JP3082653B2 - 波形発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フィードバック
ＦＭ技術に基づいて波形を発生する波形発生装置に関
し、例えば、音源波形として用いるのに適した、高次倍
音成分を多く含んだ波形を発生させることのできる波形
発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アナログシンセサイザーの原理は、周知
のとおり、ＶＣＯ(電圧制御発振器)から発生したノコギ
リ波（あるいは、このノコギリ波をコンパレータに通す
ことによって得た方形波）のような音源波形を、ＶＣＦ
（電圧制御フィルタ），ＶＣＡ（電圧制御増幅器）及び
ＥＧ（エンベロープジェネレータ）で加工することによ
って楽音波形を合成するというものである。近年、ディ
ジタルシンセサイザーにおいても、アナログシンセサイ
ザーによる演奏音と同様な聴感を醸し出すために、こう
したノコギリ波や方形波を音源波形として用いて楽音波
形を合成したいという要請が大きくなっている。

【０００３】こうした要請に応えるための一つの方式と
して、例えば特公昭６１−２０８７５号に示されたよう
なフィードバックＦＭ型の楽音合成技術を応用すること
が考えられている。この方式は、位相情報に基づいて基
本波形発生手段（例えばサインテーブル等）から発生し
た波形をフィードバックし、フィードバックした波形で
該位相情報を変調することにより、高次倍音成分を含ん
だ所望の形状の波形（ノコギリ波や方形波等）を１つの
基本波形発生手段から発生させるというものである。こ
の方式によれば、新たな回路の設計製作を行なうことな
く、ディジタルシンセサイザーにおける既存の回路を利
用してノコギリ波や方形波等を発生させることができる
という利点と、合成しようとする楽音波形の音色に応じ
てフィードバック量を適宜に設定することにより、当該
音色に適した高次倍音成分を含んだノコギリ波や方形波
等を発生させることができるという利点がある。

【０００４】ところで、こうしたフィードバックＦＭ方
式では、フィードバック量を大きく設定すると、基本波
形発生手段，フィードバック手段及び変調手段から成る
フィードバック系のループ利得が大きくなることによっ
て、発生される音源波形に寄生発振を伴ってしまう。そ
こで従来は、フィードバックされる波形の隣接サンプル
点同士の振幅を平均化するアベレージャーを設けること
により、寄生発振を防ぐようにしていた。

【０００５】図１０は、このようなアベレージャー４０
を設けた波形発生装置の一例を示す図である。周波数ナ
ンバｆを一定のサンプリング周期毎に累算することによ
って位相情報発生部４１から出力される位相情報ｐ（但
しｐは、「−１」から「１」の範囲で変化するように正
規化される）は、加算器４２で乗算器４９の出力と加算
されることによって変調される。加算器４２の出力ｘ
（ｘも、「−１」から「１」の範囲で変化するように正
規化される）は位相入力としてサインテーブル４３に供
給され、サインテーブル４３からはこの位相入力に基づ
いて波形「ｙ＝ｓｉｎ(π・ｘ)」が出力される。

【０００６】この出力波形ｙは、フィードバックされる
際、アベレージャー４０で平均化処理される。すなわ
ち、アベレージャー４０において、出力波形ｙは、遅延
回路４４で１サンプリング周期分だけ遅延された後、遅
延回路４５で更に１サンプリング周期分だけ遅延され
る。そして、遅延回路４４の出力波形に乗算器４６で
「０．５」を乗算した波形と、遅延回路４５の出力波形
に乗算器４７で「０．５」を乗算した波形とが、加算器
４８で加算されることにより、波形の隣接サンプル点同
士の振幅が平均化される。図から理解できるように、ア
ベレージャー４０は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フ
ィルタと等価的な回路構成をなす。加算器４８の出力波
形には、乗算器４９でフィードバックレベルｆｂが乗算
される。そして前述のようにこの乗算器４９の出力波形
が加算器４２で位相情報ｐに加算されることにより、位
相情報ｐが変調される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうしたアベ
レージャーを設ける方式では、高次倍音成分を十分なレ
ベルで含んだ波形を発生させることができず、しかも発
生した波形の周波数スペクトラムにおいて、不所望のピ
ーク特性が出てしまうという問題があった。その原因を
解析してみると、次のとおりである。

