JP4045566B2 - Modulation effect device and electronic musical instrument - Google Patents

Modulation effect device and electronic musical instrument Download PDF

Info

Publication number
JP4045566B2
JP4045566B2 JP2001286122A JP2001286122A JP4045566B2 JP 4045566 B2 JP4045566 B2 JP 4045566B2 JP 2001286122 A JP2001286122 A JP 2001286122A JP 2001286122 A JP2001286122 A JP 2001286122A JP 4045566 B2 JP4045566 B2 JP 4045566B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
output
signal
waveform
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001286122A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003099051A (en
Inventor
永▲徳▼紀男
Original Assignee
永▲徳▼ 紀男
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 永▲徳▼ 紀男 filed Critical 永▲徳▼ 紀男
Priority to JP2001286122A priority Critical patent/JP4045566B2/en
Publication of JP2003099051A publication Critical patent/JP2003099051A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4045566B2 publication Critical patent/JP4045566B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、なめらかな超低周波のランダム波形を発生する変調効果装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ミュージック・シンセサイザーをはじめ電子オルガンなどの電子楽器はデジタル化が進み透明感のあるものとなっている。このためこれらの楽器で演奏した音楽は不自然さを拭えない。そこでミュージック・シンセサイザーや電子オルガンにおいても、人工的な雰囲気、いわゆる電気臭さを抜けだし自然な音にしようと様々な方法が試みられている。そこで、電子楽器から発せられる人工的な楽音信号にビブラート効果、トレモロ効果、グロール効果などを持たせて、自然な楽音にすることが望まれている。
【0003】
特開平9−330081号には、ミュージック・シンセサイザーや電子オルガンなどの音色系列対応のビブラート効果を実現するためにLFOの記憶装置として発音チャンネルに割り当てられている音色を特定する情報を知りランダムアクセスメモリの音色情報に基づく所定のアドレス位置の効果情報を読み出し、その効果情報に基づいて、そのチャネルの楽音に効果を付与するものである。
【0004】
特開平8−146954号において、電子楽器の変調効果装置は,変調信号の周期を任意に設定した分割比率でもって複数の区間に分割し、この分割された各区間において任意の波形形状を持たせて変調信号を生成する。これにより変調信号の波形形状が単調でなくなるので変化に富んだ効果を楽音に付与することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来、楽音にビブラート効果などの効果を付与するための変調信号としては、正弦波、鋸歯状波、三角などの単調な形状の超低周波の波形が用いられていた。従って、ある長い時間内においては、いずれも周期的な繰り返しとなり自然な楽音と言い切れなかった
【0006】
特にミュージック・シンセサイザーのVCO(電圧制御型発振器)をLFO(超低周波発振器)で変調するビブラート効果、VCF(電圧制御型フィルタ)をLFOで変調するグロール効果、VCA(電圧制御型増幅器)をLFOで変調すればトレモロ効果が得られた。しかしながら、これらは何れも規則正しく一定の周期で周波数と振幅が繰り返される発振器の波形を使用するため単調な楽音となり不自然であった。そこで、このLFOの波形をさらに変調し複雑化したものなどが検討されたが,LFOを使用しているため周期性を持っており基本的には単調であった。
【0007】
本発明は、これらの問題点を解決し、楽音信号にビブラート効果、トレモロ効果、グロール効果などを持たせて、自然な楽音にする変調効果装置ならびに電子楽器を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、つぎに述べる発明を完成するに至った。すなわち、本発明の変調効果装置は、雑音発生器、帯域通過フィルタ、変調器、低域通過フィルタおよび可聴周波信号発生器から構成される。その可聴周波信号発生器は、周期性のある可聴周波を発生するものである。ここでいう変調器は、平衡変調器又は、リング変調器である。該超低周波は、可聴周波以下の周波数であって0.01〜50Hzのものである。本発明でいう雑音は、白色雑音、有色雑音および不規則雑音をいう。この帯域通過フィルタは、可聴周波の雑音を通過できるものであればよい。そこで、帯域通過フィルタの伝送特性Qを変化すると得られる出力の超低周波の波形を制御することができる。従って、Qが小さいと波形が複雑になり、またQを大きくすると正弦波に近づき単調な波形となる。さらに、低域通過フィルタは、可聴周波信号と可聴周波雑音信号の周波数の差の周波数成分のみを通過するものであればよい。
【0009】
本発明の超低周波のランダム波形を発生する方法は、つぎの通りである。先ず、雑音を発生させ、帯域通過フィルタに入力し、通過させた可聴周波雑音である第1の出力信号を取り出し、平衡変調器又は、リング変調器の二つの入力の一方へ加える。前記の変調器のもう一方の入力へ可聴周波信号発生器の第2の出力信号である可聴周波信号を入力すると、変調器の出力からは第1の出力信号と第2の出力信号の周波数の和及び差の周波数成分を有する信号が含まれた出力波形が得られる。さらに得られた出力波形を低域通過フィルタに加え、周波数の和の成分を除去し、周波数のの周波数成分のみを取り出す。これにより出力から超低周波のランダムな波形が得られる。本発明は、該変調効果装置によって得られた超低周波のランダムでなめらかな波形を用いて電子楽器などのエフェクタを変調することにより楽音に、ランダムな“ゆらぎ”を付与する変調効果装置である。
【0010】
該変調効果装置を電子楽器に組み込むことにより、ランダムでなめらかな波形で変調した楽音は、周期的な繰り返しが無く、“ゆらぎ”が生成され、自然な感じのものとなる。すなわち、電子楽器から発生する楽音にビブラート効果、トレモロ効果、グロール効果などを付与することができて透明感と自然さのある音楽として心を癒してくれる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について以下に記述するが,これに限定されるものでない。上述の変調効果装置により雑音を発生させ、これを帯域通過フィルタに加え、その第1の出力信号平衡変調器又はリング変調器が持つ二個の入力端子Xの一方へ加える。もう一方の変調器の入力端子Yには、可聴周波信号の第2の出力信号を加え、その変調器の出力端子Zからは第1の出力信号と第2の出力信号である二つの入力信号の周波数の和及び差の周波数成分を有する信号が現れるので、これらを低域通過フィルタに加え両信号の周波数の和の周波数成分を除去し該両信号の周波数の差の周波数成分のみを取り出す。この得られた周波数の差の周波数成分からランダムでなめらかな超低周波信号が得られる。
【0012】
本発明の変調効果装置は、ミュージック・シンセサイザー、電子オルガンなどのビブラート、トレモロ、グロールなどを発生させるエフェクタに用いられていた超低周波の発振器に置き換えて使用し、自然な感じの音を得るための変調効果装置として用いる。このような方法で発生させたランダムでなめらかな波形は、周期的な繰り返しが無く、電子楽器から発生する音に“ゆらぎ”が生成され、自然な感じの楽音が得られる。
【0013】
つぎに、リング変調器によるランダム波形発生とその周波数制御及び振幅制御の方法について説明するための変調効果装置のブロックダイヤグラムを図1に示す。図1は、変調器としてリング変調器(Ring Modulator, RM)を用いた場合である。先ず、雑音発生器 NG 雑音(白色雑音或いは有色雑音)を発生させ、これを中心周波数の一定な可聴周波の帯域通過フィルタ(BandPass Filter, BPF)を通過させた可聴周波雑音の第1の出力信号であるFxを抽出し、RMの入力端子Xに加える。もう一方の入力端子Yには、周波数と振幅が可変できる可聴周波信号発生器からの第2の出力信号である正弦波または三角波の信号であるFyを加える。このときのRMの出力端子Zから(Fx±Fy)である第1の出力信号と第2の出力信号の周波数の和及び差の周波数成分を有している信号が現れる。
【0014】
ここで前述のRMの出力からFx Fyの周波数差の絶対値の周波数成分(|Fx Fy|)を算出し、それが超低周波の信号であるようにFxとFyの両周波数の接近させて設定する。このRMの出力は、同時にFx Fyの周波数の和(Fx+Fy)も同時に含まれている。そこでLFOとしては、周波数の和の周波数成分は不要なため除去し、同時にFx Fy 周波数の絶対値の差である (|Fx Fy|)信号のみが通過できるように低域通過フィルタ(Low Pass Filter, LPF)を、図1に示すようにRMの出力端子Zの後に設ける。このようにしてLPFの出力から周波数の差の絶対値である周波数成分(|Fx Fy|)を取り出している。こうすることでBPFを通過した可聴周波雑音の周波数成分であるFxと正弦波信号または三角波などの周波数成分であるFyは、RMの出力から周波数の和及び差の周波数成分である(Fx±Fy)が現れ、これをLPFに加えると出力として周波数の絶対値の差である周波数成分(|Fx Fy|)の超低周波のランダムでなめらかな波形が取り出せる。この波形を用いて楽音を変調する。
【0015】
このときFyの周波数を変化すれば、LPFの出力から周波数の差の絶対値の周波数成分であるランダムでなめらかな超低周波信号を制御することが可能となる。さらに、RM の入力端子Yの正弦波の出力電圧を変化すればランダム信号の振幅を制御することが可能となる。
【0016】
変調効果装置の出力制御特性図を図2に示す。この図2aのグラフは、入力と出力の振幅制御についてFxとFyにそれぞれ正弦波を用いた場合である。図2aは図1に示すRMの入力端子Yに正弦波Fy(210Hz)を入力し、もう一方の入力端子XにもFx(200Hz)を入力したとき、出力端子Zの出力から(Fx±Fy)が得られる。このとき入力端子Xの電圧の変化に対する出力端子Zの出力の周波数の和及び差の周波数成分を低域通過フィルタLPFを通過させると Fx Fy との周波数差の絶対値である周波数成分 (|Fx Fy|) から得られたLFOoutput(10Hz)との関係を示している。これは、入力端子Xの電圧で、得られた超低周波信号LFOoutputの振幅を制御できることを意味する。
【0017】
同様に図2bのグラフは、入力と出力の振幅制御についてFxとFyに、それぞれ正弦波を用いた場合制御する信号を入れ替えたグラフである。図2bは図1に示すRMの入力端子Xに正弦波Fx(200Hz)を入力し、もう一方の入力端子Yにも正弦波Fy(210Hz)を入力したとき、出力端子Zの出力から周波数の和及び差の周波数成分(Fx±Fy)が得られる。このとき入力端子Yの電圧の変化に対する出力端子Zの出力を低域通過フィルタLPFを通過させ周波数差の絶対値である周波数成分 (|Fx Fy|)から得られたLFOoutput(10Hz)との関係を示している。これは、入力端子Yの電圧で、得られた超低周波信号LFOoutputの振幅を制御できることを意味する。
【0018】
図3aは図1のRMの入力端子Xには、雑音発生器NGの出力をBPF(中心周波数fc=200Hz Q=20)に通した出力を加え、もう一方の入力端子YへはFy(210Hz)の正弦波を加えたとき、出力端子Zの出力波形(Fx±Fy)を、スぺクトラムアナライザを用いて周波数分析したものである。このときの周波数の和である(Fx+Fy)の周波数成分410Hzを中心に分布している。また、 Fx Fy との周波数差の絶対値である(|Fx−Fy|)の周波数成分は10Hzを中心に分布している。この RM 入力したFxとFyの周波数の間隔を接近すれば得られる超低周波信号の周波数の差は極めて小さくすることができる。そこで出力端子Zの出力波形(Fx±Fy)は低域フィルタLPFを通過させれば,図3bのような両信号との周波数差の絶対値である (|Fx Fy|)の周波数成分は10Hzを中心に分布したランダムなスペクトルとなる。
