circuit 90 is directly used for the longitudinal vibration resonance. The configuration is such that it is input to the system 90. Even with this configuration, it is possible to sufficiently reproduce the musical sound formation process based on the longitudinal vibration.

【0045】J.第2変形例 次に、図12〜図13は、第2変形例による楽音合成回
路100の構成を示すブロック図である。図12におい
て、図2に示す楽音合成回路6と共通する構成要素には
同一の番号を付し、その説明を省略する。図12に示す
楽音合成回路100が、前述した楽音合成回路6(図2
参照)と異なる点は、横振動シミュレート部9および縦
振動シミュレート部がそれぞれ独立した構成としたこと
にある。すなわち、この第2変形例にあっては、横振動
シミュレート部9が前述した実施例と同様に、励振信号
形成部11から供給されるハンマ信号HS1,HS2に
よって弦に横振動が励起される一方、縦振動シミュレー
ト部10は駆動波形発生回路101によって縦振動の励
起、共鳴がシミュレートされる構成となっており、横振
動と縦振動とがそれぞれ個別に励起されるようにしてい
る。
J. Second Modified Example Next, FIGS. 12 to 13 are block diagrams showing the configuration of the musical sound synthesis circuit 100 according to the second modified example. In FIG. 12, the same components as those of the musical sound synthesis circuit 6 shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The tone synthesis circuit 100 shown in FIG. 12 corresponds to the tone synthesis circuit 6 (see FIG.
The difference from the above is that the lateral vibration simulating unit 9 and the vertical vibration simulating unit are independently configured. That is, in the second modification, the lateral vibration simulating unit 9 excites lateral vibration in the strings by the hammer signals HS1 and HS2 supplied from the excitation signal forming unit 11, as in the above-described embodiment. On the other hand, the longitudinal vibration simulating unit 10 has a configuration in which the excitation and resonance of the longitudinal vibration are simulated by the drive waveform generating circuit 101, and the transverse vibration and the longitudinal vibration are individually excited.

【0046】ここで、図13を参照し、駆動波形発生回
路101の構成について説明する。この図において、1
02はアドレス生成回路であり、押鍵操作に対応して生
成されるイニシャルタッチITおよびキーオンKonに
応じて読み出しアドレス先頭値ADを発生する。このア
ドレス生成回路102は、イニシャルタッチITが与え
られると、波形データ読み出しアドレス先頭値ADを生
成し、キーオンKonが供給された時に該アドレス先頭
値ADをインクリメントする。
Here, the configuration of the drive waveform generating circuit 101 will be described with reference to FIG. In this figure, 1
An address generation circuit 02 generates a read address head value AD in response to an initial touch IT and a key-on Kon which are generated in response to a key depression operation. When the initial touch IT is applied, the address generation circuit 102 generates the waveform data read address head value AD and increments the address head value AD when the key-on Kon is supplied.

【0047】103は駆動波形メモリであり、実際のピ
アノにおける縦振動に相当する波形データが記憶され
る。このメモリ103は、上記読み出しアドレス先頭値
ADが供給されると、この先頭値から順次アタック波形
を読み出して出力する。104はキーコードKCにより
キースケーリングされるフィルタである。フィルタ10
4は、押鍵操作に対応したキーコードKCによってフィ
ルタ特性が制御されるようになっており、該フィルタ1
04に供給される波形データ(縦振動波形)は、所定の
フィルタリングが施された後、変位信号H1として出力
される。
Reference numeral 103 denotes a drive waveform memory, which stores waveform data corresponding to vertical vibration in an actual piano. When the read address start value AD is supplied to the memory 103, the attack waveform is sequentially read from the start value and output. A filter 104 is key-scaled by the key code KC. Filter 10
No. 4 has a filter characteristic controlled by a key code KC corresponding to a key depression operation.
The waveform data (longitudinal vibration waveform) supplied to 04 is output as a displacement signal H1 after being subjected to predetermined filtering.

