JPH0157355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は自動リズム演奏装置に関し、方式の
異なる２つの音源を備えるとともに、例えば１つ
の打楽器音のアタツク・デイケイ部分とサステイ
ン・リリース部分とをそれぞれ別個の音源を用い
て発生させるというように、これらの２つの音源
を時間的に使い分けることによつて、より高品質
の打楽器音を発生するようにした自動リズム演奏
装置に関する。 従来の自動リズム演奏装置は、リズムパターン
メモリから自動的に発生されるリズムパターンパ
ルスによつて音源を駆動し、リズム楽器音を得て
いた。この音源としては例えば、エンベロープを
後から付与する方式では、 (1) 三角波、鋸歯状波、矩形波等、特定の波形を
発生し、この波形を所望のフイルタで整形する
フイルタ方式 (2) １周期（０〜2π）または半周期分（０〜π）
の波形のサンプリングデータを記憶しておき、
このデータを繰り返し読み出す１または半波形
記憶読出方式 (3) 基本数およびその高調波の関係にある複数の
正弦波を発生し、これらの正弦波をそれぞれ適
当なレベルに調整して混合する倍音合成方式 また、エンベロープも同時に発生する方式で
は (4) 時間、レベル等の係数を所定の数式に当ては
めて波形の各瞬時値を順次演算して出力する演
算方式 (5) 発生すべき全波形を例えばパルスコード化し
てメモリに格納し、必要に応じて読み出す全波
形記憶読出方式 など種々の音源方式が知られており、それぞれが
様々な長所および短所を有している。例えば全波
形記憶読出方式はアタツク部分の立ち上りの鋭い
迫力のある音が得られるがサステイン部分の長い
音はメモリ容量の都合上好ましくない。一方、演
算方式（例えばFM音源）は演算の定数を記憶し
ておくだけでよくサステインの長い音は回路上得
意とするが、立ち上り時の不規則性の多い衝撃感
を出す音の再現性は悪い。 ところで上述の従来の自動リズム演奏装置にお
いては１種類の音源方式しか採用していないた
め、採用した音源方式の短所がそのまま表われ、
豊かな音、リアル感のある音が発生できないか、
もしくは発音する音の種類に限りがある等の不都
合があつた。 この発明は、上述の従来形における問題点に鑑
み、オートリズム装置において、２種類の音源方
式を採用して、それぞれ一方の音源方式の欠点を
他方の音源方式により補いつつ多種類の、かつよ
りリアルな音の発生を可能とすることを目的とす
る。この目的を達成するためにこの発明では、各
種のリズムパターンが格納されたパターンメモリ
と、このパターンメモリから予め選択されたリズ
ム種類のリズムパターンを読み出してリズムパタ
ーンパルスを発生するパターン読出手段とを有す
る自動リズム演奏装置において、所望のリズム楽
器楽音波形の少なくともアタツク部分の波形を記
憶した波形メモリで、これを読み出して楽音信号
を得る第１の音源回路と、前記所望のリズム楽器
楽音波形の主にサステイン部分の楽音を発生する
ため、共に可聴周波数帯域にある搬送波と変調波
とによる周波数変調によつて楽音信号を得る第２
の音源回路とを具備し、１つの前記リズムパター
ンパルスに従いこれら第１および第２の音源回路
で前記所望のリズム楽器楽音の異なる部分のエン
ベロープを形成し、これらを組合せ出力すること
により前記所望のリズム楽器楽音を得ることを特
徴とする。 以下図面を参照してこの発明の実施例を詳細に
説明する。 （実施例の全体構成説明） 第１図はこの発明に係る自動リズム演奏装置の
回路構成を示す。同図の自動リズム演奏装置は、
リズム選択スイツチ１０により選択されたリズム
種類のリズム音データをリズムパターンパルス発
生回路２０、第１の音源回路３０、第２の音源回
路４０および加算器５０等においてデイジタル処
理によつて形成し、このリズム音データをＤ／Ａ
変換器６０によつてアナログ信号に変換した後、
増幅器７１およびスピーカ７２を含むサウンドシ
ステム７０によつて音響として発音する。 また、第１図の自動リズム演奏装置においては
各種演算器、レジスタ等を複数のチヤンネルで時