【0019】
【実施例】
本発明の具体的な実施例を記述する。
【0020】
【実施例1】
次の図4aの波形は、図1の雑音発生器NGから白色雑音を出力し、BPFの中心周波数を200Hzとしたとき現れた波形のFx(Noise BPF Q=20)を変調器RMの入力端子Xに加えた波形が(a)である。もう一方の可聴周波信号発生器からFy(Sin wave, f=180Hz, 5VP-P)をRMの入力端子Yに加えた波形が(b)である。次は、RMの出力端子ZからFx Fy との両信号の周波数の和及び差の周波数成分である(Fx±Fy)が現れた波形を(c)に示している。この Z の出力信号から低域通過フィルタによって不要な周波数の和の周波数成分 (Fx Fy) を除去し、 Fx Fy との周波数差の絶対値の周波数成分は (|Fx Fy|) としてランダムでなめらかな波形 (d) が得られた。
【0021】
【実施例2】
次にFxとFyの周波数を次のように変えた場合の実施例を図4bに示す。雑音発生器NGから白色雑音を出力し、BPFの中心周波数を1,000Hzとしたとき現れた波形のFx(Noise BPF Q=30)を変調器RMの入力端子Xに加えた波形が(a)である。もう一方の入力端子Yに可聴周波信号発生器 Fyの出力波形(Sinwave 980Hz 2VP-P) RM の入力端子 Y に加えた波形が(b)である次は、 RM の出力端子 Z から Fx Fy の両信号の和及び差の周波数成分である (Fx ± Fy) が現れた波形を(c)に示している。このZ の出力信号から低域通過フィルタによって不要な周波数の和の周波数成分 (Fx Fy) を除去し、 Fx Fy との周波数差の絶対値の周波数成分は (|Fx Fy|) としてランダムでなめらかな波形(d)が得られた。
【0022】
【実施例3】
さらにFxとFyの周波数を次のように変えた場合の実施例を図4cに示す。雑音発生器NGから白色雑音を出力し、BPFの中心周波数を1,500Hzとしたとき現れた波形のFx(Noise BPF Q=30)を変調器RMの入力端子Xに加えた波形が(a)である。もう一方の入力端子Yに可聴周波信号発生器 Fyの出力波形(Sinwave 1,480Hz 2VP-P)は(b)となる。この Z の出力信号から Fx Fy との周波数の和及び差の周波数成分が得られ、低域通過フィルタに加え不要な周波数の和の周波数成分 (Fx Fy) を除去し、周波数差の絶対値の周波数成分は (|Fx Fy|) として、ランダムでなめらかな波形(d)が得られた。
本方式のランダム波形は図4a、図4b、図4cに示すように、ランダムで滑らかな波形が得られる特徴を持ち電子楽器などの変調に最適である。
【0023】
【実施例4】
図5は基本的なミュージック・シンセサイザーのブロックダイヤグラムを示す。本発明の超低周波ランダム波形発生器をこのLFOの超低周波発振器に置き換えることでVCOの振動数、VCFの遮断周波数、VCAの振幅もランダムに変調され自然なビブラート効果、グロール効果、トレモロ効果を持った“ゆらぎ”のある合成音が得られる。該変調効果装置から得られた超低周波のランダム信号はミュージック・シンセサイザーや電子オルガンなどの楽音信号の波形、周波数さらに振幅をもランダムでなめらかな制御ができ自然な“ゆらぎ”を付与することができる。
【0024】
【比較例1】
図の鍵盤を操作することで鍵盤制御電圧(Keyboardcontrol voltage, KCV)が出力されVCOに加えられる。VCOから倍音を多量に含んだ波形を出力し、これをVCFに加えて合成しようとする音色の倍音構成となるように、このフィルタの遮断周波数を調整する。得られた倍音をVCAに加え合成しようとする音の振幅変化を作り出す。鍵盤からのKCVと同時に鍵盤のON、OFFを示すGATE信号が出力されエンベロープ発生器のADSRを調整し立ち上がり、減衰、保持量、余韻などのエンベロープを作り出している。これをVCFに加え遮断周波数を制御し音色変化を作り出す。また、VCAに加え振幅の変化を制御している。このときVCOは振動数、VCFは音色、VCAは振幅を変化することで音の三要素が作られる。しかし、このままでは人工的ないわゆる電気臭さがあり不自然な音であった。
【0025】
【比較例2】
そこで図中のLFOはVCOの制御端子に加えられ超低周波で振動数を変調してビブラート効果を得ている。次にLFOはVCFの制御端子に加えられ超低周波で遮断周波数を変調してグロール効果を得ている。また、LFOはVCAの制御端子にも加えられ超低周波で振幅を変調してトレモロ効果を得ている。それでもこのLFOの波形は周期的に振幅、波形が規則正しく繰り返しているため合成された音は単調で不自然さは拭えなかった。
【0026】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので以下に記載されるような効果を発揮する。本発明の変調効果装置を用いることにより、全く周期性のない変調波形を得ることができる。さらに、周波数および振幅を任意に制御したり、設定したりできる。また、この変調波形により電子楽器の楽音を変調すると、電子楽器の楽音にビブラート効果、トレモロ効果、グロール効果などを持たせて、自然な楽音にすることができる。この変調波形可聴周波数以下の超低周波に設定することにより、楽音は、濁りを持たず、心地よさが深まる。
【0027】
本発明の変調効果装置を電子楽器に組み込むことにより、ランダムでなめらかな波形で変調した楽音は、周期的な繰り返しが無く、“ゆらぎ”が生成され、自然な感じのものとなり、電子楽器から発生する楽音にビブラート効果、トレモロ効果、グロール効果などを付与することができて透明感と自然さのある音楽として心を癒してくれる。このようにミュージック・シンセサイザーや電子オルガンにおいても、人工的な雰囲気、いわゆる電気臭さを抜けだし自然な楽音の電子楽器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】変調効果装置のブロックダイヤグラムである。
【図2】変調効果装置の出力制御特性図である。
図2aは、RMのX 端子の力に正弦波 Fx=200Hz を加え、もう一方の Y 端子の入力にも正弦波Fy=210Hzを加えたとき、X 端子の信号 Fx である正弦波の振幅によって制御電圧(Controlvoltage, CV)可変したときの中心周波数|Fx−Fy|=10Hzの超低周波出力電圧LFOoutlput を示している。図2bは、RMのX 端子の入力に正弦波Fx=200Hz加え、Y 端子の入力にも正弦波Fy=210Hzを加えたときFy 正弦波の振幅によって制御電圧(Controlvoltage, CV)を可変したときの中心周波数|Fx−Fy|=10Hzの超低周波出力電圧LFOoutlputを示している。
【図3】変調器の出力端子Zから得られた周波数クトラムを示す図である。
図3aは、RMの各入力にBPFから抽出のランダムノイズFx=200Hz、正弦波 Fy=210Hzを加えたときの出力端子Zの出力波形はFx Fy=410Hz の周波数成分及び中心周波数|Fx−Fy|=10Hzの周波数成分の周波数スクトラムを示す。
図3bは、図3aの周波数スペクトル成分を低域通過フィルタにより得られた周波数差の絶対値である周波数成分|Fx−Fy|=10Hzを中心とするの周波数スクトラムを示す。
【図4】雑音発生器NGの出力を BPF に入力して得られた波形からランダムでなめらか
な超低周波までの波形図を示している
図4aは、実施例1の波形を示す。
(a) NoiseからBPFより抽出した可聴周波数ノイズ(Fx=中心周波数200Hz)
(b) 正弦波(Fy=180Hz)
(c) RMの出力波形Fx±Fy
(d) cの出力からLPFによって周波数の差の周波数成分を分離した超低周波ラ
ンダムノイズ波形(|Fx−Fy|=20Hzの中心周波数)
図4bは、実施例2の波形を示す。
(a) NoiseからBPFより抽出した可聴周波数ノイズ(Fx=中心周波数1,000Hz)
(b) 正弦波(Fy=980Hz)
(c) RMの出力波形Fx±Fy
(d) cの出力からLPFによって周波数差の周波数成分を分離した超低周波ラン
ダムノイズ波形(|Fx−Fy|=20Hzの中心周波数)
図4cは、実施例3の波形を示す。
(a) NoiseからBPFより抽出した可聴周波数ノイズ(Fx=中心周波数1,500Hz)
(b) 正弦波(Fy=1,480Hz)
(c) RMの出力波形Fx±Fy
(d) cの出力からLPFによって周波数の差の周波数成分を分離したら超低周波
ランダムノイズ波形(|Fx−Fy|=20Hzの中心周波数)
【図5】ミュージック・シンセサイザーの基本的なブロックダイヤグラムである。
【符号の説明】
NG; 白色雑音あるいは有色雑音発生器
BPF; 帯域通過フィルタ(中心周波数fcが一定の可聴周波濾波器)
fc ; BPF の中心周波数
Fx;RM X 端子の入力周波数又は、第1の出力信号の周波数
Fy;可聴周波信号発生器の周波数 ( 第2の出力信号の周波数と同じ )
RM; 平衡変調器又はリング変調器
X, Y; RMの入力端子
Z; RMの出力端子
Fx±Fy;RMの出力信号
LPF; 低域通過フィルタ
|Fx−Fy|;LPFにより得られた周波数の差の絶対値の周波数成分
VCO; 電圧制御形発振器
VCF; 電圧制御形フィルタ
VCA; 電圧制御形増幅器
ADSR; 立ち上がり、減衰、保持量、余韻(エンベロープ発生器)
LFO; 超低周波発振器
KCV; 鍵盤制御電圧
GATE; ゲート信号(鍵盤のON、OFFを示す)
Vibrato; ビブラート(超低周波による楽音の周波数変調)
Growl; グロール(超低周波によるフィルタの遮断周波数付近の倍音の変調)
Tremolo;トレモロ(超低周波による楽音振幅変調)
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a modulation effect device that generates a smooth waveform with a very low frequency.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic musical instruments such as music synthesizers and electronic organs have become more and more digital and transparent. For this reason, the music played with these instruments cannot wipe out the unnaturalness. Therefore, various methods have been tried in music synthesizers and electronic organs to remove the artificial atmosphere, so-called electric odor, and make the sound natural. Therefore, it is desired to make a natural musical tone by adding a vibrato effect, a tremolo effect, a groul effect, etc. to an artificial musical tone signal emitted from an electronic musical instrument.
[0003]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-330081 discloses a random access memory that knows information for identifying a tone assigned to a sound channel as a storage device of an LFO in order to realize a vibrato effect corresponding to a tone color series such as a music synthesizer or an electronic organ. The effect information at a predetermined address position based on the tone color information is read out, and the effect is imparted to the tone of the channel based on the effect information.
