JP2996992B2 - 関数発生装置 - Google Patents

関数発生装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、関数発生装置に関し、特に電子楽器等にお
いて楽音信号に回転音効果やビブラート等の効果を付加
する変調器の変調信号を発生するのに用いる関数発生装
置に関する。
[従来の技術] 従来、記憶装置に記憶されている楽音信号を読出す読
出し速度を変調信号によって変調し、楽音信号のピッチ
を上下に周期的に変化させることによって、回転音効果
やビブラート効果等を付加する効果付加装置が知られて
いる。このような効果付加装置には、記憶装置として、
BBD等を使用したアナログ方式のものと、ディジタル信
号処理装置(DSP)を使用したディジタル方式のものと
がある。
ディジタル方式の一例が、例えば特開昭58−108583号
公報に開示されている。これは、ディジタル楽音信号が
一定周期ごとに順次記憶される記憶装置において、ディ
ジタル楽音信号を読出す読出し信号を変調信号によって
変調したものである。変調信号の波形は、変調情報メモ
リに書込まれ、変調信号の波形として、正弦波等を使用
する。
[発明が解決しようとする課題] しかし、このような方式では、変調波形を変調情報メ
モリに記憶させておかねばならず、回路構成が複雑にな
るという問題点があった。特に、変調の状態を様々に変
更したい場合には、様々な正弦波を変調情報メモリに記
憶させねばならず、変調情報メモリの容量が大きくな
る。また、比較的簡単に発生することができる三角波等
をディジタルフィルタによって処理することによって目
的とする正弦波等を得ることも考えられるが、比較的周
期の大きいこれらの波形の場合、フィルタ演算処理の係
数語長が大きくなる。正弦波に代えて、三角波や鋸歯状
波を、変調信号として用いることにすれば、上記のよう
な問題点は解決する。しかし、ディジタル方式のもので
は、アナログ方式のものと異なり、記憶装置への書込み
周期は一定であるが、読出し周期のみ変調信号によって
変調されるので、変調信号を微分した効果がかかり、三
角波や鋸歯状波を変調信号として用いた場合、ピッチが
矩形波状になり、周期的に上下に変化する効果を得られ
ないという新たな問題点が生じる。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な
構成で発生でき、しかも周期的に上下に変化する関数信
号を発生する装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本発明は、0を中心に
変化する第1の三角波を発生する第1の三角波発生手段
と、0を中心に変化し、第1の三角波とπ/2位相のずれ
た第2の三角波を発生する第2の三角波発生手段と、第
1の三角波と第2の三角波とを乗算する乗算手段とを、
有するものである。
[作用] 本発明によれば、0を中心に変化し、π/2位相が異な
る第1及び第2の三角波を乗算しているので、後に詳細
に説明するが、周期的に上下に変化する信号が得られ
る。
[実施例] この実施例は、ディジタル信号処理装置を用いて、コ
ーラスやビブラート等の効果を付加するために用いる第
1図に符号2で示す低周波発振手段に、この発明を実施
したものである。第1図では、この実施例をブロック図
にて示しているが、実際にはソフトウエアで実施され
る。
第1図において、4は入力端子で、これからディジタ
ル楽音信号が変調手段6に供給される。この変調手段6
は、低周波発振手段2からの変調信号によって、ディジ
タル楽音信号を変調し、コーラスやビブラート等の効果
を付加し、出力端子8から出力する。
低周波発振手段2は、第1の三角波発生手段10を有し
ている。この第1の三角波発生手段10は、図示しないレ
ート設定手段によって決るレート情報を累算器で累算
し、この累算器のレジスタのビット幅一杯で、オーバフ
ローさせ、第2図(a)に示すように正負のピーク値が
それぞれ+H、−Hである鋸歯状波を発生させる。な
お、この鋸歯状波の周波数は、レート情報によって決定
される。そして、この鋸歯状波の絶対値を取り、同図
(c)に示すように0から+H、+Hから0まで変化
し、周波数が第2図(a)の鋸歯状波と同じ三角波を発