分割的に共用するデイジタル時分割処理方式を採
用することにより簡略な回路構成で複数の打楽器
音の同時発音を可能としている。チヤンネルカウ
ンタ８０は、この自動リズム演奏装置内に時分割
打楽器音形成チヤンネルを形成するためのもの
で、この装置全体を駆動するシステムクロツクφ
をカウントし、このクロツクφの１周期分の時間
（以下１ビツトタイムという）幅で順次０〜７の
チヤンネル番号CHNOを出力する。この装置内、
特に音源回路３０および４０においては、このチ
ヤンネル番号に基づいて各種データおよび制御信
号等を読み出し、前記の各種演算器、レジスタ等
に与えることにより、それぞれのチヤンネル番号
に対応する８つの時分割打楽器音形成チヤンネル
が形成され、この各チヤンネルごとに割り当てら
れた打楽器音が形成される。また、このチヤンネ
ルカウンタはチヤンネル番号CHNOの０〜７を
カウントする８ビツトタイム（以下１サイクルタ
イムという）ごとに例えばカウント０の立ち上り
部分でチヤンネル同期信号SYNCを発生する。こ
のチヤンネル同期信号SYNCの用途については後
述する。さらに、この装置においては、各打楽器
音形成チヤンネルにおける打楽器種類を固定せ
ず、リズム種類ごとに各チヤンネルに打楽器種類
を割り当てているため、全リズム種類では１リズ
ム種類における同時発音数（チヤンネル数）より
も多くの種類、最大で（リズム種類）×（チヤンネ
ル数）の打楽器音を発生することができる。楽器
番号ROM９０はリズム選択スイツチ１０に設定
されたリズム種類およびチヤンネル番号CHNO
を入力として楽器名または楽器音種類に相当する
楽器番号INOを出力する変換ROMからなり、リ
ズム種類ごとに各チヤンネルにおいて形成すべき
打楽器音種類を指定する。 リズムパターンパルス発生回路２０は、テンポ
クロツク発振器２１、テンポカウンタ２２、パタ
ーンメモリ２３、微分回路２４およびマルチプレ
クサ２５を備え、リズム選択スイツチ１０により
予め選択されたリズム種類のリズムパターンパル
スを発生するとともにこのリズムパターンパルス
を論理的に微分して幅１ビツトタイム、レベル
“１”のキーオンパルスKONを発生する。 テンポクロツク発振器２１は可変周波数発振器
よりなり、この発振器２１の発振周波数によりこ
の装置が演奏するリズムのテンポが決定される。
テンポカウンタ２２はテンポクロツク発振器２１
の発生するテンポクロツクTMPをカウントする。
パターンメモリ２３は各種のリズムパターンが格
納されており、リズム選択スイツチ１０により指
定されたエリアのリズムパターンパルスがテンポ
カウンタ２２のカウント値で指定されるアドレス
に従つて順次読み出され、リズムパターンパルス
を発生する。微分回路２４はチヤンネルカウンタ
２０が１サイクルタイムごとに発生するチヤンネ
ル同期信号SYNCが入力する度にパターンメモリ
２３の出力を取り込み、前回取り込んだときのレ
ベルが“Ｏ”で今回が“１”のときのみ１サイク
ルタイム幅“１”レベルの微分出力を発生する。
マルチプレクサ２５は、微分回路２４から各チヤ
ンネルごとに１つのラインで出力される１サイク
ルタイム幅の各微分出力を、対応するチヤンネル
番号CHNOが発生したときにサンプリングして
１ビツトタイム幅のキーオンパルスKONを得、
これらのキーオンパルスKONを単一のラインに
順次送出する。すなわち８チヤンネルのキーオン
パルス出力を時分割多重化して出力する。 このキーオンパルスKONは方式の互に異なる
２つの音源回路３０および４０に並列して入力さ
れ、音源回路３０および４０においては異なるエ
ンベロープの２つの打楽器音が各キーオンパルス
に基づいて形成される。 第１の音源回路３０は、前述の全波記憶読出方
式のもので、アドレスカウンタ制御回路３１、ア
ドレスカウンタ３２、スタート／エンドアドレス
ROM３３、加算器３４、打楽器メモリ３５、お
よび比較器３６を具備し、時分割処理によつて８
個の打楽器音を同時形成することができる。この
第１の音源回路３０は第２図実線に示すような打
楽器のアタツクデイケイ部分の音を主に発生す
る。 アドレスカウンタ制御回路３１は、アドレスカ