[0004]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-146554, a modulation effect device for an electronic musical instrument divides a modulation signal period into a plurality of sections with an arbitrarily set division ratio, and each divided section has an arbitrary waveform shape. To generate a modulation signal. As a result, the waveform shape of the modulation signal is not monotonous, so that various effects can be imparted to the musical sound.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, as a modulation signal for imparting effects such as vibrato effect to the musical tone, a sine wave, sawtooth wave, ultra-low frequency of the waveform of the monotone shapes such as triangular wave it has been used. Thus, within certain long time, both the natural tone becomes periodic repetition was not Do Ikire.
[0006]
In particular, the vibrato effect of modulating a music synthesizer's VCO (voltage controlled oscillator) with an LFO (ultra-low frequency oscillator), the groll effect of modulating a VCF (voltage controlled filter) with an LFO, and the VCA (voltage controlled amplifier) as an LFO The tremolo effect was obtained by modulating with . However, all of them use a waveform of an oscillator in which the frequency and the amplitude are repeated regularly at a constant cycle, so that the tone becomes monotonous and unnatural. Therefore, the LFO waveform was further modulated and complicated, but the LFO was used, so it had periodicity and was basically monotonous.
[0007]
The present invention solves these problems, and provides a modulation effect apparatus and an electronic musical instrument that make a musical sound a natural musical sound by adding a vibrato effect, a tremolo effect, a groul effect, and the like.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies in order to achieve the above object, the present inventor has completed the invention described below. In other words, the modulation effect device of the present invention includes a noise generator, a band pass filter, a modulator, a low pass filter, and an audio signal generator. The audio signal generator generates an audio frequency having periodicity. The modulator here is a balanced modulator or a ring modulator. The very low frequency is a frequency lower than the audible frequency and 0.01 to 50 Hz. The noise referred to in the present invention refers to white noise, colored noise and irregular noise. This band pass filter may be any filter that can pass audio noise . Therefore, it is possible to control the output ultra-low frequency waveform obtained by changing the transmission characteristic Q of the band pass filter. Therefore, when Q is small, the waveform becomes complicated, and when Q is large, it approaches a sine wave and becomes a monotonous waveform. Furthermore, the low-pass filter only needs to pass only the frequency component of the frequency difference between the audio signal and the audio noise signal .
[0009]
The method of generating an ultra-low frequency random waveform according to the present invention is as follows. First, noise is generated and input to a band-pass filter , and a first output signal that is audio noise passed through is taken out and applied to one of two inputs of a balanced modulator or a ring modulator. If you enter a longer audio signal is a second output signal of the audio signal generator to one input of the modulator, from the output of said modulator frequency of the first output signal and second output signal An output waveform including a signal having frequency components of the sum and difference is obtained. Further added resulting output waveform to a low pass filter to remove components of the sum frequency, extracts only the frequency component of the difference frequency. As a result, a very low frequency random waveform is obtained from the output. The present invention is a modulation effect device that imparts random “fluctuation” to a musical sound by modulating an effector such as an electronic musical instrument using an ultra-low frequency random and smooth waveform obtained by the modulation effect device. .
[0010]
By incorporating the modulation effect device into an electronic musical instrument, a musical sound modulated with a random and smooth waveform has no periodic repetition, and “fluctuation” is generated, resulting in a natural feeling. In other words, vibrato effect, tremolo effect, groul effect, etc. can be given to the musical sound generated from the electronic musical instrument, and it will heal the heart as music with transparency and naturalness.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to them. Noise is generated by the above-described modulation effect device, this is added to the band pass filter, and the first output signal is applied to one of the two input terminals X of the balanced modulator or ring modulator. The second output signal of the audio frequency signal is added to the input terminal Y of the other modulator, and the first output signal and the two input signals which are the second output signal are output from the output terminal Z of the modulator. since the signal having the sum and difference of the frequency of the frequency component appears to remove the frequency components of the sum of the frequency of the two signals added them to a low-pass filter extracts only the frequency components of the difference in frequency between the both signals. A random and smooth ultra-low frequency signal can be obtained from the frequency component of the obtained frequency difference .
