JP2705051B2

JP2705051B2 - 波形生成装置

Info

Publication number: JP2705051B2
Application number: JP61040468A
Authority: JP
Inventors: 誠福田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1986-02-27
Filing date: 1986-02-27
Publication date: 1998-01-26
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JPS62198900A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、外部からの音をサンプリングして記憶する
波形生成装置に関するものである。［従来技術とその問題点］従来、犬の鳴き声や金属を叩く音のような外部からの
音を適当な周期でサンプリングし、その音の波形を記憶
して、これを楽器の音源として用いて演奏を行うものが
実現されている。このようなサンプリング電子楽器で、外部音の特徴を
生かした音を再現しようとすると、サンプリング定理に
従ってサンプリング周期を短くして外部音の細かい変化
まで捕えなくてはならず、そうすると膨大な記憶容量が
必要になってしまうという問題があった。［発明の目的］この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、少ない記憶容量と簡単な回路と
で、外部音の特徴を生かした音とほぼ忠実に再現するこ
とのできる波形生成装置を提供することにある。［発明の要点］この発明は上述した目的を達成するために、外部音の
特徴部分となる周波数帯域の波形成分のエンベロープを
抽出して記憶すると共に、外部音の波形の一部を記憶し
ておき、この記憶された成分エンベロープを順次読み出
すと同時に、同じく記憶された波形を順次繰り返し読み
出して、この読み出した波形の周波数成分を、同じく読
み出した成分エンベロープに基づいて制御して放音する
ようにしたことを要点とするものである。［発明の概略］第１図は本発明の波形生成装置の一部の概略構成を示
すもので、外部音入力端子１からの外部音信号は、波形
成分抽出手段２で、外部音の特徴部分を示す周波数帯域
の波形成分が抽出され、成分エンベロープ抽出手段３で
この波形成分のエンベロープ抽出されて、A/D変換器４
でＡ−Ｄ（アナログ−デジタル）変換され、成分エンベ
ロープ記憶手段５に書き込まれる。この書き込みにあた
っては、上記外部音入力端子１からの信号の「０」レベ
ルからの立上りがサンプリング制御部６で検出され、こ
れに応じアドレス制御部７から上記成分エンベロープ記
憶手段５に与えられる書込先頭アドレスがインクリメン
トされていく。このサンプリング制御部６とアドレス制
御部７とで書込手段８が構成される。［実施例の構成］第２図は電子楽器の全体回路構成を示すもので、図中
11は外部音入力端子であり、図示しないマイクからの外
部音信号は、バンドパスフィルタ12で、外部音の特徴部
分を示す周波数帯域の波形成分が抽出され、成分エンベ
ロープ抽出回路13に与えられる。このバンドパスフィル
タ12は制御電圧によってカットオフ周波数がコントロー
ルされるもので、制御信号発生装置14によって、この制
御電圧が変えられるようになっており、外部音の種類に
よって、その特徴部分を示す周波数帯域の選択が可能と
なっている。成分エンベロープ抽出回路13は、第２図に示すよう
に、バンドパスフィルタ12の出力端がコンデンサC1を介
してオペアンプOAの＋端子に接続され、このオペアンプ
の＋端子は抵抗R1を介して接地されており、バンドパス
フィルタ12からの波形成分の脈動がけずり取られてオペ
アンプOAの＋端子に入力される。オペアンプOAの出力端
にはダイオードＤのアノード側が接続され、このダイオ
ードＤのカソード側は、コンデンサC2を介して接地され
るとともに抵抗R2を介して接地され、さらに上記オペア
ンプOAの−端子に帰還入力されている。このため、オペ