ウンタ３２の動作を制御するもので、キーオンパ
ルスKONが入力すると、アドレスカウンタ３２
をクリアしてカウントを開始させ、比較器３６が
後述のエンド信号を発生したときカウントを停止
させる。アドレスカウンタ３２は時分割多チヤン
ネル式の８チヤンネル分のカウンタを備え、アド
レスカウンタ制御回路３１からの制御信号に従つ
て各チヤンネルごとに対応するチヤンネル番号
CHNOの到来数またはシステムクロツクφをカ
ウントしてアドレス信号を発生する。スタート／
エンドアドレスROM３３は打楽器メモリ３５の
楽器番号INOに対応する打楽器音が記憶されて
いるエリアのスタートアドレスとエンドアドレス
とを楽器番号INOをアドレスとして出力する変
換ROMである。加算器３４はアドレスカウンタ
３２の出力とスタート／エンドアドレスROM３
３のスタートアドレスとを加算する。打楽器メモ
リ３５は、生の楽器音がPCM記録してあり、加
算器３４の出力で指定されるアドレスのパルスコ
ードデータを順次発生することによつて楽器音を
再生する。比較器３６はスタート／エンドアドレ
スROM３３から発生するエンドアドレスとアド
レスカウンタ３２の出力するアドレスとを比較し
てこれらのアドレスが一致したときアドレスカウ
ンタ制御回路３１にエンド信号を送出する。アド
レスカウンタ制御部３１はこのエンド信号が入力
すると前述のようにアドレスカウンタ３２のカウ
ントを停止し、該当する楽器音の形成を終了す
る。 第２の音源回路４０は、いわゆるFM音源で、
オペレーシヨンカウンタ４１、位相データメモリ
４２、アキユムレータ４３、加算器４４、サイン
テーブル４５、エンベロープ形成データROM４
６、エンベロープ形成回路４７、演算器４８およ
び演算コントロール回路４９を具備し、８つの時
分割打楽器音形成チヤンネルのそれぞれについて
楽器番号INOで指定される演算式および演算の
各段階において発生する位相データ、エンベロー
プ形成データに基づき打楽器音の各瞬時値を順次
（例えば４サイクルタイムごとに）演算すること
により８個の打楽器音を同時形成する。この第２
の音源回路４０は第２図点線に示すような打楽器
音のサステイン・リリース部分を主に発生する。 このFM音源は基本式 Ｅ（ｔ）＝Ａ（ｔ）sin｛ωct ＋Ｉ（ｔ）sinωmt｝ ……(1) 但し、Ｅ（ｔ）：打楽器音瞬時値（例えば電圧） Ａ（ｔ）：振幅係数 ωc：搬送波角周波数 Ｉ（ｔ）：変調指数 ωm：変調波角周波数 で表わされる演算をオペレーシヨンシーケンスに
基づいて複数回行ない、上式中の Ｉ（ｔ）sinωmt に前回までの演算結果や定数等適宜選択して代入
することにより種々のFM変調波形を得るもので
ある。この実施例においては４回の演算を行な
い、例えば Eo（ｔ）＝Ａ（ｔ）sin｛ωct ＋I₁（ｔ）sinωm₁t ＋I₂（ｔ）sinωm₂t ＋I₃（ｔ）sinωm₃t｝ ……(2) Eo（ｔ）＝A₁（ｔ）sin｛ωc₁t ＋I₁（ｔ）sinωm₁t｝ ＋A₂（ｔ）sin｛ωc₂t ＋I₂（ｔ）sinωm₂t｝ ……(3) などの式で表わされるFM変調波形を得ている。 オペレーシヨンカウンタ４１はチヤンネルカウ
ンタ８０が１サイクルタイムごとに発生するチヤ
ンネル同期信号SYNCを繰り返しカウントして０
〜３の４つのステージ番号STNOを発生する。
位相データメモリ４２は各楽器番号INOおよび
ステージ番号STNOごとに搬送波角周波数ωcま
たは変調波角周波数ωmに関する位相データωc／
ωmを発生する。アキユムレータ４３は（チヤン
ネル数）×（ステージ数）＝32個のアキユムレータ
よりなり、チヤンネルおよびステージごとに角周
波数ω（ωc、ωm等）と時間ｔとの積である角度
データωtを演算して出力する。なお、この角度
データ演算は１ビツトタイム内にリアルタイムで
行なうのが好ましい。このためには位相データと
して角周波数ωを32τ倍（但しτ＝１ビツトタイ
ム）した値を記憶・読出するようにし、アキユム
レータ４３ではこの位相データ32τωを32ビツト
タイムすなわち４サイクルタイム（以下１処理時
間という）ごとに累算するとよい。加算器４４は
