JP7270736B2 - Acoustic equipment and self-oscillation determination program - Google Patents
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Description
本発明は、音響機器および自己発振判定プログラムに関する。 The present invention relates to an acoustic device and a self-oscillation determination program.
アナログシンセサイザー等の音響機器では、入力される楽音信号の基本波形に対してデジタルフィルタを用いて基本波形を加工して、加工された新たな波形信号を生成し、様々な音色の楽音信号を出力する。
たとえば、特許文献1に記載の楽音信号発生装置では、フィルタパラメータ発生器が、キーボードの打鍵操作に応じて生成されるKey識別信号およびKeyタッチレスポンス信号と、操作パネルの操作状態に応じて波形メモリから読み出される音色情報とに基づいて、カットオフ周波数を生成するために必要なバイアス、デプス、エンベロープの3つのパラメータと、レゾナンス値とを生成する。生成されたカットオフ周波数、レゾナンス値は、フィルタ回路に入力され、フィルタ回路は、これらの値に基づいて楽音信号の基本波形を加工し、楽音波形データを出力する。Audio equipment such as analog synthesizers processes the basic waveform of the input musical tone signal using a digital filter to generate a new waveform signal that has been processed, and outputs musical tone signals with various tones. do.
For example, in the musical tone signal generator described in Patent Document 1, a filter parameter generator generates a waveform memory according to a key identification signal and a key touch response signal generated according to a keystroke operation on a keyboard, and an operation state of an operation panel. Based on the timbre information read from the , three parameters of bias, depth, and envelope necessary for generating the cutoff frequency, and the resonance value are generated. The generated cutoff frequency and resonance value are input to the filter circuit, which processes the basic waveform of the musical tone signal based on these values and outputs musical tone waveform data.
ところで、このような音響機器において、操作者の操作によりレゾナンス値を調整してフィルタ回路で基本波形を加工した場合、入力される基本波形とは関係のない周波数で発振することがあり、鍵盤で打鍵した音とは異なる音程の音が大きく出力されて不協和音を生じることがある。これを自己発振現象という。
自己発振現象は、打鍵した音程と発信音との音程が近いところで生じる場合に問題が生じ、自己発振現象により生じた大きな不協和音は、聴取者に不快感を与えるため、自己発振現象を聴取者に聴かせないようにすることが望まれる。By the way, in such audio equipment, if the operator adjusts the resonance value and processes the basic waveform with a filter circuit, it may oscillate at a frequency unrelated to the input basic waveform. A sound with a pitch different from the keyed sound may be output loudly, resulting in a dissonant sound. This is called a self-oscillation phenomenon.
The self-oscillation phenomenon causes a problem when the pitch of the tapped key and the pitch of the dial tone are close to each other, and the loud dissonance caused by the self-oscillation phenomenon gives the listener discomfort. It is desirable not to listen to it.
本発明の目的は、操作者が自ら耳で自己発振現象を認識できるようになる前に、目視で自己発振現象の開始を認識することができる音響機器および自己発振判定プログラムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an acoustic device and a program for determining self-oscillation that enable an operator to visually recognize the start of a self-oscillation phenomenon before the operator can recognize the self-oscillation phenomenon by ear. .
本発明の音響機器は、入力信号の波形を加工するフィルタ処理を行って出力するフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理手段によるフィルタ処理の制御パラメータの調整を操作者に促す調整操作手段と、前記フィルタ処理手段への入力信号を取得する入力信号取得手段と、前記フィルタ処理手段によりフィルタ処理された出力信号を取得する出力信号取得手段と、取得された入力信号の周波数成分および取得された出力信号の周波数成分を比較して、前記入力信号および前記出力信号の同期状態に基づいて、自己発振が生じているか否かを判定する自己発振判定手段と、前記自己発振判定手段により自己発振が生じていると判定されたら、その旨を外部に報知する自己発振報知手段と、を備える。 The audio equipment of the present invention includes filter processing means for processing a waveform of an input signal and outputting the result, adjustment operation means for urging an operator to adjust a control parameter of the filter processing by the filter processing means, and filter processing means. input signal acquisition means for acquiring an input signal to the processing means; output signal acquisition means for acquiring an output signal filtered by the filtering means; frequency components of the acquired input signal and the acquired output signal; self-oscillation determination means for comparing frequency components and determining whether or not self-oscillation has occurred based on the synchronous state of the input signal and the output signal; and self-oscillation has occurred by the self-oscillation determination means. a self-oscillation notification means for notifying the outside when it is determined that
本発明のコンピュータ読み取り可能な自己発振判定プログラムは、コンピュータを前述した音響機器として機能させる。 A computer-readable program for determining self-oscillation of the present invention causes a computer to function as the above-described audio equipment.
[1]全体構成
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。図1には、本発明の実施の一形態となる音響機器としてのアナログシンセサイザー1が示されている。
アナログシンセサイザー1は、生成された基本波形をフィルタ処理により加工し、加工後の出力波形を増幅して音響信号として出力する機器である。アナログシンセサイザー1は、VCO(Voltage Controlled Oscillator)2、VCA(Voltage Controlled Amplifier)3、VCF(Voltage Controlled Filter)4、調整操作手段5、入力信号取得手段6、出力信号取得手段7、自己発振判定手段8、および自己発振報知手段9を備える。[1] Overall Configuration An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an analog synthesizer 1 as an acoustic device according to one embodiment of the present invention.
The analog synthesizer 1 is a device that processes a generated basic waveform by filtering, amplifies the processed output waveform, and outputs it as an acoustic signal. The analog synthesizer 1 includes a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 2, a VCA (Voltage Controlled Amplifier) 3, a VCF (Voltage Controlled Filter) 4, an adjustment operation means 5, an input signal acquisition means 6, an output signal acquisition means 7, and a self-oscillation determination means. 8 and self-oscillation notification means 9 .