アンプOAの出力はダイオードＤ、コンデンサC2、抵抗R2
よりなる平滑回路で平滑化され、この平滑出力よりバン
ドパスフィルタ12からの波形成分が大きい時のみ、上記
平滑出力がレベルアップしていき、バンドパスフィルタ
12からの成分波形のプラス側のピーク地点を包絡した波
形が得られ、これが成分エンベロープとしてサンプリン
グホールド回路15に与えられる。サンプリングホールド回路15では、成分エンベロープ
が1KH_zの周波数のサンプリング信号でサンプリングされ
て、A/D変換器16でＡ−Ｄ（アナログ−デジタル）変換
され、成分エンベロープ記憶回路17に書き込まれてい
く。また、上記外部音入力端子11からの外部音信号は、ロ
ーパスフィルタ18で高周波成分がカットされ、サンプリ
ングホールド回路19で10KH_zの周波数のサンプリング信
号でサンプリングされて、A/D変換器20でＡ−Ｄ（アナ
ログ−デジタル）変換され、波形メモリ21に書き込まれ
ていく。この波形メモリ21には一部の波形データが記憶され、
その波形データは、D/A変換器22を介し、制御フィルタ2
3で一部の周波数帯域の通過量が調節されて、サウンド
システム24より放音出力されていく。即ち、一部の波形
データが繰返し読出されて、D/A変換器22へ与えられ
る。上記制御フィルタ23は制御電圧によって通過帯域の
減衰量がコントロールされるVCF（電圧制御型フィル
タ）タイプのもので、例えばフィックスドフィルタが用
いられ、この制御フィルタ23には、上記成分エンベロー
プ記憶回路17より読み出された成分エンベロープに応じ
た制御電圧がフィルタ制御装置25より与えられ、上記バ
ンドパスフィルタ12で抽出された周波数帯域と同じ帯域
の波形成分の通過量が、この帯域における減衰量の変動
によって調節される。上記成分エンベロープ及び波形の書き込みにあたって
は、上記サンプリングホールド回路19からの外部音信号
がレベル検出回路26に与えられて、外部音信号の「０」
レベルからの立上りが検出されて、スタート信号がCPU2
7に与えられる。CPU27からアドレスコントローラ28、29
には書込開始指令が与えられて、上記成分エンベロープ
記憶回路17及び波形メモリ21に与えられる書込先頭アド
レスがインクリメントされるとともに書込指令信号が与
えられる。また、成分エンベロープ及び波形の読み出し
にあたっても、CPU27の制御下でアドレスコントローラ2
8、29より読出アドレスと読出指令信号が与えられ、こ
の読出アドレスのインクリメント速度はキーボード30の
操作鍵に応じた音高に基づいて決定される。この書込と
読出のモード設定は、レコーディングスイッチ31、プレ
イングスイッチ32よりCPU27に与えられるスイッチオン
信号によって行われる。なお、上記レベル検出回路26とCPU27とアドレスコン
トローラ28とによって、第１図の書込手段８が構成さ
れ、バンドパスフィルタ12と制御信号発生装置14とによ
って第１図の波形成分抽出手段２が構成されることにな
る。［実施例の動作］次に本実施例の動作について延べる。いま、レコーディングスイッチ31をオンして外部音入
力端子11より外部音信号が入力されたものとし、バンド
パスフィルタ12より第３図（１）に示すような、外部音
の特徴部分を示す周波数帯域の波形成分が出力され成分
エンベロープ抽出回路13に与えられたものとする。する
と、成分エンベロープ抽出回路13からは、第３図（２）
に示すような、成分波形のプラス側のピーク地点を包絡
した成分エンベロープが出力されサンプリングホールド
回路15を介してA/D変換器16に与えられる。A/D変換器16
からは、第３図（３）に示すような、1KH_zのサンプリン
グ幅の成分エンベロープが出力され成分エンベロープ記
憶回路17に書き込まれていく。また同時に、外部音入力端子11からの外部音信号はロ
ーパスフィルタ18、サンプリングホールド回路19、A/D
変換器20を介して10KH_zのサンプリング幅で波形メモリ2
1にそのまま書き込まれていく。第４図（１）はその例
を示すものである。そして、今度はプレイングスイッチ32をオンし、キー
ボード30の特定の音階に対応する鍵の操作を行うと、成