生させる。この三角波からH/2を減算して、同図(e)
に示すように正負のピーク値がそれぞれ+H/2、−H/2
で、第2図(a)の鋸歯状波と同じ周波数の三角波を発
生させる。これを第1の三角波発生手段10の出力である
第1の三角波として、乗算器12に供給する。
この低周波発振手段2は、第2の三角波発生手段14も
有している。第2の三角波発生手段14は、第1の三角波
発生手段10から第2図(a)に示す鋸歯状波を入力し、
これにH/2を加算して、同図(b)に示すように、同図
(a)の鋸歯状波よりもπ/2位相が遅れた鋸歯状波を発
生させる。これの絶対値を同図(d)に示すようにと
り、0から+Hまで変化する三角波を発生させる。この
三角波からH/2を減算して、同図(f)に示すように−H
/2から+H/2まで変化する三角波を発生させる。これを
第2の三角波発生手段14の出力である第2の三角波とし
て、乗算器12に供給する。
即ち、乗算器12に供給される第1及び第2の三角波は
位相がπ/2異なるが、0を中心に変化し、それぞれ正負
のピーク値が+H/2、−H/2であり、周波数が第2図
(a)の鋸歯状波と同じである三角波となる。従って、
乗算器12の出力は第2図(g)に示すように、第1及び
第2の三角波の2倍の周波数で正負に変化し、正負のピ
ーク値が+H2/16、−H2/16である2次曲線波となる。
これを第3図を参照しながら詳細に説明する。第3図
(a)は第1の三角波の1周期Tの波形を示したもの
で、同図(b)は、これに対応する第2の三角波を示し
たものである。これから明らかなように第1の三角波の
第1の1/4周期の値aは、 a=2Ht/T で表わされる。但しtは時間である。同様に第2の三角
波の第1の1/4周期の値bは、 b=(H/2)−(2Ht/T) となる。a、bを乗算した乗算器12の出力yは y=a・b =(2Ht/T){(H/2)−(2Ht/T)} =−H2(2t/T−1/4)+H2/16 となる。これを図示すると、第3図(c)のaxbとな
り、T/8に正のピーク値H2/16を有する2次曲線波とな
る。
同様に、第1の三角波の第2の1/4周期の値cは、 c=(H/2)−(2Ht/T) で表わされ、第2の三角波の第2の1/4周期の値dは d=−2Ht/T となる。c、dを乗算した乗算器12の出力yは y=c・d ={(H/2)−(2Ht/T)}・(−2Ht/T) =H2(2t/T−1/4)−H2/16 となる。これを図示すると、第3図(c)のcxdとな
り、T/8に負のピーク値−H2/16を有する2次曲線波とな
る。
同様に、第1の三角波の第3の1/4周期の値eは、 e=−2Ht/T で表わされ、第2の三角波の第3の1/4周期の値fは f=(−H/2)+(2Ht/T) となる。e、fを乗算した乗算器12の出力yは y=e・f =(−2Ht/T)・{−(H/2)+(2Ht/T)} =−H2(2t/T−1/4)+H2/16 となる。これを図示すると、第3図(c)のexfに示す
ように、T/8に正のピーク値H2/16を有する2次曲線波と
なる。
同様に、第1の三角波の第4の1/4周期の値gは、 g=(−H/2)+(2Ht/T) で表わされ、第2の三角波の第4の1/4周期の値hは h=2Ht/T で表わされる。g、hを乗算した乗算器12の出力yは y=g・h ={(−H/2)+(2Ht/T)}・(2Ht/T) =H2(2t/T−1/4)−H2/16 となる。これを図示すると、第3図(c)のgxhに示す
ように、T/8に負のピーク値−H2/16を有する2次曲線波
となる。
第1の三角波の他の各周期においても同様なことが成
立する。従って、乗算器12の出力は、第1及び第2の三
角波の2倍の周波数で正負に周期的に変化し、正負のピ
ーク値が+H2/16、−H2/16である2次曲線波となる。
この乗算器12の出力は、乗算器16において変調深度を
決定する定数Dと乗算され、変調手段6に変調信号とし
て供給される。
しかも、乗算器12の出力は、元の周波数の2倍の三角
波を積分した波形に比例したものである。例えば、三角
波が−H/2からH/2に向って上昇するときの値は(−H/
2)+(2Ht/T)である。これを積分すると、(−Ht/2)
+(Ht2/T)となる。一方、g・hを書き換えると、
(−H2t/T)+(4H2t2/T2)である。両者を比較する