VCO2、VCA3、およびVCF4は電圧制御され、図1では図示を略したが、エンベロープジェネレーター、LFO(Low Frequency Oscillator)、鍵盤等のUI、シーケンサー等の回路で生成されたパラメータによって制御される。
また、入力信号取得手段6、出力信号取得手段7、自己発振判定手段8、および自己発振報知手段9は、コンピュータ上で実行されるコンピュータ読取可能な自己発振判定プログラムとして構成される。VCO2, VCA3, and VCF4 are voltage-controlled, and although not shown in FIG. 1, are controlled by parameters generated by circuits such as an envelope generator, LFO (Low Frequency Oscillator), UI such as keyboard, and sequencer.
The input signal acquisition means 6, the output signal acquisition means 7, the self-oscillation determination means 8, and the self-oscillation notification means 9 are configured as a computer-readable self-oscillation determination program executed on a computer.
VCO2は、アナログシンセサイザー1で使用する基本波形を生成する発振回路である。具体的には、VCO2は、鍵盤等のUIを操作して生成されたパラメータに応じて、種々の基本波形を生成し、たとえば、矩形波、正弦波、三角波、ノコギリ波等の基本波形を生成する。なお、基本波形は、図1では図示を略したが、調整操作手段5に設けられた波形選択つまみにより選択できる。
VCA3は、アナログシンセサイザー1から出力される音の音量を調整する回路である。具体的には、VCA3は、エンベロープジェネレーターにより生成されたエンベロープ用制御パラメータ、たとえば立ち上がり(Attack)、減衰(Decay)、減衰後の保持(Sustain)、余韻(Release)の4つの制御パラメータに基づいて時間的に変化する出力音量を制御する。A VCO 2 is an oscillation circuit that generates a basic waveform used in the analog synthesizer 1 . Specifically, the VCO 2 generates various basic waveforms according to parameters generated by operating a UI such as a keyboard, for example, basic waveforms such as square waves, sine waves, triangular waves, and sawtooth waves. do. Although not shown in FIG. 1, the basic waveform can be selected by a waveform selection knob provided on the adjustment operating means 5. FIG.
VCA 3 is a circuit that adjusts the volume of sound output from analog synthesizer 1 . Specifically, the
フィルタ処理手段としてのVCF4は、VCO2で生成された入力信号の基本波形のフィルタ処理を行って、入力信号の基本波形の加工を行う回路である。
具体的には、VCF4は、制御パラメータとなるカットオフ周波数およびレゾナンス値に基づいて、入力信号の基本波形を加工する。The VCF 4 as filtering means is a circuit for processing the basic waveform of the input signal by filtering the basic waveform of the input signal generated by the VCO 2 .
Specifically, the VCF 4 processes the basic waveform of the input signal based on the cutoff frequency and resonance value, which are control parameters.
カットオフ周波数は、VCF4を通過させる音の周波数を設定する制御パラメータであり、バイアス、デプス、エンベロープ用制御パラメータに基づいて生成される。カットオフ周波数は、後述するカットオフ周波数調整つまみ51を操作者が操作することにより、これらの制御パラメータが調整される。
レゾナンス値は、カットオフ周波数でカットオフする周波数における音切れの程度を調整するパラメータであり、後述するレゾナンス値調整つまみ52を操作者が操作することにより、調整される。The cutoff frequency is a control parameter that sets the frequency of sound that passes through the VCF 4, and is generated based on the control parameters for bias, depth, and envelope. The control parameters of the cutoff frequency are adjusted by an operator operating a cutoff frequency adjustment knob 51, which will be described later.
The resonance value is a parameter for adjusting the degree of sound interruption at a frequency cut off at the cutoff frequency, and is adjusted by the operator operating a resonance
調整操作手段5は、VCO2、VCA3、VCF4に与える制御パラメータの調整値の入力を操作者に促し、電圧制御信号をVCO2、VCA3、VCF4に出力する。調整操作手段5は、カットオフ周波数調整つまみ51、レゾナンス値調整つまみ52、カットオフ周波数調整部53、レゾナンス値調整部54、レゾナンス調整ゲイン変更部55、およびLED発光部56を備える。
なお、本実施の形態では、調整操作手段5には、専らVCF4を調整する部分しか記載していない。しかし、実際の調整操作手段5は、図示を略したが、VCO2における基本波形の波形選択つまみ、VCA3における出力音量の調整つまみ等も備え、VCO2、VCA3に出力する制御パラメータを調整することができる構成になっている。The adjustment operation means 5 prompts the operator to input adjustment values of control parameters to be applied to VCO2, VCA3 and VCF4, and outputs voltage control signals to VCO2, VCA3 and VCF4. The adjustment operating means 5 includes a cutoff frequency adjustment knob 51 , a resonance
Incidentally, in the present embodiment, only the part for adjusting the VCF 4 is described in the adjustment operating means 5. FIG. However, although not shown, the actual adjustment operation means 5 includes a waveform selection knob for the basic waveform of the VCO2 and an adjustment knob for the output sound volume of the VCA3, etc., so that the control parameters to be output to the VCO2 and VCA3 can be adjusted. It is configured.
カットオフ周波数調整つまみ51は、VCF4によりカットオフする基準周波数を調整するつまみである。具体的にはカットオフ周波数調整つまみ51は、VCF4がLPF(Low Pass Filter)の場合上限周波数、HPF(High Pass Filter)の場合下限周波数、BPF(Band Pass Filter)の場合中心周波数を基準周波数として調整する。
レゾナンス値調整つまみ52は、レゾナンス値を変更して、カットオフ周波数付近の帯域を強調する程度を調整する。レゾナンス値調整つまみ52は、多段階でレゾナンス値を調整することを可能とする。具体的には、レゾナンス値調整つまみ52のポジションが0の場合、カットオフ周波数付近の帯域が強調されない状態に設定される。レゾナンス調整つまみ52のポジションを上げていくと、カットオフ周波数付近の帯域の強調が徐々に強くなる。A cutoff frequency adjustment knob 51 is a knob for adjusting the reference frequency cut off by the VCF 4 . Specifically, the cut-off frequency adjustment knob 51 uses the upper limit frequency when the VCF 4 is LPF (Low Pass Filter), the lower limit frequency when HPF (High Pass Filter), and the center frequency when BPF (Band Pass Filter) as the reference frequency. adjust.