分エンベロープ記憶回路17より成分エンベロープが読み
出されてフィルタ制御装置25に与えられ、フィルタ制御
装置25から制御フィルタ23に成分エンベロープの変化に
応じた制御電圧信号が与えられていく。これにより、波
形メモリ21から第４図（２）に示すように読み出された
波形データは、制御フィルタ23で外部音の特徴部分を示
す周波数帯域と同じ帯域の波形成分の減衰量すなわち通
過量について、上記成分エンベロープに応じた調節が行
われて放音出力されていく。こうして、波形メモリ21に全体の波形を記憶しなくと
もその波形の特徴を示す周波数エンベロープに従って、
所定範囲の波形を繰返し読出し、それに対しフィルタ制
御をすることによってほぼ原音を忠実に再現して放音出
力されていく。勿論キーボード30の操作鍵によって、フ
ィルタ23の制御周波数帯域を可変することにより、より
好適な音響を得ることができる。本実施例では、制御信号発生装置14でバンドパスフィ
ルタ12の通過帯域を任意に選べるようにしたから、外部
音の種類によって、各外部音の特徴部分となる周波数帯
域を適確に選ぶことができる。なお、上記実施例では、制御フィルタ23には外部音の
波形データを与えるようにしたが、電子楽器に通常用い
られる楽音生成回路からの楽音信号を与えるようにして
もよく、外部音より抽出する成分エンベロープの数は１
つだけでなく２つ以上の周波数帯域にわたるものであっ
てもよい。［発明の効果］この発明は以上詳細に説明したように、外部音の特徴
部分となる周波数帯域の波形成分のエンベロープを抽出
して記憶すると共に、外部音の波形の一部を記憶してお
き、この記憶された成分エンベロープを順次読み出すと
同時に、同じく記憶された波形を順次繰り返し読み出し
て、この読み出した波形の周波数成分を、同じく読み出
した成分エンベロープに基づいて制御して放音するよう
にしたから、外部音の特徴を生かした音を再現するの
に、大規模のメモリを用いることなく実行できるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の概略を示す図、第２図は電子楽器の全
体ブロック回路図、第３図は成分エンベロープ抽出の具
体例を示す図、第４図は波形データの簡易記録の具体例
を示す図である。 12……バンドパスフィルタ、13……成分エンベロープ抽
出回路、14……制御信号発生装置、17……成分エンベロ
ープ記憶回路、21……波形メモリ、23……制御フィル
タ、24……サウンドシステム、25……フィルタ制御装
置、26……レベル検出回路、27……CPU、28、29……ア
ドレスコントローラ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．供給される外部音の特徴部分となる周波数帯域の波
形成分を抽出する波形成分抽出手段と、この波形成分抽出手段で抽出された波形成分のエンベロ
ープを抽出する成分エンベロープ抽出手段と、この成分エンベロープ抽出手段で抽出された成分エンベ
ロープを記憶する成分エンベロープ記憶手段と、この成分エンベロープ記憶手段への成分エンベロープの
書き込みを行う第１の書込手段と、上記供給される外部音の波形の一部を記憶する波形記憶
手段と、この波形記憶手段への波形の書き込みを行う第２の書込
手段と、上記成分エンベロープ記憶手段に記憶された成分エンベ
ロープを順次読み出すと同時に上記波形記憶手段に記憶
された波形を順次繰り返し読み出すとともに、この読み
出した波形の周波数成分を、同時に読み出した成分エン
ベロープに基づいて制御する成分エンベロープ制御手段
と、この成分エンベロープ制御手段で制御された波形に応じ
た放音を指示する放音指示手段と、を有することを特徴とする波形生成装置。２．上記第１の書込手段は、第１のサンプリング周波数
でサンプリングした成分エンベロープを上記成分エンベ
ロープ記憶手段に記憶させ、上記第２の書込手段は、上
記第１のサンプリング周波数よりも高い第２のサンプリ
ング周波数でサンプリングした外部音の一部の波形を上
記波形記憶手段に記憶させることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の波形生成装置。