Ａ、B2個の入力端子を有しアキユムレータ４３
からＢ端子に入力する角度データωtと演算器４
９からＡ端子に帰還される帰還データＧ（ｔ）と
を加算し、サインテーブル４５は加算器４５は加
算器４４の出力ωt＋Ｇ（ｔ）をsin｛ωt＋Ｇ（ｔ）｝
に変換する。エンベロープ形成データROM４６
は楽器番号INOとステージ番号STNOとにより
アドレスされて振幅係数Ａ（ｔ）または変調指数
Ｉ（ｔ）を発生する変換ROMである。エンベロ
ープ形成回路４７はキーオンパルスKONが入力
したとき演算器４９を初期化し、以後エンベロー
プ形成データＡ（ｔ）／Ｉ（ｔ）（振幅係数Ａ（ｔ）
または変調指数Ｉ（ｔ）を演算器４９に送出する。
演算コントロール回路４８は楽器番号INOごと
ステージ番号ごとに演算器４９内のレジスタ、セ
レクタ、ゲート等を制御して各種の演算式を実現
する。演算器４９は、サインテーブル４５の出力
sin｛ωt＋Ｇ（ｔ）｝とエンベロープ形成回路４７の
出力するエンベロープ形成データＡ（ｔ）／Ｉ
（ｔ）との乗算を行なう演算回路、この演算出力
をそのまま１サイクルタイム記憶するレジスタ
Ｑ、１処理時間記憶するレジスタＦ、ステージ０
〜３の所望の演算出力を加算して記憶するレジス
タＭ、加算器４４のＡ端子に帰還する期間データ
Ｇ（ｔ）をこれらのレジスタの内容および定数０
（無帰還）の中から選択するセレクタまたはゲー
トを含む。なお、この音源回路４０においては、
サインテーブル出力およびエンベロープ形成デー
タを対数値で出力し、演算器４９の演算回路にお
ける乗算を対数の加算で行なつた後逆対数変換す
ることにより積、例えばＡ（ｔ）sin｛ωt＋Ｇ（ｔ）｝
を求めており、このため、乗算をリアルタイムで
行なうことができる。 次に、このFM演算回路４０の動作を説明す
る。 例 １ 先ず、前記(2)式を実現する場合について説明す
る。 ステージ（オペレーシヨンカウンタ４１のカウ
ント値）０〜３において各部で出力される位相デ
ータωc／ωm、エンベロープ形成データＡ
（ｔ）／Ｉ（ｔ）、帰還データＧ（ｔ）を出力するレ
ジスタ、および演算回路の演算出力を格納するレ
ジスタＱ／Ｍ／Ｆを第１表に示す。

【表】 先ず、ステージ０おいて、位相データメモリ４
２は位相データωm1を出力し、アキユムレータ
４３はωm1と経過時間ｔとの積ωm1tを出力す
る。一方、演算コントロール回路４８は演算器４
９の帰還出力をオフしているのでＧ（ｔ）＝０であ
る。従つて加算器４４の出力は０＋ωm1t＝
ωm1tとなり、サインテーブル４５はこの加算出
力をsinωm1tに変換した後、演算器４９に送出す
る。演算器４９ではサインテーブル４５の出力
sinωm1tとエンベロープ形成回路４７の出力I1
（ｔ）とを乗算し、演算出力E1（ｔ）＝I1（ｔ）
sinωm1tをレジスタＭに格納する。ステージ１お
よび２においても位相データωm2、ωm3および
エンベロープ形成データI2（ｔ）、I3（ｔ）につい
てステージ０と同様の演算を行ない、それぞれ演
算出力E2（ｔ）＝I2（ｔ）sinωm2tおよびE3（ｔ）＝
I3（ｔ）sinωm3tをＭの内容に加算する。ステー
ジ３においては、位相データはωc、エンベロー
プ形成データはＡ（ｔ）である。また、帰還デー
タＧ（ｔ）としてレジスタＭの内容を加算器４４
のＡ端子に帰還する。 すなわち、 Ｇ（ｔ）＝E1（ｔ）＋E2（ｔ）＋E3（ｔ） ＝I1（ｔ）sinωm1t＋I2（ｔ）sinωm2t ＋I3（ｔ）sinωm3t ……(4) 従つてアキユムレータ４３はωctを出力し、加
算器４４はωct＋Ｇ（ｔ）を出力し、サインテー
ブル４５はsin｛ωct＋Ｇ（ｔ）｝を出力し、演算器
４９はE4（ｔ）＝Ａ（ｔ）sin｛ωct＋Ｇ（ｔ）｝すな
わち(2)式のE0（ｔ）を演算してレジスタＱで一時
記憶するとともにこのレジスタＱの内容を音源回
路４０の出力E0（ｔ）として加算器５０に送出す
る。 例 ２ 次に(3)式を実現する場合について説明する。各
ステージにおける位相データωc／ωm、エンベロ
ープ形成データＡ（ｔ）／Ｉ（ｔ）、帰還出力Ｇ
（ｔ）および演算出力を格納しするレジスタＱ／
Ｍ／Ｆを第２表に示す。