The resonance
カットオフ周波数調整部53は、カットオフ周波数調整つまみ51により調整されたカットオフ周波数に基づいて制御パラメータを生成し、VCF4に制御電圧値CV(Control Voltage)を与える。
レゾナンス値調整部54は、レゾナンス値調整つまみ52により調整されたレゾナンス値に基づいて、制御パラメータを生成し、VCF4に制御電圧値CVを与える。A cutoff
The resonance
レゾナンス調整ゲイン変更部55は、レゾナンス値調整つまみ52の単位調整量あたりのゲインを変更する。すなわち、レゾナンス調整ゲイン変更部55では、レゾナンス調整つまみ52を一目盛変化した場合のレゾナンス値のゲインを調整し、後述する自己発振領域の近傍では、ゲインを小さく設定し、それ以外の部分ではゲインを大きく設定することを可能とする。本実施の形態では、レゾナンス調整ゲイン変更部55におけるゲインの変更は、自己発振報知手段9からの制御信号に基づいて変更される。
The resonance adjustment gain changing
LED発光部56は、レゾナンス値調整つまみ52の近傍に設けられ、レゾナンス値調整つまみ52の操作によって自己発振が生じる場合、点灯して操作者にその旨を報知する。LED発光部56の点灯制御は、自己発振報知手段9からの制御信号に基づいて行われる。なお、LED発光部56は、単色のLEDの点消灯によって操作者に報知してもよいが、緑色発光から赤色発光に変化するように、LEDの発光色を変化させることによって操作者に報知してもよい。
The LED
[2]自己発振現象について
次に、自己発振現象について、図2から図4に基づいて説明する。図2から図4において、グラフ(A)はVCF4の入出力信号の周波数スペクトラムであり、グラフA1は入力信号の周波数スペクトラム、グラフA2からグラフA4は出力信号の周波数スペクトラムである。また、グラフ(B)は入力信号の信号レベルの時間的変化を表し、グラフ(C)はグラフ(B)の時間に対応した出力信号の信号レベルである。[2] Self-Oscillation Phenomenon Next, the self-oscillation phenomenon will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 to 4, graph (A) is the frequency spectrum of the input/output signal of the VCF 4, graph A1 is the frequency spectrum of the input signal, and graphs A2 to A4 are the frequency spectrum of the output signal. Graph (B) represents temporal changes in the signal level of the input signal, and graph (C) represents the signal level of the output signal corresponding to the time of graph (B).
VCF4のレゾナンス値が変更されると、VCF4は、操作者が鍵盤等を打鍵したキー識別信号や選択された基本波形に基づいて生成される基本波形とは異なる周波数の出力信号を出力する。たとえば図2(A)では、入力信号の周波数スペクトラムのグラフA1に対して、入力信号には存在していない周波数のピークP1を有する出力信号の周波数スペクトラムのグラフA2が検出される。
図2はレゾナンス値調整つまみ52の調整量が小さい場合であり、本来の出力信号の周波数とは異なる周波数のピークP1の信号レベルも小さい。このため、グラフ(B)に示される入力信号の基本波形に対して、グラフ(C)に示される出力信号の波形は、ピークP1の影響をほとんど受けることなく、グラフ(B)とほぼ同期した状態となる。When the resonance value of the VCF 4 is changed, the VCF 4 outputs an output signal with a frequency different from that of the key identification signal generated by the operator's pressing of the keyboard or the basic waveform generated based on the selected basic waveform. For example, in FIG. 2A, an output signal frequency spectrum graph A2 having a frequency peak P1 that does not exist in the input signal is detected for the input signal frequency spectrum graph A1.
FIG. 2 shows the case where the adjustment amount of the resonance
図3は図2の場合よりもレゾナンス値調整つまみの調整量を大きくした場合であり、本来の出力信号の周波数とは異なる周波数の信号レベルのピークP2が、図2の場合よりも増大している。
しかし、グラフ(A)からもわかるように、ピークP2の信号レベルは、出力信号の周波数スペクトラムのグラフA3の信号レベルのピークとほぼ同じ大きさである。したがって、グラフ(B)に示される入力信号の基本波形に対して、グラフ(C)に示される出力信号の波形は、入力信号の基本波形に同期した信号レベルのピークと、非同期の信号レベルのピークとが混在した形で検出され、自己発振現象の生じ始めの状態の波形となる。FIG. 3 shows a case in which the adjustment amount of the resonance value adjustment knob is increased more than in the case of FIG. there is
However, as can be seen from graph (A), the signal level of peak P2 is approximately the same as the signal level peak of graph A3 of the frequency spectrum of the output signal. Therefore, with respect to the basic waveform of the input signal shown in graph (B), the waveform of the output signal shown in graph (C) has a signal level peak synchronized with the basic waveform of the input signal and a non-synchronous signal level peak. It is detected in a mixed manner with a peak, and becomes a waveform in a state where the self-oscillation phenomenon begins to occur.