[0012]
The modulation effect device of the present invention is used in place of an ultra-low frequency oscillator used for an effector for generating a vibrato such as a music synthesizer or an electronic organ, a tremolo, a groul, etc., to obtain a natural sound. Used as a modulation effect device . Such a method smooth waveform at random that was generated in, there is no periodic repetition, it is generated "fluctuation" in the sound generated from the electronic musical instrument, the resulting tones of natural feeling.
[0013]
Next, FIG. 1 shows a block diagram of a modulation effect device for explaining a random waveform generation by a ring modulator and frequency control and amplitude control methods thereof. FIG. 1 shows a case where a ring modulator (RM) is used as a modulator. First, noise (white noise or colored noise) is generated by the noise generator NG , and the first output of the audio noise is passed through an audio bandpass filter (BPF) having a constant center frequency. The signal Fx is extracted and added to the input terminal X of RM. To the other input terminal Y, Fy which is a sine wave or triangular wave signal which is a second output signal from an audio signal generator whose frequency and amplitude can be varied is added. At this time, a signal having a frequency component of the sum and difference of the frequencies of the first output signal and the second output signal, which are (Fx ± Fy) , appears from the output terminal Z of RM.
[0014]
Here, the frequency component (| Fx Fy |) of the absolute value of the frequency difference between Fx and Fy is calculated from the output of the above-mentioned RM, and both Fx and Fy frequencies are calculated so that it is a very low frequency signal. Set the difference closer . The output of this RM also includes the sum of the frequencies of Fx and Fy (Fx + Fy) at the same time. Therefore, as the LFO, the frequency component of the sum of the frequencies is unnecessary and is removed, and at the same time, a low-pass filter (Low Fx ) is used so that only the signal (| Fx Fy |) that is the difference between the absolute values of the Fx and Fy frequencies can pass Pass Filter, LPF) is provided after the output terminal Z of the RM as shown in FIG. The absolute value is the difference frequency component of the frequency from the output of the thus LPF (| Fx - Fy |) and eject the. In this way , Fx, which is the frequency component of the audio noise that has passed through the BPF, and Fy, which is a frequency component such as a sine wave signal or a triangular wave, are the frequency components of the sum and difference of the frequencies from the RM output (Fx ± Fy ) appears, which frequency component is a difference between the absolute value of the frequency as the output is added to the LPF (| Fx - Fy |) randomly taken out smooth waveform of the very low frequency. The tone is modulated using this waveform.
[0015]
If changing the frequency at this time Fy, it is possible to control the smooth ultra low frequency signal at random the frequency component of the absolute value of the difference in frequency from the output of the LPF. Furthermore, if the output voltage of the sine wave at the RM input terminal Y is changed, the amplitude of the random signal can be controlled.
[0016]
An output control characteristic diagram of the modulation effect device is shown in FIG. The graph of FIG. 2a is a case where sine waves are used for Fx and Fy, respectively, for amplitude control of input and output. Figure 2a shows that when a sine wave Fy (210Hz) is input to the input terminal Y of the RM shown in Figure 1 and Fx (200Hz) is input to the other input terminal X, the output from the output terminal Z (Fx ± Fy ) Is obtained. The absolute value is the frequency component of the frequency difference between the frequency components of the sum and difference of the frequency of the output of the output terminal Z Ru is passed through a low-pass filter LPF and Fx and Fy with respect to a change in the voltage at the input terminal X that time ( The relationship with LFOoutput (10 Hz) obtained from | Fx Fy |) is shown. This means that the amplitude of the obtained very low frequency signal LFOoutput can be controlled by the voltage at the input terminal X.
[0017]
Similarly, the graph of FIG. 2b is a graph in which the signals to be controlled when a sine wave is used for Fx and Fy in the amplitude control of input and output are interchanged. Fig. 2b shows that when a sine wave Fx (200Hz) is input to the input terminal X of the RM shown in Fig. 1 and a sine wave Fy (210Hz) is input to the other input terminal Y, the frequency is output from the output of the output terminal Z. Sum and difference frequency components (Fx ± Fy) are obtained. At this time, the output of the output terminal Z with respect to the change in the voltage of the input terminal Y is passed through the low-pass filter LPF, and the LFOoutput (10 Hz) obtained from the frequency component (| Fx Fy |) which is the absolute value of the frequency difference . Showing the relationship. This means that the amplitude of the obtained ultra-low frequency signal LFOoutput can be controlled by the voltage at the input terminal Y.
[0018]