【表】 ステージ０においては例１のステージ０におけ
ると同様にしてE1（ｔ）＝I1（ｔ）sinωm1tを演算
した後、この演算出力をレジスタＱに一時格納す
る。 ステージ１においては位相データωc1、エンベ
ロープ形成データA1（ｔ）を発生するとともにレ
ジスタＱに格納したステージ０の演算出力E1
（ｔ）を加算器４４のＡ端子に帰還する。従つて、
加算器出力はωc1＋I1（ｔ）sinωm1tとなり、演算
器４９でE2（ｔ）＝A1（ｔ）sin｛ωc1＋I1（ｔ）
sinωm1t｝が演算される。この演算出力はレジス
タＭに格納される。 ステージ２および３においては上述のステージ
０および１におけると同様にしてE3（ｔ）＝I2
（ｔ）sinωm2tおよびE4（ｔ）＝A2（ｔ）sin｛ωc2t
＋I2（ｔ）sinωm2t｝が得られ、この演算出力は
ステージ１で格納されているレジスタＭの内容に
加算される。この加算されたレジスタＭの内容
E2（ｔ）＋E4（ｔ）は(3)式のE0（ｔ）と同じであ
り、これを音源回路４０の出力E0（ｔ）として加
算器５０に送出する。 以上にようにして、この音源回路４０において
は、各データおよび帰還出力さらに演算器４９に
おける演算出力を一時格納するレジスタ等を適宜
選択することにより種々のFM変調波が形成され
る。 音源回路３０および４０で１つのキーオンパル
スKONに基づき同時に形成されたエンベロープ
形式の異なる２つの打楽器音は加算器５０で音響
的にミキシングされ、１つの打楽器音としてＤ／
Ａ変換器６０およびサウンドシステム７０を介し
て発音される。 以上のように、この発明によると、２種類の音
源回路方式を採用し、これら２個の音源でそれぞ
れの長所を生かした異なる２種類の音を形成し、
これらの音をミキシングすることにより１つの打
楽器音を発生するようにしてしいるため大容量の
メモリを使用することなく、より多種類の、より
豊かでリアル感のある高品質の打楽器音を発生さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例に係る電子楽器の
ブロツク回路図、そして、第２図は第１図の電子
楽器における各音源で発生する打楽器音の１例を
示す波形図である。 １０……リズム選択スイツチ、２０……リズム
パルス発生回路、３０……第１の音源回路、４０
……第２の音源回路、５０……加算器、６０……
Ｄ／Ａ変換器、７０……サウンドシステム、８０
……チヤンネルカウンタ、９０……楽器番号
ROM。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各種のリズムパターンが格納されたパターン
   メモリと、このパターンメモリから予め選択され
   たリズム種類のリズムパターンを読み出してリズ
   ムパターンパルスを発生するパターン読出手段と
   を有する自動リズム演奏装置において、 所望のリズム楽器楽音波形の少なくともアタツ
   ク部分の波形を記憶した波形メモリで、これを読
   み出して楽音信号を得る第１の音源回路と、 前記所望のリズム楽器楽音波形の主にサステイ
   ン部分の楽音を発生するため、共に可聴周波数帯
   域にある搬送波と変調波とによる周波数変調によ
   つて楽音信号を得る第２の音源回路と を具備し、１つの前記リズムパターンパルスに従
   いこれら第１および第２の音源回路で前記所望の
   リズム楽器楽音の異なる部分のエンベロープを形
   成し、これらを組合せ出力することにより前記所
   望のリズム楽器楽音を得ることを特徴とする自動
   リズム演奏装置。 ２ 前記第１の音源回路の波形メモリが、打楽器
   音をサンプリングした形で記憶するものである特
   許請求の範囲第１項記載の自動リズム演奏装置。 ３ 前記第２の音源回路は、 Ｅ（ｔ）＝Ａ（ｔ）sin｛ωct ＋Ｉ（ｔ）sinωmt｝ 但し、Ｅ（ｔ）：打楽器音瞬時値 Ａ（ｔ）：振幅係数 Ｉ（ｔ）：変調指数 ωc：搬送波角周波数 ωm：変調波角周波数 なる基本式で表わされる演算により打楽器音を形
   成する特許請求の範囲第１項記載の自動リズム演
   奏装置。