一方、図4はレゾナンス値調整つまみ52の調整量を最大とした場合であり、グラフ(A)に示すように、本来の出力信号の周波数とは異なる周波数の信号レベルのピークP3が最大の信号レベルをとるようになる。したがって、グラフ(C)に示される出力信号の波形は、入力信号の基本波形に応じた出力信号の音階とは異なる周波数が検出され、その周期も基本波形とは非同期となり、自己発振現象が生じている状態となる。
On the other hand, FIG. 4 shows the case where the adjustment amount of the resonance
[3]自己発振判定手段8の構造
VCF4に入力する入力信号は入力信号取得手段6により取得され、VCF4から出力されるフィルタ処理後の出力信号は出力信号取得手段7により取得される。
入力信号取得手段6は、VCO2から出力される信号を検出し、FFT(Fast Fourier Transform)解析を行って、図2から図4のグラフ(A)におけるグラフA1のような周波数スペクトラムを生成するとともに、グラフ(B)のような信号レベルの時間的変化を検出し、結果を自己発振判定手段8に出力する。[3] Structure of Self-
The input signal acquisition means 6 detects the signal output from the VCO 2, performs FFT (Fast Fourier Transform) analysis, and generates a frequency spectrum like graph A1 in graphs (A) of FIGS. , a temporal change in signal level as shown in graph (B) is detected, and the result is output to the self-
出力信号取得手段7も同様に、VCF4から出力される信号を検出し、FFT解析を行って、図2から図4におけるグラフ(A)におけるグラフA2からグラフA4のような周波数スペクトラムを生成するとともに、グラフ(C)のような信号レベルの時間的変化を検出し、結果を自己発振判定手段8に出力する。
Similarly, the output signal acquisition means 7 detects the signal output from the VCF 4, performs FFT analysis, and generates frequency spectra such as graphs A2 to A4 in graphs (A) in FIGS. , a temporal change in the signal level as shown in graph (C) is detected, and the result is output to the self-
自己発振判定手段8は、入力信号取得手段6により取得されたVCF4に入力される入力信号の周波数成分、および出力信号取得手段7により取得されたVCF4から出力される出力信号の周波数成分に基づいて、VCF4に自己発振現象が生じているか否かを判定する。
自己発振判定手段8は、図5に示すように、サンプリングクロック生成部81、出力信号サンプリング部82、サンプリング結果保持部83、同期状態検出部84および発振判定部85を備える。The self-oscillation determination means 8 is based on the frequency component of the input signal input to the VCF 4 acquired by the input signal acquisition means 6 and the frequency component of the output signal output from the VCF 4 acquired by the output signal acquisition means 7. , and VCF 4 are self-oscillating.
The self-
サンプリングクロック生成部81は、入力信号の基本波形に基づいて、出力信号のサンプリングを行うサンプリングクロックSCを生成する。具体的には、サンプリングクロック生成部81は、図6に示すように、グラフ(B)に示す入力信号の時間的変化において、入力信号のゼロクロスポイントの時間を検出して、サンプリング期間T1、サンプリング周期T2のサンプリングクロックSCを生成する。なお、本実施の形態ではゼロクロスポイントに基づいてサンプリングクロックSCを生成しているが、入力信号が極大値をとる時間を検出してサンプリングクロックSCを生成してもよい。
The
出力信号サンプリング部82は、サンプリングクロック生成部81により生成されたサンプリングクロックSCに基づいて、VCF4から出力される出力信号の信号レベルをサンプリングする。具体的には、出力信号サンプリング部82は、図7に示すように、VCF4から出力されるグラフ(C)の出力信号から、サンプリング期間T1、サンプリング周期T2で信号レベルをサンプリングする。サンプリング結果は、サンプリング結果保持部83に出力される。
サンプリング結果保持部83は、出力信号サンプリング部82によりサンプリングされたサンプリング結果を所定の期間蓄積して保持する。保持されたサンプリング結果は平均化処理が行われ、同期状態検出部84に出力される。The output
The sampling
同期状態検出部84は、サンプリング結果保持部83により保持されたサンプリング結果に基づいて、VCF4から出力された出力信号が、入力信号と同期状態にあるか、非同期状態にあるかを検出する。具体的には、同期状態検出部84は、入力信号取得手段6および出力信号取得手段7により取得された入力信号、出力信号の信号レベルが所定の閾値以上の信号レベルであることを条件として、以下の場合のいずれかに該当する場合を同期状態であると検出する。
A synchronous
[同期状態の検出条件]
(1)サンプリングクロックSCがVCF4への入力信号から生成されていること。
(2)サンプリング結果の信号レベルに変化がなく一定である。つまり、サンプリングされた出力信号の信号レベルが各サンプルで一致し、入力信号と出力信号が完全に同期していること。
(3)サンプリング結果の信号レベルに変化が認められるが、周期的な変化である。つまり、入力信号の周波数による音階に対して、出力信号の周波数が2倍音、3倍音となる場合であること。[Synchronous state detection conditions]
(1) The sampling clock SC is generated from the input signal to VCF4.
(2) The signal level of the sampling result is constant with no change. That is, the signal level of the sampled output signal should match at each sample, and the input and output signals should be perfectly synchronized.
(3) Changes are observed in the signal level of the sampling results, but they are periodic changes. In other words, the frequency of the output signal is the second overtone and the third overtone with respect to the scale based on the frequency of the input signal.
ただし、上記検出条件は、倍音関係にある成分のみで構成されている波形がVCF4への入力であることが必要である。たとえば、VCO2からの出力が、1つのノコギリ波や三角波の場合が該当する。
VCO2からの入力が2つ以上の場合には、それぞれの入力がSYNC機能などにより同期していれば、検出条件を満たすことができる。
また、入力信号を取り出すポイントは、純粋にVCO2の出力となることも必要である。入力信号を、VCF4のレゾナンス用のフィードバックの影響のない部分から取り出す必要があるからである。
同期状態検出部84は、検出結果を発振判定部85に出力する。However, the above detection condition requires that the input to the VCF 4 is a waveform composed only of harmonically related components. For example, the output from VCO2 corresponds to a single sawtooth wave or triangular wave.
When there are two or more inputs from the VCO 2, the detection condition can be satisfied if the respective inputs are synchronized by the SYNC function or the like.
It is also necessary that the point from which the input signal is extracted should be purely the output of VCO2. This is because the input signal must be extracted from a portion of the VCF 4 that is not affected by feedback for resonance.