【０００８】図１０の波形発生装置を例にとると、サイ
ンテーブル４１の出力波形ｙは、 ｙ＝ｓｉｎ(π・ｘ)…(1)式 である。ここで、フィードバック系が不安定になって発
振が起きるのは、サインテーブル４１の傾きが負の部分
なので、この系を線形系として解析するために、「ｓｉ
ｎ(π・ｘ)」をサインテーブル４１の負の傾きの最大値
(すなわち、「ｓｉｎ(π・ｘ)」の微分値である「πｃｏ
ｓ(π・ｘ)」の最小値)である「−π」に置き換えると、
(1)式は、 ｙ＝−π・ｘ…(2)式 となる。

【０００９】１サンプリング周期分の遅延時間を「ｚの
マイナス１乗」（ｚはｚ変換の複素パラメータ）で表現
すると、(2)式から、

【数１】 が導かれる。

【００１０】これにより、伝達関数ｆ(ｚ)は、

【数２】 となる。この伝達関数ｆ(ｚ)の極は、

【数３】 となる。したがって、この系は、位相入力ｘに対する２
次のローパスフィルタであり、２個の極を持つ。

【００１１】ここで、系が発振を起こさないための安定
条件は、伝達関数の極がｚ平面の単位円の中に存在する
ことである。したがって、安定条件を満たすためには、
(3)式の分母が単位円の外に存在しなければならず、こ
の分母の実数部分が「−１／２」であることから、分母
の虚数部分については、

【数４】 でなければならない。

【００１２】(4)式から明らかなように、アベレージャ
ーを設けた場合には、フィードバックレベルｆｂを
「０．６３７」未満に設定しなければ、系の安定条件を
満たすことができない。ところが、ノコギリ波や方形波
のような、高次倍音成分を多く含む必要のある波形を発
生させるためには、フィードバックレベルｆｂをできる
だけ高く設定する必要があり、フィードバックレベルｆ
ｂが「０．６３７」でもあまり十分ではないことが確か
められている。そのため、アベレージャーを設けた従来
の方式では、高次倍音成分を十分なレベルで含んだ波形
を発生させることができなかった。

【００１３】また従来の方式では、高次倍音成分を少し
でも多く含ませるためには、発振が起きるか起きないか
のぎりぎりの値（例えばｆｂ＝「０．６」程度）にフィ
ードバックレベルｆｂを設定しなければならなかった。
そうすると、発生する波形の周波数スペクトラムに現わ
れるピーク特性が顕著なものになってしまう。

【００１４】このような高次倍音成分を十分なレベルで
含まない波形を音源波形として用いて楽音波形を合成し
ても、高品質な楽音波形を得ることはできない。また、
このような周波数スペクトラムにおける不所望のピーク
特性の顕著化は、ピークに対応する周波数成分が可聴帯
域に入った場合に、楽音が癖のある音として聞こえてし
まうので好ましくない。

【００１５】この発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、高次倍音成分を十分なレベルで含み、且つ周波数ス
ペクトラムに顕著なピークを持たない所望の形状の波形
を発生させることができ、したがってこれを音源波形と
して用いることにより高品質な楽音波形を合成すること
のできる波形発生装置を提供しようとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る波形発生
装置は、波形を発生させるための波形発生情報（例え
ば、基本波形の位相を指定する位相情報等）を供給する
波形発生情報供給手段と、前記波形発生情報に基づいて
基本波形を発生する基本波形発生手段と、前記基本波形
発生手段から発生した波形をフィードバックするフィー
ドバック手段と、前記フィードバック手段によってフィ
ードバックされた波形を用いて前記波形発生情報を変調
する変調手段とを含む波形発生装置において、前記フィ
ードバック手段によってフィードバックされる波形の周
波数帯域を制限するフィルタと、前記フィルタのフィル
タ特性と前記フィードバック手段における波形のフィー
ドバック量とのいずれか一方に応じて他方を制御する制
御手段とを具えたことを特徴としている。

【００１７】波形発生情報供給手段から供給された波形
発生情報に基づいて基本波形発生手段から波形が発生す
ると、この波形がフィルタを経てフィードバック手段に
よってフィードバックされるが、その際、制御手段によ
って、フィードバック量とフィルタのフィルタ特性との
いずれか一方に応じて他方が制御される。こうしてフィ
ードバックされた波形を用いて、変調手段で波形発生情
報が変調される。