Figure 3a is the input terminal X of RM in FIG. 1, the output through the output of the noise generator NG to BPF (center frequency fc = 200Hz Q = 20) was added, the to the other input terminal Y Fy (210 Hz ) Is a frequency analysis of the output waveform (Fx ± Fy) of the output terminal Z using a spectrum analyzer. The frequency component of (Fx + Fy), which is the sum of the frequencies at this time , is distributed around 410 Hz. Further, the absolute value of the frequency difference between Fx and Fy (| Fx-Fy |) frequency components are distributed around the 10 Hz. The difference between the frequency of the ultra-low-frequency signal obtained when approaching the interval frequency Fx and Fy entered in this RM can be very small. Therefore, if the output waveform (Fx ± Fy) of the output terminal Z is passed through the low-pass filter LPF, the frequency component of (| Fx Fy |) , which is the absolute value of the frequency difference with both signals as shown in FIG. It becomes a random spectrum distributed around 10Hz.
[0019]
【Example】
Specific examples of the present invention will be described.
[0020]
[Example 1]
The next waveform in Fig. 4a is the output of white noise from the noise generator NG in Fig. 1, and the Fx (Noise BPF Q = 20) of the waveform that appears when the BPF center frequency is 200Hz is the input terminal of the modulator RM. The waveform added to X is (a). The waveform obtained by adding Fy (Sin wave, f = 180 Hz, 5VP-P) from the other audio signal generator to the input terminal Y of RM is (b). Next, (c) shows a waveform in which (Fx ± Fy), which is the frequency component of the sum and difference of the frequencies of both signals Fx and Fy , appears from the output terminal Z of RM. By the low-pass filter from the output signal of the Z eliminate frequency components of the sum of unwanted frequencies (Fx + Fy), the frequency component of the absolute value of the frequency difference between Fx and Fy are | - | a (Fx Fy) A random and smooth waveform (d) was obtained.
[0021]
[Example 2]
Next, FIG. 4b shows an embodiment in which the frequencies of Fx and Fy are changed as follows. The white noise is output from the noise generator NG, and the waveform when Fx (Noise BPF Q = 30) of the waveform that appears when the BPF center frequency is 1,000 Hz is added to the input terminal X of the modulator RM is (a). is there. The other input terminal Y to the audio signal generator Fy output waveform (Sinwave 980Hz 2VP-P) was added to the input terminal Y of RM waveform is (b). Next, (c) shows a waveform in which (Fx ± Fy), which is the frequency component of the sum and difference of both signals Fx and Fy , appears from the output terminal Z of RM . By the low-pass filter from the output signal of the Z eliminate frequency components of the sum of unwanted frequencies (Fx + Fy), the frequency component of the absolute value of the frequency difference between Fx and Fy are | - | a (Fx Fy) A random and smooth waveform (d) was obtained.
[0022]
[Example 3]
Further, FIG. 4c shows an embodiment in which the frequencies of Fx and Fy are changed as follows. The white noise is output from the noise generator NG, and Fx (Noise BPF Q = 30) of the waveform that appears when the BPF center frequency is 1,500 Hz is added to the input terminal X of the modulator RM. is there. The output waveform (Sinwave 1,480 Hz 2VP-P) of the audio signal generator Fy at the other input terminal Y is (b). The sum and difference frequency components of Fx and Fy are obtained from the output signal of Z , and the frequency component of the sum of unnecessary frequencies (Fx + Fy) is removed in addition to the low-pass filter, and the absolute frequency difference The frequency component of the value was (| Fx Fy |) , and a random and smooth waveform (d) was obtained.
As shown in FIGS. 4a, 4b, and 4c, the random waveform of this method has a feature that a random and smooth waveform can be obtained, and is optimal for modulation of an electronic musical instrument or the like.
[0023]
[Example 4]
FIG. 5 shows a block diagram of a basic music synthesizer. By replacing the ultra-low frequency generator of the present invention with this LFO ultra-low frequency oscillator, the VCO frequency, VCF cutoff frequency, and VCA amplitude are also randomly modulated, resulting in natural vibrato effect, groll effect, tremolo effect Synthetic sound with "fluctuation" with The ultra-low frequency random signal obtained from the modulation effect device can give a natural “fluctuation” because the waveform, frequency, and amplitude of a musical tone signal such as a music synthesizer or an electronic organ can be controlled randomly and smoothly. it can.
[0024]
[Comparative Example 1]
By operating the keyboard shown in the figure, keyboard control voltage (KCV) is output and added to the VCO. A waveform containing a large amount of harmonics is output from the VCO, and this is added to the VCF to adjust the cut-off frequency of this filter so that the harmonic structure of the tone to be synthesized is obtained. The obtained harmonic overtone is added to VCA to create the amplitude change of the sound to be synthesized. Simultaneously with KCV from the keyboard, a GATE signal indicating the ON / OFF of the keyboard is output, adjusting the ADSR of the envelope generator to create an envelope such as rise, attenuation, hold, and reverberation. This controls the cutoff frequency in addition to the VCF produce a change in tone. It also controls changes in amplitude in addition to VCA. At this time, VCO is the frequency, VCF is the timbre, and VCA is the amplitude of the three elements. However, this was an unnatural sound with an artificial so-called electric odor.
[0025]
[Comparative Example 2]