The synchronization
発振判定部85は、同期状態検出部84により検出されたサンプリング結果の同期、非同期の状態に基づいて、自己発振が生じているか否かを判定する。具体的には、発振判定部85は、以下の条件にすべて当てはまる場合を自己発振現象が生じていると判定する。
[自己発振の判定条件]
(1)同期状態検出部84により非同期であると検出された場合。
(2)入力信号取得手段6により取得された入力信号の信号レベルが所定の閾値以上である場合。
発振判定部85は、判定結果を自己発振報知手段9に出力する。The
[Self-oscillation criteria]
(1) When the synchronous
(2) when the signal level of the input signal acquired by the input signal acquisition means 6 is equal to or higher than a predetermined threshold;
The
自己発振報知手段9は、発振判定部85の判定結果に基づいて、レゾナンス調整ゲイン変更部55に調整ゲインを変更する制御信号、およびLED発光部56に対して点消灯制御信号を出力する。具体的には、発振判定部85により自己発振現象が生じていると判定された場合、自己発振報知手段9は、レゾナンス調整ゲイン変更部55に調整ゲインを変更する制御信号を出力するとともに、LED発光部56に自己発振現象が生じている場合の点灯状態に点灯させる制御信号を出力する。自己発振現象が生じていないと判定された場合、レゾナンス調整ゲイン変更部55に制御信号を出力せず、LED発光部56に現在の点灯状態を維持する制御信号を出力する。
The self-oscillation notification means 9 outputs a control signal for changing the adjustment gain to the resonance adjustment
レゾナンス調整ゲイン変更部55は、自己発振報知手段9からの制御信号に基づいて、レゾナンス値調整つまみ52のゲイン調整を行う。具体的には、発振判定部85により自己発振現象が生じていると判定されたら、レゾナンス調整ゲイン変更部55は、レゾナンス値調整つまみ52の単位調整量あたりのゲインを小さくして、細かなレゾナンス値の調整を可能にする。自己発振現象が生じていないと判定されたら、レゾナンス調整ゲイン変更部55は、ゲイン調整を行わない。
The resonance
[4]実施の形態の作用
次に、本実施の形態の作用を図8に示すフローチャートに基づいて説明する。
操作者が鍵盤等のUIを操作すると、打鍵された音階を与えるキー識別信号がVCO2に入力される(手順S1)。VCO2は、キー識別信号に基づいて、予め選択された基本波形を有する入力信号を生成する(手順S2)。
VCO2で生成された入力信号はVCF4に入力され、VCF4は、カットオフ周波数調整つまみ51により調整されたカットオフ周波数、レゾナンス調整つまみ52により調整されたレゾナンス値に基づいて、入力信号の基本波形の加工を行う(手順S3)。[4] Actions of the Embodiment Next, actions of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When an operator operates a UI such as a keyboard, a key identification signal giving a keyed scale is input to the VCO 2 (step S1). The VCO 2 generates an input signal having a preselected basic waveform based on the key identification signal (step S2).
The input signal generated by the VCO 2 is input to the VCF 4, which adjusts the basic waveform of the input signal based on the cutoff frequency adjusted by the cutoff frequency adjustment knob 51 and the resonance value adjusted by the
入力信号取得手段6は、VCO2で生成されたVCF4に入力される入力信号を取得し、FFT解析等を行って自己発振判定手段8に出力する(手順S4)。
出力信号取得手段7は、VCF4から出力される出力信号を取得し、FFT解析等を行って自己発振判定手段8に出力する(手順S5)。The input signal acquisition means 6 acquires the input signal input to the VCF 4 generated by the VCO 2, performs FFT analysis and the like, and outputs the signal to the self-oscillation determination means 8 (step S4).
The output signal acquiring means 7 acquires the output signal output from the VCF 4, performs FFT analysis and the like, and outputs it to the self-oscillation determining means 8 (step S5).
サンプリングクロック生成部81は、入力信号取得手段6で取得された入力信号に基づいて、サンプリングクロックSCを生成する(手順S6)。
出力信号サンプリング部82は、生成されたサンプリングクロックSCに基づいて、出力信号の信号レベルのサンプリングを行う(手順S7)。The
The output
同期状態検出部84は、サンプリングされた出力信号の信号レベルに基づいて、入力信号と出力信号が同期状態にあるか否かを検出する(手順S8)。同期状態検出部84は、前述した同期状態の検出条件のいずれかに該当するか否かを判定し、いずれの場合にも該当しない場合には、処理を終了する。
同期状態検出部84は、2つの同期条件のいずれかに該当する場合、入力信号と出力信号は同期状態にあると判定し、その旨の検出結果を発振判定部85に出力する。The
Synchronization
発振判定部85は、同期状態検出部84から入力した検出結果の他、レゾナンス値調整つまみ52で設定されたレゾナンス値、入力信号の信号レベルに基づいて、自己発振の判定条件により、自己発振の判定を行う(手順S9)。
発振判定部85は、自己発振の判定条件のいずれかが該当しない場合には、自己発振現象を生じていないとして処理を終了する。
発振判定部85は、自己発振の判定条件すべを満たすと判定されたら、自己発振が生じている旨の判定結果を自己発振報知手段9に出力する。
自己発振報知手段9は、自己発振現象が生じている旨の判定結果に基づいて、レゾナンス調整ゲイン変更部55に制御信号を出力するとともに、LED発光部56に自己発振現象が生じている場合の点灯状態に点灯させる制御信号を出力し、自己発振現象が生じていることを操作者に報知する(手順S10)。The
If any of the self-oscillation determination conditions are not satisfied, the
When it is determined that all the self-oscillation determination conditions are satisfied, the
The self-oscillation notification means 9 outputs a control signal to the resonance adjustment
[5]実施の形態の効果
このような本実施の形態によれば以下のような効果がある。
アナログシンセサイザー1は、自己発振判定手段8および自己発振報知手段9を備えている。したがって、カットオフ周波数調整つまみ51、レゾナンス値調整つまみ52の調整状態に応じて、VCF4に自己発振が生じるか否かを判定し、操作者にLED発光部56を発光させることにより認識させ、アナログシンセサイザー1から不協和音を発生させることを防止できる。[5] Effects of the Embodiment According to the present embodiment, the following effects are obtained.