【００１８】ここで、例えばフィードバック量が大きく
設定されても、それに応じて、制御手段がフィルタ特性
を制御することにより、系の安定条件をある程度余裕を
もって満たすことが可能である。したがって、フィード
バック量の設定範囲を十分に広くとることが可能になる
ので、図１０に例示したアベレージャーを設けた方式い
おけるような、設定範囲を制限された状態下で発振ぎり
ぎりの値にフィードバック量を設定しなければならない
事態が避けられる。これにより、高次倍音成分を十分な
レベルで含み、且つ周波数スペクトラムに顕著なピーク
を持たない所望の形状の波形（ノコギリ波や方形波等）
を発生させることができるようになる。

【００１９】

【実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、この発明に係るフ
ィードバックＦＭ方式の波形発生装置の実施の一形態を
示すブロック図である。この波形発生装置は、ディジタ
ルシンセサイザー内に設けられている。

【００２０】位相情報発生部１は、加算器２とレジスタ
３とから成る循環回路であり、シンセサイザーのキーボ
ード(図示せず)の押鍵に基づいて供給される周波数ナン
バｆ（所望の周波数に対応する定数）を、クロックパル
スφｓに従って一定のサンプリング周期毎に累算する
（加算または減算であってもよい）ことにより、時間的
に変化するプログレシブ位相情報ｐを作成する。加算器
２の出力は、「１」を越えると「−１」に戻されること
により、「１」から「−１」の範囲で正規化される。ま
たレジスタ３に格納されたデータは、図２に示すように
キーボードの押鍵時に発生するキーオンパルス信号ＫＯ
ＮＰにより、所定の値(例えば「０」)に初期化される。
したがって、位相情報発生部１では、図３に例示するよ
うに、「０」から「１」に向かって変化し、以後「−
１」から「１」までの範囲での変化を繰り返す正規化さ
れた位相情報ｐが作成される。

【００２１】位相情報ｐは、加算器４で乗算器７の出力
と加算されることによって変調される。加算器４の出力
ｘ（この出力ｘの値も、「１」から「−１」の範囲で正
規化される）は、位相入力として基本波形発生部５に供
給される。基本波形発生部５は、一例としてサインテー
ブル（または、ｘの値に基づいてｓｉｎ(π・ｘ)を算出
する演算器）から成っており、この位相入力に基づいて
波形「ｙ＝ｓｉｎ(π・ｘ)」を出力する。明らかなよう
に、位相入力ｘが加算器４でフィードバック変調されて
いることにより、出力波形ｙは、単純な正弦波とはなら
ず、複雑な倍音構成を持つ。

【００２２】基本波形発生部５の出力波形ｙは、フィー
ドバックされる際、フィードバックフィルタ６で周波数
帯域を制限される。フィードバックフィルタ６は、無限
インパルス応答フィルタである。図４は、フィードバッ
クフィルタ６の構成の一例を示す。出力波形ｙは、加算
器２１で、遅延回路２４からの出力波形の正負の符号を
反転した波形と加算される。この加算器２１の出力波形
には、乗算器２２で、後述するフィルタ係数制御部８か
ら供給されるフィルタ係数ａが乗算される。乗算器２２
の出力波形は、加算器２３で、遅延回路２４からの出力
波形と加算される。加算器２３の出力波形は、遅延回路
２４で１サンプリング周期分遅延されて、図１の乗算器
７に供給される。したがって、この例では、フィードバ
ックフィルタ６は、フィルタ係数ａに対して帰還系の帰
還係数が「１−ａ」となる１次の無限インパルス応答フ
ィルタである。

【００２３】図５は、フィードバックフィルタ６の構成
の別の一例を示す。出力波形ｙは、乗算器２５で、フィ
ルタ係数ａと乗算される。他方、フィルタ係数ａに乗算
器２９で「−１」を乗じた値に加算器３０で「１」を加
算した値「１−ａ」と、遅延回路２７の出力波形とが、
乗算器２８で乗算される。この乗算器２５の出力波形と
乗算器２８の出力波形とが加算器２６で加算され、加算
器２６の出力波形が、遅延回路２７で１サンプリング周
期分遅延されて、図１の乗算器７に供給される。したが
って、この例でも、フィードバックフィルタ６は、フィ
ルタ係数ａに対して帰還系の帰還係数が「１−ａ」とな
る１次の無限インパルス応答フィルタである。