Therefore, the LFO in the figure is added to the control terminal of the VCO and modulates the frequency at a very low frequency to obtain the vibrato effect. Next, the LFO is added to the control terminal of the VCF and modulates the cut-off frequency at a very low frequency to obtain a groul effect. The LFO is also added to the control terminal of the VCA, and the tremolo effect is obtained by modulating the amplitude at a very low frequency. Even so, the LFO waveform is periodically amplitude and the waveform repeats regularly, so the synthesized sound is monotonous and unnatural .
[0026]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects are exhibited . By using the modulation effect device of the present invention, a modulation waveform having no periodicity can be obtained. Further, the frequency and amplitude can be arbitrarily controlled and set. Further, when the musical tone of the electronic musical instrument is modulated by this modulation waveform, the musical tone of the electronic musical instrument can be made to have a natural musical tone by giving a vibrato effect, a tremolo effect, a groul effect, and the like. By this modulation waveform to be set to an audible frequency below ELF tone has no turbidity, it deepens comfort.
[0027]
By incorporating the modulation effect device of the present invention into an electronic musical instrument, the musical sound modulated with a random and smooth waveform has no periodic repetition, and “fluctuation” is generated, resulting in a natural feeling, generated from the electronic musical instrument. Vibrato effect, tremolo effect, growl effect, etc. can be given to the music to be played, and heals the heart as music with transparency and naturalness. As described above, even a music synthesizer or an electronic organ can provide an electronic musical instrument with a natural musical tone by removing an artificial atmosphere, so-called electric odor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a modulation effect device.
FIG. 2 is an output control characteristic diagram of the modulation effect device.
Figure 2 a is a sine wave Fx = 200 Hz in addition to the input of the X terminal of the RM, the other when also added sine wave Fy = 210 Hz at the input of the Y terminal, a sine wave is a signal Fx in the X-terminal shows = 10 Hz of very low frequency output voltage LFOoutlput | center frequency when the control voltage by the amplitude (Controlvoltage, CV) was variable | Fx-Fy. Fig. 2b shows that when a sine wave Fx = 200Hz is applied to the input of the RM X terminal and a sine wave Fy = 210Hz is applied to the input of the Y terminal, the control voltage (Control voltage, CV) can be varied according to the amplitude of the sine wave of Fy. The very low frequency output voltage LFOoutlput with the center frequency | Fx−Fy | = 10 Hz is shown.
3 is a diagram showing a frequency scan Bae Kutoramu obtained from the output terminal Z of the modulator.
Figure 3a, the output waveform of output terminal Z is Fx + Fy = 410Hz frequency component and the center frequency when random noise Fx = 200 Hz extracted from the BPF, the sinusoidal Fy = 210 Hz in addition to the respective inputs of RM | Fx- Fy | = shows the frequency scan Bae Kutoramu of the frequency components of 10Hz.
Figure 3b, the frequency components the frequency spectrum component is the absolute value of the resulting frequency difference obtained by the low-pass filter of FIG. 3a | shows a = frequency scan Bae Kutoramu to around the 10Hz | Fx-Fy.
[Figure 4] Randomly smooth from the waveform obtained by inputting the output of the noise generator NG to the BPF
Waveform diagrams up to very low frequencies are shown .
FIG. 4 a shows the waveform of Example 1. FIG.
(a) Audio frequency noise extracted from BPF from Noise (Fx = center frequency 200Hz)
(b) Sine wave (Fy = 180Hz)
(c) RM output waveform Fx ± Fy
(d) An ultra-low frequency laser in which the frequency component of the frequency difference is separated from the output of c by LPF.
Random noise waveform (| Fx−Fy | = 20Hz center frequency)
FIG. 4 b shows the waveform of Example 2.
(a) Audible frequency noise extracted from noise from BPF (Fx = center frequency 1,000Hz)
(b) Sine wave (Fy = 980Hz)
(c) RM output waveform Fx ± Fy
(d) Very low frequency run in which frequency components of frequency difference are separated from the output of c by LPF
Dam noise waveform (| Fx−Fy | = 20Hz center frequency)
FIG. 4 c shows the waveform of Example 3.
(a) Audible frequency noise extracted from noise from BPF (Fx = center frequency 1,500Hz)
(b) Sine wave (Fy = 1,480Hz)
(c) RM output waveform Fx ± Fy
(d) If the frequency component of the frequency difference is separated from the output of c using LPF
Random noise waveform (| Fx−Fy | = 20Hz center frequency)
FIG. 5 is a basic block diagram of a music synthesizer.
[Explanation of symbols]
NG; White noise or colored noise generator
BPF; Band pass filter (Audio filter with constant center frequency fc )
fc; BPF center frequency
Fx; input frequency X terminal of RM or the frequency of the first output signal
Fy; frequency of the audio signal generator ( same as the frequency of the second output signal )
RM; balanced modulator or ring modulator
X, Y; RM input terminal
Z; RM output terminal
Fx ± Fy; RM output signal
LPF; Low-pass filter
| Fx−Fy |; Frequency component of absolute value of frequency difference obtained by LPF
VCO; Voltage controlled oscillator
VCF; Voltage control type filter
VCA; Voltage controlled amplifier
ADSR; Rise, decay, hold, reverberation (envelope generator)
LFO; very low frequency oscillator
KCV; keyboard control voltage
GATE; Gate signal (Indicates keyboard ON / OFF)
Vibrato (Frequency modulation of musical sound by very low frequency)
Growl (modulation of overtones near the cutoff frequency of the filter by ultra-low frequencies)
Tremolo ( musical tone modulation by ultra-low frequency)