The analog synthesizer 1 includes self-oscillation determination means 8 and self-oscillation notification means 9 . Therefore, depending on the adjustment state of the cutoff frequency adjustment knob 51 and the resonance
自己発振判定手段8は、サンプリングクロック生成部81および出力信号サンプリング部82を備えている。したがって、入力信号から直ちにサンプリングクロックSCを生成し、このサンプリングクロックSCに応じた出力信号の信号レベルを検出して、入力信号および出力信号の同期状態を簡単に検出することができる。
The self-oscillation determination means 8 includes a sampling
発振判定部85は、同期状態検出部84の同期状態の検出結果の他、レゾナンス値調整つまみ52によるレゾナンス値が所定の閾値以上、入力信号の信号レベルが所定の閾値以上であることを条件として、自己発振現象が生じているか否かを判定している。したがって、出力される音響信号が所定の音量以上となり、かつカットオフ周波数におけるレゾナンス値が所定の閾値以上の場合に初めて自己発振現象が生じていると判定している。よって、自己発振現象の発生の有無を限られた条件の中で行うので、自己発振現象を制限された状況で操作者に認識させることができ、アナログシンセサイザー1による音作りが制限されることを必要最小限に抑えることができる。
The
発振判定部85による自己発振現象が生じているか否かの判定結果は、自己発振報知手段9を介してレゾナンス調整ゲイン変更部55に出力される。そして、レゾナンス調整ゲイン変更部55は、自己発振現象が生じている場合、レゾナンス値調整つまみ52の操作量あたりの調整ゲインを小さく変更する。したがって、VCF4に自己発振現象が生じていると判定された場合、操作量あたりのゲインを小さくすることにより、微妙なレゾナンス値の調整が可能となり、レゾナンス値調整の操作性が向上する。
The determination result of whether or not the self-oscillation phenomenon has occurred by the
[6]第2の実施の形態
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、説明を省略する。
前述の第1の実施の形態では、同期状態検出部84は、検出された入力信号および出力信号の信号レベルが、完全に一致するか、変化が認められても周期的な変化である場合に、同期していると判定している。そして、発振判定部85は、同期状態検出部84により非同期であると判定され、レゾナンス値の調整量が所定の閾値以上であり、かつ入力信号の信号が所定のレベルの場合に自己発振が生じていると判定していた。[6] Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the description of the same parts as those already described will be omitted.
In the above-described first embodiment, the
これに対して、本実施の形態では、図9に示すように、レゾナンス値(RES)およびカットオフ周波数(FREQ)を予め組み合わせて生じた音声を出力し、これを聴取者に試聴させて自己発振が生じているかを聴取者に判定させ、判定結果を記憶しておき、記憶された判定結果から自己発振が生じているか否かの判定を行っている点が相違する。
具体的には、自己発振判定手段は、アナログシンセサイザーの演奏前にレゾナンス値のパターン数を設定し(手順S11)、続けてカットオフ周波数のパターン数を設定する(手順S12)。On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, a sound generated by combining the resonance value (RES) and the cutoff frequency (FREQ) in advance is output, and the listener is allowed to listen to the sound. The difference is that the listener is made to judge whether or not oscillation is occurring, the judgment result is stored, and whether or not self-oscillation is occurring is judged from the stored judgment result.
Specifically, the self-oscillation determining means sets the number of resonance value patterns before the analog synthesizer plays (step S11), and then sets the number of cutoff frequency patterns (step S12).
次に、自己発振判定手段は、レゾナンス値およびカットオフ周波数を設定されたパターンの初期値に設定する(手順S13)。
設定値に基づいて、キーボード等のUIを打鍵して、設定されたレゾナンス値およびカットオフ周波数に基づく音声を出力する(手順S14)。
出力された音声を聴取者に試聴させ、自己発振しているか否かを判定させ、判定結果の入力を促す(手順S15)。なお、判定結果は、アナログシンセサイザーの所定のボタンの操作を促すことにより可能である。Next, the self-oscillation determining means sets the resonance value and the cutoff frequency to the initial values of the set pattern (step S13).
Based on the set values, the UI such as the keyboard is pressed to output sound based on the set resonance value and cutoff frequency (step S14).
The listener is made to listen to the output sound, determine whether or not self-oscillation is occurring, and is prompted to input the determination result (step S15). Note that the determination result can be obtained by prompting the user to operate a predetermined button on the analog synthesizer.
自己発振が生じているとの判定結果が入力されたら、自己発振判定手段は、設定されたレゾナンス値およびカットオフ周波数の組み合わせでは自己発振が生じることをメモリ等の記憶装置に書き込む(手順S16)。
自己発振が生じていないとの判定結果が入力されたら、自己発振判定手段は、設定されたレゾナンス値およびカットオフ周波数の組み合わせでは自己発振が生じないことをメモリ等の記憶装置に書き込む(手順S17)。When the determination result that self-oscillation occurs is input, the self-oscillation determination means writes in a storage device such as a memory that self-oscillation occurs with the set combination of the resonance value and the cutoff frequency (step S16). .
When the determination result that self-oscillation does not occur is input, the self-oscillation determination means writes in a storage device such as a memory that self-oscillation does not occur with the combination of the set resonance value and cutoff frequency (step S17). ).
自己発振判定手段は、すべてのレゾナンス値およびカットオフ周波数の組み合わせについて判定が終了したか否かを判定する(手順S18)。
すべての組み合わせについて判定が終了している場合、自己発振判定手段は、処理を終了する。
すべての組み合わせについて判定が終了していない場合、自己発信判定手段は、レゾナンス値またはカットオフ周波数のいずれかを新たな設定に更新し(手順S19)、手順S14からを繰り返す。The self-oscillation determining means determines whether or not determination has been completed for all combinations of resonance values and cutoff frequencies (step S18).
If determination has been completed for all combinations, the self-oscillation determining means terminates the processing.
If determination has not been completed for all combinations, the self-transmitting determination means updates either the resonance value or the cutoff frequency to a new setting (step S19), and repeats steps from step S14.
以上の演奏前の準備の終了後、操作者による演奏中は、図10に示すフローチャートに基づいて、自己発振の判定結果を操作者に報知する。
まず、自己発振判定手段は、操作者がレゾナンス値調整つまみを操作して設定したレゾナンス値を取得する(手順S20)。
自己発信判定手段は、操作者がカットオフ周波数調整つまみを操作して設定したカットオフ周波数を取得する(手順S21)。After the above pre-performance preparations are completed, the operator is notified of the determination result of self-oscillation based on the flow chart shown in FIG. 10 during the performance by the operator.
First, the self-oscillation determination means obtains the resonance value set by the operator by operating the resonance value adjusting knob (step S20).