【００２４】乗算器７には、シンセサイザーの操作パネ
ル(図示せず)の操作に基づき、あるいは適宜の制御情報
に基づき、フィードバックレベルｆｂを示す情報が供給
される。乗算器７では、フィードバックフィルタ６の出
力波形にこのフィードバックレベルｆｂが乗算される。
そして、前述のようにこの乗算器７の出力波形が加算器
４で位相情報ｐに加算されることにより、位相情報ｐが
変調される。このフィードバックレベルｆｂを、合成し
ようとする楽音波形の音色に応じて適宜に設定すること
によって、当該音色に適した倍音成分を持つ音源波形
（ノコギリ波や方形波等）が基本波形発生部５から発生
するようになる。

【００２５】ここで、加算器４と、基本波形発生部５
と、図４または図５に例示したフィードバックフィルタ
６と乗算器７とから成る系の伝達関数ｆ(ｚ)を求めるた
めに、前述の(1)式及び(2)式におけるようにｓｉｎ(π
・ｘ)を「−π・ｘ」と置き換えると、図４及び図５の双
方の例ともに、基本波形発生部５の出力波形ｙは、

【数５】 となる。

【００２６】これにより、伝達関数ｆ(ｚ)は、

【数６】 となる。この伝達関数ｆ(ｚ)は、次のような零点と極と
を持つ。 零点：ｚ＝１−ａ 極 ：ｚ＝１−ａ−π・ｆｂ・ａ…(5)式 したがって、この系は、位相入力ｘに対する１次のロー
パスフィルタであり、１個の極を持つ。

【００２７】(5)式から、系が発振を起こさないための
安定条件は、 ｆｂ＜(1/π)・｛(２/ａ)−１｝ ∴ａ＜２/(π・ｆｂ＋１)…(6)式 となる。

【００２８】(6)式から明らかなように、フィードバッ
クフィルタ６（図４または図５に例示したような無限イ
ンパルス応答フィルタ）を設けたことにより、フィード
レベルｆｂを大きく設定しても、それに応じてフィルタ
係数ａを「２/(π・ｆｂ＋１)」未満に制御すれば（すな
わち、フィルタ係数ａを小さくすることによってフィー
ドバックフィルタ６のカットオフ周波数を下げれば）、
系の安定条件が満たされるようになっている。したがっ
て、系の安定条件をある程度余裕をもって満たしつつ、
フィードレベルｆｂの設定範囲を十分に広くとることが
可能になっている。

【００２９】図１に戻り、フィルタ係数制御部８にも、
フィードバックレベルｆｂを示す情報が供給される。フ
ィルタ係数制御部８は、このフィードバックレベルｆｂ
に応じて、(6)式の安定条件をある程度余裕をもって満
たすフィルタ係数ａを求めるものである。このフィルタ
係数ａを示す情報はフィードバックフィルタ６に供給さ
れ、これにより、高次倍音成分を十分なレベルで含み、
且つ周波数スペクトラムに顕著なピークを持たない所望
の形状の波形（ノコギリ波や方形波等）を基本波形発生
部５から発生するようになる。

【００３０】図６乃至図９は、それぞれフィルタ係数制
御部８の構成の一例を示す。図６の例では、フィルタ係
数制御部８は、フィードバックレベルｆｂに応じて、そ
れぞれ「２/(π・ｆｂ＋１)」未満の所定値のフィルタ係
数ａを出力する係数テーブル（または演算器であっても
よい）３１から成っている。図７の例では、フィルタ係
数制御部８は、フィードバックレベルｆｂに応じた係数
「ａ’＝２/(π・ｆｂ＋１)」をそれぞれ出力する係数テ
ーブル（または演算器であってもよい）３２と、フィー
ドバックレベルｆｂにそれぞれ応じた所定値のマージン
ｍ(０＜ｍ＜１)を出力するマージンテーブル３３と、係
数ａと’マージンｍとを乗算してフィルタ係数ａを求め
る乗算器３４とから成っている。