Claims (3)

雑音発生器の出力信号を帯域通過フィルタに加え、その得られた第1の出力信号及び、可聴周波信号発生器の第2の出力信号とを平衡変調器又はリング変調器に加える手段と
該平衡変調器又はリング変調器から得られた第1の出力信号の周波数と第2の出力信号の周波数の和及び差の周波数を成分として有する信号を低域通過フィルタに加える手段からなる変調効果装置。
Means for applying the output signal of the noise generator to a bandpass filter and applying the resulting first output signal and the second output signal of the audio signal generator to a balanced modulator or ring modulator;
Modulation effect comprising means for adding to the low-pass filter a signal having as a component the sum and difference frequencies of the frequency of the first output signal and the frequency of the second output signal obtained from the balanced modulator or ring modulator apparatus.
平衡変調器又はリング変調器の二個の入力端子の一方に可聴周波の帯域通過フィルタの入力へ雑音を入力し、通過させたランダムな可聴周波信号を加え、もう一方の入力端子に可聴周波信号を加えることにより、前記の変調器の出力端子に両信号の周波数の和及び差の周波数を成分として有する信号を得て、該得られた信号を低域通過フィルタに入力し通過させて、周波数の差の周波数成分のみのなめらかな超低周波のランダム変調波形を発生する方法。Input noise to the input of the audio bandpass filter to one of the two input terminals of the balanced modulator or ring modulator, add the random audio signal passed through, and the audio signal to the other input terminal Is added to the output terminal of the modulator to obtain a signal having the frequency of the sum and difference of both signals as components, and the obtained signal is input to a low-pass filter and passed through. To generate a smooth ultra-low frequency random modulation waveform with only the difference frequency component . 請求項1に記載された変調効果装置を組み込むことからなる電子楽器。 An electronic musical instrument comprising the modulation effect device according to claim 1 .
JP2001286122A 2001-09-20 2001-09-20 Modulation effect device and electronic musical instrument Expired - Fee Related JP4045566B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001286122A JP4045566B2 (en) 2001-09-20 2001-09-20 Modulation effect device and electronic musical instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001286122A JP4045566B2 (en) 2001-09-20 2001-09-20 Modulation effect device and electronic musical instrument