【0048】上記構成による駆動波形発生回路101か
ら出力される変位信号H1は、前述した実施例と同様に
第1弦縦振動発生部17に供給されると共に、ゲート回
路71に入力される。このゲート回路71に供給される
と、ソフトペダル効果が付与された変位信号H2とな
り、第2弦縦振動発生部18に供給される。このよう
に、第2変形例にあっては、横振動発生部分と縦振動発
生部分とを分離しており、特に、波形メモリ読み出し方
式に基づき縦振動波形を発生させている。そして、こう
した態様にしても前述の実施例と同様に、弦の横振動の
みならず、縦振動に基づく挙動をも勘案した正確な発音
メカニズムのシミュレートが可能になる訳である。
The displacement signal H1 output from the drive waveform generating circuit 101 having the above-described configuration is supplied to the first string longitudinal vibration generating section 17 and also to the gate circuit 71 as in the above-described embodiment. When it is supplied to the gate circuit 71, it becomes the displacement signal H2 to which the soft pedal effect is added, and is supplied to the second string longitudinal vibration generating section 18. As described above, in the second modification, the horizontal vibration generating portion and the vertical vibration generating portion are separated, and in particular, the vertical vibration waveform is generated based on the waveform memory reading method. Even in such a mode, it is possible to simulate an accurate sounding mechanism in consideration of not only the lateral vibration of the strings but also the behavior based on the longitudinal vibration, as in the above-described embodiment.

【0049】なお、前述した実施例においては、打弦楽
器であるピアノをシミュレートする場合について示した
が、これに限定されることなく撥弦楽器であるギター
や、その他シンバル、トライアングルなどの打楽器にも
応用しても効果がある。要は、横振動と縦振動とが楽音
発生時に関与する楽器であれば、いずれにも適用可能で
あり、その楽器固有の楽音を正確にシミュレートするこ
とが可能になる。
In the above-described embodiment, the case of simulating a piano which is a percussion instrument has been described, but the present invention is not limited to this, and is applicable to a plucked instrument such as a guitar and other percussion instruments such as cymbals and triangles. It is effective even if applied. In short, the present invention can be applied to any musical instrument in which lateral vibration and longitudinal vibration are involved when a musical sound is generated, and it is possible to accurately simulate a musical sound peculiar to the musical instrument.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第1の励振手段が演奏情報に対応した第1の励振信
号を発生し、横振動発生手段が第1の励振信号に基づ
き、弦に励起される横振動に相当する横振動信号を発生
する。第2の励振手段はこの横振動信号に応じて弦の縦
振動を励起する第2の励振信号を発生し、縦振動発生手
段が第2の励起信号に基づき、弦に励起される縦振動に
相当する縦振動信号を発生する。そして、共鳴手段が横
振動信号の共鳴を表す第1の共鳴信号と該縦振動信号の
共鳴を表す第2の共鳴信号とを生成し、合成手段がこの
第1および第2の共鳴信号を合成して楽音波形を形成す
るので、弦の横振動のみならず、縦振動に基づく挙動を
も勘案した正確な発音メカニズムをシミュレートするこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the first excitation means generates the first excitation signal corresponding to the performance information, and the lateral vibration generation means is based on the first excitation signal. A transverse vibration signal corresponding to the transverse vibration excited in the string is generated. The second excitation means generates a second excitation signal that excites the longitudinal vibration of the string in response to the lateral vibration signal, and the longitudinal vibration generation means converts the longitudinal vibration excited by the string into the longitudinal vibration based on the second excitation signal. Generates a corresponding longitudinal vibration signal. Then, the resonance means generates a first resonance signal representing the resonance of the lateral vibration signal and a second resonance signal representing the resonance of the longitudinal vibration signal, and the combining means combines the first and second resonance signals. Since a musical tone waveform is formed by this, it is possible to simulate an accurate sounding mechanism in consideration of not only the lateral vibration of the strings but also the behavior based on the longitudinal vibration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明による一実施例の全体構成を示すブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment according to the present invention.

【図2】 同実施例における楽音合成部6の構成を示す
ブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a musical sound synthesizer 6 in the embodiment.

【図3】 同実施例における第1弦横振動発生部12の
構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a first string lateral vibration generator 12 in the embodiment.