【００３１】図８の例では、フィルタ係数制御部８は、
フィードバックレベルｆｂに応じた係数「ａ’＝２/(π
・ｆｂ＋１)」をそれぞれ出力する係数テーブル（または
演算器であってもよい）３５と、操作パネルの操作また
は適宜の制御情報によって設定されたフィルタ可変係数
ｋ(０＜ｋ＜１)と係数ａ’とを乗算してフィルタ係数ａ
を求める乗算器３６とから成っている。図９の例では、
フィルタ係数制御部８は、フィードバックレベルｆｂに
応じた係数「ａ’＝２/(π・ｆｂ＋１)」をそれぞれ出力
する係数テーブル（または演算器であってもよい）３７
と、操作パネルの操作または適宜の制御情報によって設
定された係数ｋ’に応じて系の安定条件を満たす範囲内
にリミットされたフィルタ可変係数ｋ(０＜ｋ＜１)をそ
れぞれ出力する係数テーブル（または演算器であっても
よい）３８と、フィルタ可変係数ｋと係数ａ’とを乗算
してフィルタ係数ａを求める乗算器３９とから成ってい
る。

【００３２】尚、高品質な音源波形を得るためには、フ
ィードバックフィルタ６におけるカットオフ周波数をで
きる限り上げて、波形の高次倍音成分をカットしないよ
うにすることが望ましい。したがって、フィルタ係数制
御部８では、系の安定条件をある程度余裕をもって満た
す範囲内で、できる限り大きい値のフィルタ係数ａを求
めるようにすることが望ましい。

【００３３】このようにして基本波形発生部５から発生
した波形（ノコギリ波や方形波等）は、これを音源波形
として用いて所望の音色の楽音波形を合成するために、
音色フィルタ係数ＴＦＣＯＥＦ（合成しようとする音色
に応じて操作パネルの操作によって設定される係数）に
基づいて音色フィルタ９でフィルタ演算が施された後、
パラメータＥＧｔＰ（音量エンベロープを決定するパラ
メータ）とキーオン信号ＫＯＮ（図２に示すように、キ
ーボードの押鍵時から離鍵時までの間出力される信号）
とに基づいてエンベロープジェネレータ１０から出力さ
れるエンベロープデータが、乗算器１１で乗算される。
尚、音色フィルタ９でフィルタ演算を施す前にエンベロ
ープデータを乗算するようにしてもよい。こうして合成
された楽音波形データＳは、音響効果を付与するために
シンセサイザー内のエフェクタ（図示せず）に供給され
るか、あるいは、音響効果を付与することなくそのまま
アナログ変換されてサウンドシステム（図示せず）に送
られる。

【００３４】他方で、基本波形発生部５から発生した波
形（ノコギリ波や方形波等）は、ＦＭ音源における変調
波としても利用される。すなわち、基本波形発生部５か
ら出力される音源波形ｙに対して、パラメータＥＧｍＰ
（音量エンベロープを決定するパラメータ）と図２のキ
ーオン信号ＫＯＮとに基づいてエンベロープジェネレー
タ１２から出力されるエンベロープデータ（変調指数デ
ータ）が、乗算器１３で乗算される。また、操作パネル
の操作または適宜の制御情報によって適宜設定された周
波数比データｍｕｌｔｉ（例えば、「１」や、任意の整
数や、任意の整数の逆数）が、乗算器１５で位相情報ｐ
に乗算されることにより、搬送波周波数が制御される。
そして、乗算器１３の出力と乗算器１５の出力とが加算
器１４で加算されることにより位相変調つまりＦＭが行
なわれ、この加算器１４の出力が位相入力として基本波
形発生部１６に供給される。

【００３５】基本波形発生部１６も、基本波形発生部５
と同様に、位相入力に基づいて正弦波を出力するもので
あり、サインテーブルまたは演算器から成っている。こ
の場合も、加算器１４からの位相入力が変調されている
ことにより、基本波形発生部１６の出力は、単純な正弦
波とはならずに複雑な倍音構成を持つ。基本波形発生部
１６の出力波形（すなわち、変調された楽音波形）に
は、パラメータＥＧｃＰ（音量エンベロープを決定する
パラメータ）と図２のキーオン信号ＫＯＮとに基づいて
エンベロープジェネレータ１７から出力されるエンベロ
ープデータが、乗算器１８で乗算される。こうしてＦＭ
合成された楽音波形データＴＳも、音響効果を付与する
ためにエフェクタに供給されるか、あるいは、音響効果
を付与することなくそのままアナログ変換されてサウン
ドシステムに送られる。