The self-transmission determining means acquires the cutoff frequency set by the operator by operating the cutoff frequency adjusting knob (step S21).
自己発振判定手段は、操作者が設定したレゾナンス値およびカットオフ周波数の組み合わせにより、自己発振が生じるか否かを判定する(手順S22)。判定は、演奏前の準備においてメモリ等の記憶装置に記憶された判定結果に基づいて、操作者による設定値が自己発振するか否かにより行う。
自己発振が生じないと判定されたら、自己発振状態の表示をすることなく、次の手順S24に移行する。
自己発振が生じると判定されたら、自己発振報知手段は、自己発振状態であることを表示する(手順S23)。The self-oscillation determining means determines whether or not self-oscillation occurs based on the combination of the resonance value and the cutoff frequency set by the operator (step S22). The determination is made based on the determination result stored in a storage device such as a memory in preparation before the performance, based on whether or not the value set by the operator self-oscillates.
If it is determined that self-oscillation does not occur, the process proceeds to the next step S24 without displaying the self-oscillation state.
If it is determined that self-oscillation occurs, the self-oscillation notification means displays that it is in the self-oscillation state (step S23).
自己発振判定手段は、操作者にレゾナンス値またはカットオフ周波数の設定値の変更が必要か否かを促す(手順S24)。
操作者により設定値の変更が必要と判定されたら、自己発振判定手段は、レゾナンス調整つまみまたはカットオフ周波数調整つまみの操作を促し、レゾナンス値またはカットオフ周波数を変更して(手順S25)、手順S20からを繰り返す。
設定値の変更が必要なしと判定されたら、UIの打鍵による音声を出力する(手順S26)。The self-oscillation determining means prompts the operator whether or not it is necessary to change the set value of the resonance value or the cutoff frequency (step S24).
When the operator determines that the set value needs to be changed, the self-oscillation determining means prompts the operator to operate the resonance adjustment knob or the cutoff frequency adjustment knob to change the resonance value or the cutoff frequency (step S25). Repeat from S20.
If it is determined that the setting value does not need to be changed, a voice is output by keying on the UI (step S26).
なお、本実施の形態では、カットオフ周波数およびレゾナンス値のパターンの組み合わせにより、自己発振の判定を行っていたが、これに限られない。自己発振に関係するパラメータとしては、カットオフ周波数、レゾナンス値の他にエンベロープのアマウント、サスティン等もあるので、これらを組み合わせた4次配列のマトリックスを用いて自己発振の判定を行ってもよい。 In the present embodiment, self-oscillation is determined based on a combination of cutoff frequency and resonance value patterns, but the present invention is not limited to this. Parameters related to self-oscillation include cutoff frequency, resonance value, envelope amount, sustain, etc., so self-oscillation may be determined using a quaternary array matrix combining these parameters.
このような本実施の形態によれば、前述した効果と同様の効果を享受できる。
また、自己発振の判定を聴取者が試聴して行っているため、人間の聴覚に近い状態で判定基準を設定することができ、自己発振状態の判定をより高精度に行うことができる。
さらに、UIの打鍵による音声出力の前に操作者に自己発振状態が生じるか否かを報知することができるため、自己発振現象により生じた不協和音を聴取者に聞かせることを確実に防止できる。According to this embodiment, the same effects as those described above can be obtained.
In addition, since the listener judges the self-oscillation state by listening, the judgment standard can be set in a state close to human hearing, and the self-oscillation state can be judged with higher accuracy.
Furthermore, since it is possible to inform the operator whether or not the self-oscillation state occurs before voice output by keying on the UI, it is possible to reliably prevent the listener from hearing dissonance caused by the self-oscillation phenomenon.
[7]実施の形態の変形
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形を含むものである。
前述した実施の形態では、アナログシンセサイザー1について説明したが、本発明はこれに限られない。たとえば、前述した実施の形態と同様のVCFを搭載したDJミキサー、サンプラー等の音響機器に本発明を適用してもよい。また、オーディオアンプの発振対策や、高周波送信機における自己発振対策に本発明を適用してもよい。[7] Modifications of the Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes the following modifications.
Although the analog synthesizer 1 has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to audio equipment such as DJ mixers and samplers equipped with VCFs similar to those of the above-described embodiments. The present invention may also be applied to measures against oscillation in audio amplifiers and measures against self-oscillation in high-frequency transmitters.
前述した実施の形態では、入力信号から生成したサンプリングクロックSCにより、出力信号の信号レベルをサンプリングして同期状態を検出していたが、本発明はこれに限られない。
すなわち、VCFのカットオフ周波数の制御電圧値CVおよびレゾナンス値の制御電圧値CVを予め測定し、自己発振現象が生じるポイントを予め把握しておきメモリ等の記憶装置に記憶しておき、VCFの動作時には、リアルタイムでこれらの制御電圧値CVを検出して記憶装置内の自己発振現象が生じる制御電圧値と照合して自己発振の判定を行ってもよい。ただし、この場合、温度変化による誤差には対応することができない。In the above-described embodiment, the signal level of the output signal is sampled by the sampling clock SC generated from the input signal to detect the synchronous state, but the present invention is not limited to this.
That is, the control voltage value CV of the cutoff frequency of the VCF and the control voltage value CV of the resonance value are measured in advance, and the point at which the self-oscillation phenomenon occurs is grasped in advance and stored in a storage device such as a memory. During operation, these control voltage values CV may be detected in real time and compared with the control voltage values at which the self-oscillation phenomenon occurs in the storage device to determine self-oscillation. However, in this case, errors caused by temperature changes cannot be dealt with.
前述した実施の形態では、アナログシンセサイザー1で使用する1つのVCF4の入力信号および出力信号に基づいて、自己発振現象が生じるか否かの判定を行っていたが、本発明はこれに限られない。
すなわち、VCF4と並列に別のVCFを準備して、VCO2から同じ入力信号を2つのVCFに入力する。別のVCFは、カットオフ周波数はVCF4と同じに設定しておくが、レゾナンス値を0.65付近の自己発振現象が生じない値に設定しておく。そして、2つのVCFから出力される出力信号の信号レベルを検出し、並列接続された別のVCFに対して、VCFの出力信号の信号レベルが著しく大きくなったら(所定の閾値以上となったら)、自己発振現象が発生したと判定するようにしてもよい。In the above-described embodiment, whether or not the self-oscillation phenomenon occurs is determined based on the input signal and output signal of one VCF 4 used in the analog synthesizer 1, but the present invention is not limited to this. .