と、H、Tとの間に一定の関係があれば、両者が一致す
ることは明らかである。従って、変調手段6へのディジ
タル楽音信号の書込み周期が一定で、読出し周期のみを
変調信号によって変調するディジタル方式であることに
よって、変調信号を微分した効果がかかっても、変調信
号は三角波を積分したものに比例しているので、微分し
たものは三角波に比例したものとなり、楽音信号のピッ
チは三角波状に変化し、自然な効果を得ることができ
る。
第4図は、上記の低周波発振手段2をソフトウエアで
構成した場合のフローチャートの一例であり、まずカウ
ンタC1に0をプリセットし(ステップS2)、レート情報
rが入力されるごとに、カウンタC1の値をレート情報r
だけ歩進させ(ステップS4)、カウンタC1の値が±Hを
超えないようにステップS6、7で振幅制限を行なって、
第2図(a)の鋸歯状波を発生させる。このカウンタC1
のカウント値の負の側の波形を折り返し、レジスタR1に
記憶させ、第2図(c)に示す三角波を発生させる(ス
テップS8、9、10)。次にレジスタR1の値からH/2を減
算し、レジスタR2に記憶させ、第2図(e)に示す三角
波を発生させる(ステップS12)。ステップS4、6、
7、8、9、10、12が第1の三角波の発生手段10に相当
する。
ステップS12に続いて、カウンタC1の値にH/2を加算し
て、レジスタR3に記憶させ(ステップS14)、レジスタR
3の値が±Hを超えないようにステップS16、17で振幅制
限を行なって、レジスタR3に記憶させ第2図(b)に示
す鋸歯状波を発生させる。このレジスタR3の記憶値の負
の側の波形を折り返し、レジスタR4に記憶させ、第2図
(d)に示す三角波を発生させる(ステップS18、19、2
0)。そして、レジスタR4の記憶値からH/2を減算し、レ
ジスタR5に記憶させ、第2図(f)に示す三角波を発生
させる(ステップS22)。ステップS14、16、17、18、1
9、20、22が第2の三角波発生手段14に相当する。
次にレジスタR2、R5の各記憶値と変調深度係数Dとを
乗算し、変調信号として、変調手段6に供給する(ステ
ップS24)。このステップS24が乗算器12、16に相当す
る。そして、ステップS4に戻る。なおステップS6、7
と、ステップS16、17で振幅制限を行っているが、ステ
ップS4、14での加算演算のときレジスタや加算器を必要
なビット数だけしか用意せず、加算によるオーバフロー
を無視すれば、自動的に振幅制限がかかり、これらのス
テップS6、7とS16、17は設ける必要がなくなる。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、位相がπ/2異なる0
を中心に変化する第1及び第2の三角波を乗算して、周
期的に正負に変動する変調信号を得ているので、この変
調信号によって変調手段を変調することによって、自然
な効果を得ることができる。しかも、このような三角波
は比較的簡単に様々な周波数のものがソフトウエアによ
って得られるので、ハードウエアの構成規模を大きくす
る必要がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による関数発生装置を実施した効果付加
装置の1実施例のブロック図、第2図は同実施例の各部
のタイミング図、第3図は関数信号の発生原理説明図、
第4図は同実施例のフローチャートである。 10……第1の三角波発生手段、12……乗算器、14……第
2の三角波発生手段。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10H 1/00 - 7/12 H03K 4/02 - 4/06 G06G 7/26 G06F 15/353

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】0を中心に変化する第1の三角波を発生す
    る第1の三角波発生手段と、0を中心に変化し、第1の
    三角波とπ/2位相のずれた第2の三角波を発生する第2
    の三角波発生手段と、 第1の三角波と第2の三角波とを乗算する乗算手段と、 を有する関数発生装置。
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