【図4】 同実施例における共鳴系A14および共鳴系
B15を形成するウェーブガイドネットワークを示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a waveguide network forming a resonance system A14 and a resonance system B15 in the embodiment.

【図5】 ウェーブガイドネットワークを構成するネッ
トワークLおよびジャンクションの構成を示すブロック
図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a network L and a junction that constitute a waveguide network.

【図6】 同実施例における振動変換回路16の構成を
示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a vibration conversion circuit 16 in the same embodiment.

【図7】 同実施例における励振信号形成部11の構成
を示すブロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an excitation signal forming unit 11 in the embodiment.

【図8】 同実施例におけるハンマ信号生成回路70の
構成を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a hammer signal generation circuit 70 in the same embodiment.

【図9】 同ハンマ信号生成回路70における非線形関
数A75および非線形関数B76の入出力特性を示す
図。
9 is a diagram showing input / output characteristics of a non-linear function A75 and a non-linear function B76 in the hammer signal generation circuit 70. FIG.

【図10】 同実施例における振動変換回路16の原理
を説明するための図。
FIG. 10 is a view for explaining the principle of the vibration conversion circuit 16 in the same embodiment.

【図11】 第1変形例を示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing a first modified example.

【図12】 第2変形例における楽音合成回路100の
構成を示すブロック図。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a musical sound synthesis circuit 100 in a second modified example.

【図13】 第2変形例における駆動波形発生回路10
1の構成を示すブロック図。
FIG. 13 is a drive waveform generation circuit 10 according to a second modification.
2 is a block diagram showing the configuration of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…楽音合成回路、9…横振動シミュレート部、10…
縦振動シミュレート部、11…励振信号形成部、14…
共鳴系A、15…共鳴系B、16…振動変換回路、19
…加算器。
6 ... Tone synthesis circuit, 9 ... Transverse vibration simulation unit, 10 ...
Longitudinal vibration simulating unit, 11 ... Excitation signal forming unit, 14 ...
Resonance system A, 15 ... Resonance system B, 16 ... Vibration conversion circuit, 19
... adders.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 演奏情報に対応した第1の励振信号を発
生する第1の励振手段と、 少なくとも前記第1の励振信号を所定時間遅延させると
共に、繰り返し循環させ、弦の横振動に相当する横振動
信号を発生する横振動発生手段と、 前記横振動信号に応じて第2の励振信号を発生する第2
の励振手段と、 少なくとも前記第2の励振信号を所定時間遅延させると
共に、繰り返し循環させ、弦の縦振動に相当する縦振動
信号を発生する縦振動発生手段と、 前記横振動信号および縦振動信号を繰り返し循環させる
手段であって、この横振動信号および縦振動信号に対
し、少なくとも遅延処理および減衰処理を施して前記横
振動および前記縦振動の伝搬動作をシミュレートし、該
横振動信号の共鳴を表す第1の共鳴信号と該縦振動信号
の共鳴を表す第2の共鳴信号とを生成する共鳴手段と、 前記第1および第2の共鳴信号を合成して楽音波形を形
成する合成手段とを具備することを特徴とする電子楽
器。
1. A first excitation means for generating a first excitation signal corresponding to performance information, and at least the first excitation signal being delayed for a predetermined time and repeatedly circulated, which corresponds to lateral vibration of a string. A lateral vibration generating means for generating a lateral vibration signal, and a second vibration signal generating a second excitation signal in response to the lateral vibration signal.
And at least the second excitation signal is delayed for a predetermined time and repeatedly circulated to generate a longitudinal vibration signal corresponding to the longitudinal vibration of the string, and the lateral vibration signal and the longitudinal vibration signal. A means for repeatedly circulating the transverse vibration signal and the longitudinal vibration signal, at least delaying and attenuating the simulated vibration signal to simulate the propagation operation of the transverse vibration and the longitudinal vibration, and to resonate the transverse vibration signal. A resonance means for generating a first resonance signal that represents the resonance of the longitudinal vibration signal, and a combination means that combines the first and second resonance signals to form a musical tone waveform. An electronic musical instrument comprising:
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