That is, another VCF is prepared in parallel with VCF4, and the same input signal is input to the two VCFs from VCO2. The other VCF is set to have the same cutoff frequency as VCF4, but the resonance value is set to a value around 0.65 that does not cause the self-oscillation phenomenon. Then, the signal levels of the output signals output from the two VCFs are detected, and if the signal level of the output signal of the VCF becomes significantly larger than that of another VCF connected in parallel (if it exceeds a predetermined threshold value) , it may be determined that the self-oscillation phenomenon has occurred.
前述の実施の形態では、自己発振現象が生じていると判定されたら、LED発光部56を点灯させることにより、操作者に自己発振現象の発生を報知していたが、本発明はこれに限られない。たとえば、自己発振現象の発生を音響信号により操作者に認識させたり、レゾナンス値調整つまみ52を振動させることにより操作者に認識させるようにしてもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的構造および形状等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。In the above-described embodiment, when it is determined that the self-oscillation phenomenon has occurred, the operator is notified of the occurrence of the self-oscillation phenomenon by turning on the LED
In addition, the specific structure, shape, and the like in carrying out the present invention may be other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved.
1…アナログシンセサイザー、2…VCO、3…VCA、4…VCF、5…調整操作手段、6…入力信号取得手段、7…出力信号取得手段、8…自己発振判定手段、9…自己発振報知手段、53…カットオフ周波数調整部、54…レゾナンス値調整部、55…レゾナンス調整ゲイン変更部、56…LED発光部、81…サンプリングクロック生成部、82…出力信号サンプリング部、83…サンプリング結果保持部、84…同期状態検出部、85…発振判定部、A1…グラフ、A2…グラフ、A3…グラフ、A4…グラフ、CV…制御電圧値、P1…ピーク、P2…ピーク、P3…ピーク、SC…サンプリングクロック、T1…サンプリング期間、T2…サンプリング周期。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Analog synthesizer 2...
Claims (6)
前記フィルタ処理手段によるフィルタ処理の制御パラメータの調整を操作者に行わせる調整操作手段と、
前記フィルタ処理手段への入力信号を取得する入力信号取得手段と、
前記フィルタ処理手段によりフィルタ処理された出力信号を取得する出力信号取得手段と、
取得された入力信号の周波数成分および取得された出力信号の周波数成分を比較して、前記入力信号および前記出力信号の同期状態に基づいて、自己発振が生じているか否かを判定する自己発振判定手段と、
前記自己発振判定手段により自己発振が生じていると判定されたら、その旨を前記操作者に報知する自己発振報知手段と、
を備える音響機器。 a filter processing means for performing filter processing for processing the waveform of an input signal and outputting the waveform;
adjustment operation means for allowing an operator to adjust control parameters for filtering by the filtering means;
an input signal obtaining means for obtaining an input signal to the filtering means;
an output signal obtaining means for obtaining an output signal filtered by the filtering means;
Self-oscillation determination for determining whether or not self-oscillation occurs based on the synchronization state of the input signal and the output signal by comparing the acquired frequency component of the input signal and the acquired frequency component of the output signal. means and
self-oscillation notification means for notifying the operator of the occurrence of self-oscillation when the self-oscillation determination means determines that self-oscillation is occurring;
Acoustic equipment with
前記自己発振報知手段は、前記操作者に視覚的に認識させる音響機器。 In the acoustic device according to claim 1,
The self-oscillation notifying means is an acoustic device that visually recognizes the operator.
前記自己発振判定手段は、
前記取得された入力信号の波形からサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成部と、
前記サンプリングクロック生成部により生成されたサンプリングクロックにより、前記取得された出力信号の信号レベルをサンプリングする出力信号サンプリング部と、
前記サンプリングクロック生成部により生成されたサンプリングクロックに応じた入力信号の信号レベル、および前記出力信号サンプリングによりサンプリングされた出力信号の信号レベルに基づいて、同期状態を検出する同期状態検出部と、
前記同期状態検出部により検出された同期状態に基づいて、自己発振が生じているか否かを判定する発振判定部と、
を備える音響機器。 In the acoustic equipment according to claim 1 and claim 2,
The self-oscillation determination means is
a sampling clock generator that generates a sampling clock from the obtained waveform of the input signal;
an output signal sampling unit for sampling the signal level of the acquired output signal by the sampling clock generated by the sampling clock generation unit;
a synchronization state detection unit for detecting a synchronization state based on the signal level of the input signal according to the sampling clock generated by the sampling clock generation unit and the signal level of the output signal sampled by the output signal sampling;
an oscillation determination unit that determines whether or not self-oscillation occurs based on the synchronization state detected by the synchronization state detection unit;
Acoustic equipment with
前記発振判定部は、前記同期状態検出部により検出された前記入力信号の信号レベルと前記出力信号の信号レベルとの周期が同じであるとき、または、周期は異なるが所定の期間で同期するときに、自己発振は生じていないと判定する音響機器。 In the acoustic device according to claim 3,
The oscillation determining section detects when the periods of the signal level of the input signal and the signal level of the output signal detected by the synchronization state detecting section are the same, or when the periods are different but are synchronized in a predetermined period. Also, an acoustic device that determines that self-oscillation does not occur.
前記発振判定部は、同期状態検出部により検出された同期状態が非同期であると判定され、前記フィルタ処理手段に入力される入力信号の信号レベルが所定の閾値以上である場合に自己発振が生じていると判定する音響機器。 In the acoustic equipment according to claim 3 or claim 4,
The oscillation determination unit determines that the synchronization state detected by the synchronization state detection unit is asynchronous, and self-oscillation occurs when the signal level of the input signal input to the filtering unit is equal to or higher than a predetermined threshold. audio equipment that determines that
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