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003099051A JP2003099051A (en) 2003-04-04
JP4045566B2 true JP4045566B2 (en) 2008-02-13

Family

ID=19109156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001286122A Expired - Fee Related JP4045566B2 (en) 2001-09-20 2001-09-20 Modulation effect device and electronic musical instrument

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4045566B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2418054A (en) * 2004-09-08 2006-03-15 Anna Elizabeth Redgate Application of random variations to musical notes generated by electronic means

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003099051A (en) 2003-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
De Poli A tutorial on digital sound synthesis techniques
US4915001A (en) Voice to music converter
US8759661B2 (en) System and method for audio synthesizer utilizing frequency aperture arrays
Creasey Audio Processes: Musical Analysis, Modification, Synthesis, and Control
JP2000510255A (en) System and method for synthesizing sound using a length modulated digital delay line
JP2745923B2 (en) Electronic musical instrument
JP4045566B2 (en) Modulation effect device and electronic musical instrument
Gentilucci et al. Composing vocal distortion: A tool for real-time generation of roughness
JP4663625B2 (en) Method and electronic apparatus used for synthesizing the sound of pipe organs of church organs by utilizing the physical modeling technology of acoustic instruments
Meneghini An Analysis of the Compositional Techniques in John Chowning's" Stria"
CN112289289A (en) Editable universal tone synthesis analysis system and method
JPS6243200B2 (en)
Beauchamp et al. Spectral modelling and timbre hybridisation programs for computer music
Réveillac Synthesizers and Subtractive Synthesis 1: Theory and Overview
Meneghini Stria by John Chowning: analysis of the compositional process
Fernández-Cid et al. Enhanced quality and variety for chorus/flange units
Olney Computational Thinking through Modular Sound Synthesis
JP3130305B2 (en) Speech synthesizer
JP3459016B2 (en) Audio signal processing method and apparatus
JP2737459B2 (en) Formant synthesizer
Uncini Sound Synthesis
JP3898944B2 (en) Electronic musical instruments
Boulanger Introduction to sound design in Csound
Fabbri et al. Musical elements in the discrete-time representation of sound
JP3041895B2 (en) Noise source for electronic musical instruments

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051014

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070626

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070730

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071109

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131130

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees