JPH012100A - ディジタル歪付加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば電子楽器の分野で利用することができ
゛るディジタル歪付加装置に関する。

「従来の技術」 電子楽器では電気的な発振器によって原信号を発生させ
、発振器から出力された信号に波形処理を施し、各種の
音色を持つ楽音信号を生成している。

この楽音信号に任意の歪みを与えることによって各種の
音響効果を得ることができる。

このため従来より電子楽器の分野では生成した楽音信号
に歪みを付加し、各種の音を作るエフェクタが実用され
ている。

「発明が解決しようとする・問題点」 従来はダイオードの非直線特性等を利用し、アナログ回
路によって信号に歪みを与える装置を構成している。ア
ナログ回路によって歪み付加装置を構成した場合、信号
に与える歪みの特性を変えるには各特性毎に回路を用意
しなければならない。

このため付加する歪み特性の種類を多種に採ると回路の
規模が大きくなってしまう欠点がある。

この発明の目的は比較的小さな回路規模で各種の歪み特
性を得ることができる歪付加装置を提供するにある。

「問題点を解決するための手段」 この発明では歪みを与えるべき信号をＡＤ変換するＡＤ
変換器と、このＡＤ変換器でＡＤ変換したディジタル信
号を累乗ずる乗算手段と、この乗算手段から得られる累
乗値にそれぞれ係数を乗ずる係数乗算手段と、この係数
乗算手段の乗算結果を加え合わせる加算手段とミこの加
算手段で加算した加算結果をＤＡ変換するＤＡ変換器と
によってディジタル歪付加装置を構成したものである。

この発明の構成によれば係数乗算手段によって入力信号
の累乗値を持つディジタル信号に係数を乗じ、この係数
を適宜に設定することによって歪み特性を変えることが
できる。

従ってこの発明によれば複数のディジタル乗算手段と、
一つの加算手段によって歪付加装置を構成することがで
きる。特に係数を変えるだけで各種の歪み特性を持つ信
号を生成することができるから回路規模が小さくても多
種の歪み特性を付加することができる歪付加装置を提供
できる。

「実施例」 第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１は入力端子
を示す。この入力端子ｌに歪みを４菟るべきアナログ信
号Ｘを入力する。入力端子ＩＫ大入力れた入力信号Ｘは
ローパスフィルタ２を通じてＡＤ変換器３に与えられる
。

ローパスフィルタ２の遮断周波数はＡＤ変換器３のサン
プリング周波数をＦｓ−とした場合、２　ＦＳＯＩ→に
選定する。このローパスフィルタ２はアナｌ：ｌクアン
チ・アリアジング・フィルタと呼ばれ、ＡＤ変換器３の
ＡＤ変換出力にそのサンプリング周波数Ｆｓ−を中心と
して低周波帯域へ折り返される信号成分が発生すること
を阻止するために設けられる。

ＡＤ変換器３のＡＤ変換出力はディジタル・ローパス９
フイルタ４で更に１Ｆｓ−以上の成分を除去され、オー
バサンプリング回路５に与えられる。

このオーバサンプリング回路５はＡＤ変換器３における
サンプリング周°波数ＦｓのＮ倍の周波数で、ＡＤ変換
出力を再サンプリングする。この再サンプリングの周波
数は例えば数１００ＫＨｚ程度に選定する。

オーバサンプリング回路５で再サンプリングされたディ
ジタル信号刈）はディジタル歪付加手段６に入力され、
このディジタル歪付加手段６によって任意の特性を持つ
歪みが与えられる。

ディジタル歪付加手段６で歪みが与えられたディジタル
信号Ｙ＋１）は、ＦＳ−を遮断周波数とするディジタル
［株］ローパス・フィルタフに供給し、そのＦ波出力を
リサンプリング回路８に与える。リサンプリング回路８
ではＮ−Ｆｓ−の周波数の繰り返しで出力されるディジ
タルデータを１ハの周波数Ｆ３１）＋ｚ）の周波数を持
つデータ量にリサンプリングし、そのリサンプリングし
たディジタルデータをＤＡ変換器９に入力し、ＤＡ変換
して出力端子１０に歪みが与えられたアナログ信号Ｙを
出力する。

ここでディジタル歪付加手段６は例えば第２図に示すよ
うに構成することができる。

第２図においてＩＩＡ、ＩＩＢ、ＩＩＣ・・・１１Ｎは
それぞれ入力信号Ｘ＋＋＋を累乗ずる乗算手段を示す。

この各乗算手段１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣ・・・・・・１
１Ｎはそれぞれ継続接続されると共に、その各他方の入
力端子に入力信号箔）を与え、Ｘ１ｌｌの累乗演算を行
う。つまり例えば乗算手段１１Ａからｆが出力され、乗
算手段１．ＩＢから父が出力され、乗算手段１１Ｃから
ずが出力され・・・・・・乗算手段１１Ｎからｒが出力
される。

各乗算手段１１Ａ〜ＩＩＮの出力は係数乗算手段１２Ａ
、１２Ｂ、１２Ｃ・・・・・・１２Ｎに与え、歪み特性
を与える係数ａｓ、　ａ２．　ａａ・・・・・・ａｎを
乗算する。

係数乗算手段１２Ａ−１２Ｎの乗算出力は加算手段１３
に与え、各係数乗算手段１２Ａ〜１２Ｎの乗算結果の総
和を算出し、その総和の値猫）をリサンプリング回路８
に与える。

係数乗算手段１２Ａ−１２Ｎに与える係数ａｔ〜ａｎは
例えばＲＯＭ１４から与えることができる。

ＲＯＭ１４には各種の歪み特性を与えるための係数ａ１
〜ａｎを書き込んでおき、その各歪み特性を与える係数
ａ！〜ａｎを選択スイッチ１５で選択して読串し、係数
乗算手段１２Ａ−１２Ｎに与える。

このような歪付加手段６によれば係数ａ１〜ａｎを適当
値に設定することによって歪み特性を変更することがで
きる。

その理由を以４下に説明する。ディジタル歪付加手段６
における測叱）ａｍ　・％を計算していることになる。

而はあらかじめＲ，０Ｍ１４から与えられる係数である
。

振幅Ｐの正弦波が例えば７次の非線形回路に入力された
ときの出力を求める。

入力信号Ｘ＋＋＋をＸｉ＋＋＝　ｐ　ｓｉｎ　ｔ　＋　
出力信号をＹｉｌとした場合、 Ｙ、＋＝　Ｉ’　ａｎＸ” ＝　′Ｉ：ａｎｐｎｓｉｎ”　ｊ ＝　−（５ｐ’ａｓ＋６　ｐ’ａａ＋８ｆ　ａ２−１−
１６ａｏ　）＋　−（５ｐ’　ａｙ＋８ｐ’　ａｓ＋１
６ｐ３ａ３−１−６４ｐａｔ　）ｓｉｎｔ：（省略） 一−ｒ１ａ？５ｉｎ７ｔ となり、各高調波の量はｐ＊　ａｓ、　ａｔ、・・・・
・・ａｌの関数として求められる。

ここで指定された入力振幅ｐの正弦波に対して、その出
力の各高調波の大きさをｑユで表わすとｑｎはと書ける
ので、ｑ６　＊　（Ｉｔ　＃　”””　ｑ？を指定して
やって、上の連立１次方程式を解くことにより係数ａｏ
、ａｔ・・・・・・８丁を求めることができる。これは
指定の振幅で自由に歪み特性を持つ回路が設計できるこ
とを示唆している。しかし、上の行列が特異となる場合
は設計不可能となる。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によればディジタル歪付加
手段６の係数乗算手段１２Ａ〜１２Ｎに与える係数ａ１
〜ａｎを適当値に設定することにより歪み特性を自由に
変更することができる。

従って例えば各歪み特性を与えるための係数をＲ，０Ｍ
１４にあらかじめ書き込んでおき、選択スイッチ１５の
切替えによってＲ，０Ｍ１４から必要な歪み特性に対応
した係数ａｌ、　ａｘ、　ａｓ・・・・・・ａｎを読出
すことによって自由に歪み特性を設定することができる
。Ｒ，０Ｍ１４には比較的多くの係数を書き込んでおく
ことができるから多くの数の歪み特性を設定することが
できる。

よってこの発明によれば乗算手段１１Ａ〜ＩＩＮと、１
２Ａ〜１２Ｎ及び加算手段１３及びＲＯＭ１４を加えた
構成によって多くの種類の歪み特性を信号に与えること
ができる。

この結果、回路規模が小規模であるにもかかわらず、多
くの種類の歪み特性を設定することができる歪付加装置
を提供することができる。

また上述の実施例のように、ＡＤ変換器３の前段ニロー
バスフィルタ２　ｔ’　設’Ｉｆ、　コノａ　−）＜　
、ｘ　フィルタ２によってＡＤ変換器３のサンプリング
周波数Ｆｓ　＠４の百以上の周波数の信号を除去し、更
にオーバサンプリング回路６でＦｓｒｐ４のＮｇｊの周
波数Ｎ−Ｆｓｒ１１ｄに変換してディジタル歪付加型９
６に与える構成としたからディジタル歪付加％Ｗ１６の
出力信号■）にアリアジングが発生することはない。

つまりディジタル歪付加型Ｒ６に入力される信ディジタ
ル歪付加チ稼６では、、Ｎ、Ｆｓｏ］）以上の高調波は
発生しない。これに対しディジタル歪付加％Ｒ６の出力
■）はＮ−Ｆｓ＠ｚｌのサンプリング周波数を持つから
この出力信号Ｍｌｌにアリアジングが起きることはない
。よって歪付加テ３６で与える歪み特性がアリアジング
によって乱されることなく、初期の目的とする歪み特性
を与えることができる。

なお、上述ではディジタル歪付加型Ｒ６を乗算手段１１
Ａ〜ＩＩＮ及び１２Ａ〜１２Ｎ、加算手段１３等で構成
したが、これらをマイクロコンピュータに置き換えるこ
とができる。

また一つの乗算器を時分割して利用して累乗を求めるよ
うに構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明するためのブロック
図、第２図はこの発明に用いるディジタル付加装置の一
例を説明するためのブロック図である。 に入力端子、２：アナログ・ローパス・フィルタ、３　
：　ＡＤ変換器、°４：ディジタル・ローパス・フィル
タ、５：オーバサンプリング回路、６：ディジタル歪付
加手段、７：ディジタル・ローパス・フィルタ、８：リ
サンプリング回路、９　：　ＤＡ変換器、ｌＯ：出力端
子、ＩＩＡ〜ＩＩＮ：乗算手段、１２Ａ−１２Ｎ：係数
乗算手段、１３：加算手段、１４：ＲＯＭ、１５：選択
スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ、歪みを与えるべき信号をＡＤ変換するＡＤ変
   換器と、 Ｂ、このＡＤ変換器でＡＤ変換したディジタル信号を累
   乗する乗算手段と、 Ｃ、この複数の乗算手段から得られる各累乗値を持つデ
   ィジタル信号にそれぞれ係数を乗ずる係数乗算手段と、 Ｄ、この係数乗算手段の乗算結果を全て加え合わせる加
   算手段と、 Ｅ、この加算手段で加算した加算結果をＤＡ変換するＤ
   Ａ変換器と、 によって構成したディジタル歪付加装置。