【００３６】以上のように、この波形発生装置では、フ
ィードレベルｆｂの設定範囲を十分に広くとっても、系
の安定条件がある程度余裕をもって満たされるようにな
っている。これにより、高次倍音成分を十分なレベルで
含み、且つ周波数スペクトラムに顕著なピークを持たな
い所望の形状の波形（ノコギリ波や方形波等）が得ら
れ、この波形に基づいて高品質な楽音波形が得られる。

【００３７】尚、この実施の形態では、乗算器７の出力
波形を用いて位相情報ｐを変調しているが、位相情報ｐ
ではなく周波数ナンバｆのほうを乗算器７の出力波形を
用いて変調するようにしてもよい。また、この実施の形
態では、基本波形発生部５は正弦波を出力するサインテ
ーブルまたは演算器から成っているが、これに限らず、
正弦波以外の任意の波形(例えば、余弦波や、正弦波ま
たは余弦波のｎ乗波(ｎは任意の自然数)や、正弦波また
は余弦波の半波整流波や全波整流波等)を出力するテー
ブルまたは演算器で基本波形発生部５を構成するように
してもよい。また、正弦波等の三角関数波またはその他
の対称波形を出力する場合でも、テーブルには２分の１
周期波形または４分の１周期波形のような一部の波形の
みを記憶し、その読出し方を制御することによって１周
期分の波形を得る公知の技術を使用してよい。そうした
場合には、それぞれの基本波形に応じて決定される系の
安定条件を満たす範囲内で、フィードバックレベルｆｂ
に応じてフィルタ係数制御部８でフィルタ係数ａを制御
するようにすればよい。

【００３８】また、この実施の形態では、基本波形発生
部５は１チャンネル分の波形しか発生していないが、複
数チャンネル分の波形を時分割に発生させるようにして
もよい。また、この実施の形態では、所望の形状の波形
（ノコギリ波や方形波等）を発生させるための手段をハ
ードウェア回路で構成しているが、これに限らず、こう
した波形を発生させるための演算処理をプログラムに記
述し、そのプログラムを、シンセサイザーの各部を制御
するためのＣＰＵや、シンセサイザー内に設けられたＤ
ＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）に実行させる
（すなわち、波形を発生させるための手段をソフトウェ
アで構成する）ようにしてもよい。

【００３９】また、この実施の形態では、操作パネルの
操作または適宜の制御情報によって設定されたフィード
バックレベルｆｂに応じて、系の安定条件を満たす範囲
内でフィルタ係数ａを制御しているが、逆に、操作パネ
ルの操作または適宜の制御情報によってフィルタ係数ａ
を設定し、そのフィルタ係数ａに応じて、系の安定条件
を満たす範囲内でフィードバックレベルｆｂを制御する
ようにしてもよい。

【００４０】また、この実施の形態では、フィルタ係数
制御部８は、操作パネルの操作によって設定された個々
のフィードバックレベルｆｂにそれぞれ応じた値のフィ
ルタ係数ａを出力するようになっている。しかし、設定
された個々のフィードバックレベルｆｂに係わらず、操
作パネルで設定可能な最大のフィードバックレベルｆｂ
に応じた一定値のフィルタ係数ａをフィルタ係数制御部
８から出力させるようにしてもよい。

【００４１】また、この実施の形態では、基本波形発生
部５から発生した波形を、モジュレーターとしての基本
波形発生部５とキャリアーとしての基本波形発生部１６
との２個のオペレーターを設けたＦＭ音源における変調
波として利用しているが、これに限らず、このＦＭ音源
における搬送波として利用してもよいし、あるいは、３
個以上のオペレーターを設けた様々なアルゴリズムのＦ
Ｍ音源における変調波または搬送波として利用してもよ
い。またもちろん、ＡＭ音源における変調波または被変
調波として利用してもよい。

【００４２】また、上述の説明では、説明の簡単のため
に、基本波形発生部５，１６から発生する波形がリニア
表現であるように説明しているが、公知のように、対数
値表現の波形データを基本波形発生部５，１６から発生
させるようにしてもよい。そうすることにより、波形デ
ータに対して乗算すべきエンベロープデータ等のデータ
を、この対数値に対して加算器で加算した後、その加算
出力（対数値）をリニア変換すればよくなるので、演算
回路の回路構成の簡略化や演算処理速度の向上が図られ
る。

【００４３】また、この実施の形態では、シンセサイザ
ーにこの発明を採用しているが、シンセサイザー以外の
電子楽器や、パーソナルコンピュータを用いたコンピュ
ータミュージックシステムや、ゲームマシンや、カラオ
ケ装置等のような、楽音波形または任意のサウンドの合
成を行なう任意の装置にこの発明を採用してよい。

【００４４】最後に、この発明の実施態様を幾つか列挙
する。 （１） 波形を発生させるための波形発生情報を供給す
る波形発生波形発生情報供給手段と、前記波形発生情報
に基づいて基本波形を発生する基本波形発生手段と、前
記基本波形発生手段から発生した波形をフィードバック
するフィードバック手段と、前記フィードバック手段に
よってフィードバックされた波形を用いて前記波形発生
情報を変調する変調手段とを含む波形発生装置におい
て、前記フィードバック手段によってフィードバックさ
れる波形の周波数帯域を制限するフィルタと、前記フィ
ルタのフィルタ特性と前記フィードバック手段における
波形のフィードバック量とのいずれか一方に応じて他方
を制御する制御手段とを具えたことを特徴とする波形発
生装置。

【００４５】（２） 前記制御手段は、前記フィルタの
フィルタ係数と前記フィードバック量とのいずれか一方
に応じて他方を制御するものである（１）に記載の波形
発生装置。 （３） 前記フィルタは、無限インパルス応答フィルタ
である（２）に記載の波形発生装置。 （４） 前記制御手段は、前記フィードバック量に応じ
て前記フィルタ特性を制御するものである（１）乃至
（３）のいずれかに記載の波形発生装置。

【００４６】（５） 位相を指定する位相情報を供給す
る位相情報供給手段と、前記位相情報に基づいて基本波
形を発生する基本波形発生手段と、前記基本波形発生手
段から発生した波形をフィードバックするフィードバッ
ク手段と、前記フィードバック手段によってフィードバ
ックされた波形を用いて前記位相情報を変調する変調手
段とを含む波形発生装置において、前記フィードバック
手段によってフィードバックされる波形の周波数帯域を
制限するフィルタと、前記フィルタのフィルタ特性と前
記フィードバック手段における波形のフィードバック量
とのいずれか一方に応じて他方を制御する制御手段とを
具えたことを特徴とする波形発生装置。

【００４７】（６） 位相を指定する位相情報を供給す
る位相情報供給手段と、前記位相情報に基づいて基本波
形を発生する基本波形発生手段と、前記基本波形発生手
段から発生した波形をフィードバックするフィードバッ
ク手段と、前記フィードバック手段によってフィードバ
ックされた波形を用いて前記位相情報を変調する変調手
段とを含む波形発生装置において、前記フィードバック
手段によってフィードバックされる波形の周波数帯域を
制限する無限インパルス応答フィルタと、前記無限イン
パルス応答フィルタのフィルタ特性と前記フィードバッ
ク手段における波形のフィードバック量とのいずれか一
方に応じて他方を制御する制御手段とを具えたことを特
徴とする波形発生装置。

【００４８】（７） 位相を指定する位相情報を供給す
る位相情報供給手段と、前記位相情報に基づいて基本波
形を発生する基本波形発生手段と、前記基本波形発生手
段から発生した波形をフィードバックするフィードバッ
ク手段と、前記フィードバック手段によってフィードバ
ックされた波形を用いて前記位相情報を変調する変調手
段とを含む波形発生装置において、前記フィードバック
手段によってフィードバックされる波形の周波数帯域を
制限するための、フィルタ係数ａに対して帰還系の帰還
係数が「１−ａ」となる１次の無限インパルス応答フィ
ルタと、前記フィルタ係数ａと前記フィードバック手段
における波形のフィードバック量とのいずれか一方に応
じて他方を制御する制御手段とを具えたことを特徴とす
る波形発生装置。

【００４９】（８） 位相を指定する位相情報を供給す
る位相情報供給手段と、前記位相情報に基づいて基本波
形を発生する基本波形発生手段と、前記基本波形発生手
段から発生した波形のフィードバック量を任意に設定す
るための設定手段と、前記基本波形発生手段から発生し
た波形を、前記設定手段で設定された量だけフィードバ
ックするフィードバック手段と、前記フィードバック手
段によってフィードバックされた波形を用いて前記位相
情報を変調する変調手段とを含む波形発生装置におい
て、前記フィードバック手段によってフィードバックさ
れる波形の周波数帯域を制限するフィルタと、前記設定
手段で設定されたフィードバック量に応じて前記フィル
タのフィルタ特性を制御する制御手段とを具えたことを
特徴とする波形発生装置。

【００５０】（９） 位相を指定する位相情報を供給す
る位相情報供給手段と、前記位相情報に基づいて基本波
形を発生する基本波形発生手段と、前記基本波形発生手
段から発生した波形のフィードバック量を任意に設定す
るための設定手段と、前記基本波形発生手段から発生し
た波形を、前記設定手段で設定された量だけフィードバ
ックするフィードバック手段と、前記フィードバック手
段によってフィードバックされた波形を用いて前記位相
情報を変調する変調手段とを含む波形発生装置におい
て、前記フィードバック手段によってフィードバックさ
れる波形の周波数帯域を制限するフィルタと、前記設定
手段で設定可能な最大のフィードバック量に応じて前記
フィルタのフィルタ特性を一定に制御する制御手段とを
具えたことを特徴とする波形発生装置。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、高次
倍音成分を十分なレベルで含み、且つ周波数スペクトラ
ムに顕著なピークを持たない所望の形状の波形（ノコギ
リ波や方形波等）を発生させることができ、したがっ
て、この波形を音源波形として用いることにより、高品
質な楽音波形を合成することができるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る波形発生装置の一例を示すブロ
ック図

【図２】キーオンパルス信号及びキーオン信号を示す図

【図３】位相情報の一例を示す図

【図４】フィードバックフィルタの構成の一例を示す図

【図５】フィードバックフィルタの構成の別の一例を示
す図

【図６】フィルタ係数制御部の構成の一例を示す図

【図７】フィルタ係数制御部の構成の別の一例を示す図

【図８】フィルタ係数制御部の構成の別の一例を示す図

【図９】フィルタ係数制御部の構成の別の一例を示す図

【図１０】従来の波形発生装置の一例を示す図

【符号の説明】

１，４１ 位相情報発生部 ２，４，１４，２１，２３，２６，３０，４２，４８
加算器 ３ レジスタ ５，１６ 基本波形発生部 ６ フィードバックフィルタ ８ フィルタ係数制御部 ７，１１，１３，１５，１８，２２，２５，２８，２
９，３４，３６，３９，４６，４７，４９ 乗算器 ９ 音色フィルタ １０，１２，１７ エンベロープジェネレータ ２４，２７，４４，４５ 遅延回路 ３１，３２，３５，３７，３８ 係数テーブル ３３ マージンテーブル ４０ アベレージャー ４３ サインテーブル

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波形を発生させるための波形発生情報を
   供給する波形発生情報供給手段と、 前記波形発生情報に基づいて波形を発生する波形発生手
   段と、 前記波形発生手段から発生した波形をフィードバックす
   るフィードバック手段と、 前記フィードバック手段によってフィードバックされた
   波形を用いて前記波形発生情報を変調する変調手段と、 前記フィードバック手段によってフィードバックされる
   波形の周波数帯域を制御するフィルタと、 前記フィルタのフィルタ特性と前記フィードバック手段
   における波形のフィードバック量とのいずれか一方を設
   定する設定手段と、 前記設定手段による前記フィルタ特性及び前記フィード
   バック量の一方の設定に従って、他方を系の安定条件を
   満たす範囲内で設定 する制御手段とを具えたことを特徴
   とする波形発生装置。
2. 【請求項２】 前記設定手段は、前記フィルタのフィル
   タ係数と前記フィードバック量とのいずれか一方を設定
   するものである請求項１に記載の波形発生装置。
3. 【請求項３】 前記フィルタは、無限インパルス応答フ
   ィルタである請求項２に記載の波形発生装置。
4. 【請求項４】 前記設定手段は、前記フィードバック量
   を設定し、前記制御手段は、設定されたフィードバック
   量に応じて前記フィルタ特性を設定するものである請求
   項１乃至３のいずれかに記載の波形発生装置。