JPH02273793A - 電子楽器の楽音生成装置 - 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】 Ｃ産業上の利用分野］ 本発明は、電子楽器の楽音生成装置に関するもので、特
に簡易な回路で複数の音色の楽音を発生することのでき
る電子楽器の楽音生成装置に関する。

［従来の技術］ 従来より使用されている電子楽器、例えば電子オルガン
やミュージックシンセサイザでは、鍵盤、スイッチ等の
入力手段によって指定された音高及び音色に対応して、
制御回路から楽音発生制御信号が出力され、これを受け
て楽音生成装置で所望の楽音信号が生成される。そして
、増幅器等で構成される音響生成装置を介し、対応する
楽音が出力されるようになっている。ここで、ひとつの
タイプの楽音生成装置としては、特公昭６２−５５７９
３号公報に開示のものがある。すなわちこの先行例では
、位相角データを音高指定に従って発生する位相角デー
タ発生回路と、この位相角データ発生回路で発生された
位相角データを変調する変調回路と、予め正弦波などの
所定形状の波形データを記憶している記憶回路と、この
記憶回路に記憶されている波形データを前記変調回路に
て変調された位相角データにより読出す波形読出し回路
と、この波形読出し回路によって読出された所望の波形
にエンベロープを付与するエンベロープ回路等で構成さ
れている。

［発明が解決しようとする課ｍｌ このような楽音生成装置では、位相角データ発生回路で
発生された指定音高に応じたレートで均一に変化する位
相角データから前述のように所望の波形データを読出す
ためのアドレス信号を、除算回路、比較回路その他の変
調処理を行うための回路で生成しなければならなかった
。そのために変調回路の回路構成は複雑なものとなり、
その制御も複雑なものになるという問題を有していた。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、簡易な回路
構成で、且つ制御が複雑にならずに所望の音色を有した
楽音を生成することのできる電子楽器の楽音生成装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］すなわち本発明
は、発生すべき楽音の音高を入力手段によって指定入力
し、この入力手段によって指定入力された音高に対応す
る位・相角データが位相角データ発生手段から発生され
る。この位相角データ発生手段で発生された前記位相角
データに基き記憶手段に記憶されている所定の波形デー
タを読出す。そして、この記憶手段から読出し手段によ
って読出された波形データあるいはこの波形データに対
し所定の変調を与えて得られる波形データを第１の波形
データとして、この第１の波形データに対し、第１の重
み付け手段によって所定の重み付けが行なわれる。前記
位相角データ発生手段で発生された位相角データに基き
第２の波形データ発生手段から第２の波形データを発生
し、この第２の波形データに対し、第２の重み付け手段
によって重み付けが行なわれる。そして、これら第１及
び第２の重み付け手段からそれぞれ出力される第１及び
第２の出力波形データは、合成手段によって合成される
。したがって、第１、第２の重み付け手段での重み付け
の態様を変化させることで、出力音の音色を簡単に、し
かも連続的に変化させることができる。

また、位相角データに対し周波数変換を施して記憶手段
をアクセスするようにすると、簡単に指定倍音の波形デ
ータが得られることになり、この倍音の波形データを前
記第１の波形データとして第１の重み付け手段にて重み
付けをした後、前記合成手段にて、前記第２の出力波形
データと合成するようにしたときは、前記指定倍音が強
調された音色の楽音を発生し得ることになる。

そして、この指定次数の高次倍音の含有率は、前記第１
の重み付け手段の重み付けにて連続的に可変できる。

更に、前記倍音の波形データに対し窓関数波形データ発
生手段からの窓関数波形データを乗じるようにすると、
更に音色（倍音成分）の制御が行える。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に従った一実施例の全体を概略的に示
すブロック構成図で、入力回路１はキーボード、スイッ
チ等、所望の楽音を生成すべく音高及び音色等を指定入
力するためのものである。

この入力回路１の出力は、ＣＰＵを含んで構成される制
御回路２に入力される。制御回路２の出力は、詳細を後
述する楽音生成回路３に供給される。

そして、この楽音生成回路３に於いて、前記入力回路１
で入力した前記音高及び音色等に対応し−た楽音信号を
生成する。次いで、この生成された楽音信号は、楽音生
成回路３から音響生成回路４に出力され、この音響生成
回路４内の増幅器で前記楽音信号が増幅され、更に出力
回路としてのスピーカ５から音響出力される。

第２図は、第１図の入力回路１から楽音生成回路３まで
の詳細を示したブロック構成図で、入力回路１で所望の
音高が指定入力されると、この入力に応じて制御回路２
から楽音発生指示信号が周波数演算回路６に供給される
。この周波数演算回路６は、前記楽音発生指示信号を受
けて入力回路１で指定入力された音高に対応する所望の
歩進レートで変化する位相角データを発生するためのも
ので、ここで発生された位相角データは変換回路７に送
出される。また、この変換回路７には必要に応じて前記
位相角データを周波数変換するための制御信号が制御回
路２から供給されている。そして、変換回路７の出力は
、正弦波記憶回路としての波形記憶回路（波形ＲＯＭ）
８にアドレス信号として供給され、その結果、この波形
ＲＯＭ８に記憶されている波形データが読出されて乗算
器９に供給される。また、周波数演算回路６から出力さ
れた位相角データは、窓関数データを発生する変換回路
１０へも送出される。この変換回路１０には、前記位相
角データの他に、制御回路２から制御信号及び窓関数デ
ータの種類を指定するための窓関数選択信号が人力され
ている。このように、変換回路ＩＯに於いて位相角デー
タ及び窓関数選択信号によって得られた窓関数データが
、変換回路１０から乗算器９に出力されて前記波形ＲＯ
Ｍ８から読出された波形データと乗算される。そして、
この乗算結果は、乗算器１１に出力される。尚、変換回
路ｌＯに与えられる制御信号によって、窓関数データを
出力するか、一定レベルデータを出力するかが制御され
る。

更に、周波数演算回路６から出力される位相角データは
、変換回路１２にも供給される。そして、この変換回路
１２には、制御回路２から波形の選択信号が入力される
。変換回路１２の出力は、乗算器１３に送出されて変調
回路１４の出力と乗算される。

変調回路１４は、制御回路２からの制御信号に応じて変
調の深さを変えるもので、その出力（複数ビット信号）
は、乗算器１３に送出されると共にインバータ１５を介
してレベル反転（各ビット毎のレベル反転、従って相補
的な変化となる。）して乗算器１１にも送出される。す
なわち、乗算器１１．１３及びインバータ１５で、乗算
器９の出力（第１の波形データ）と変換回路１２の出力
（第２の波形データ）との混合比を変化させている。こ
のように、２つの乗算器１１及び１３で混合比が決定さ
れて乗算された結果は、共に加算器１６に出力される。

そして、この加算器１６で加算された後、出力される楽
音の振幅を時間と共に変化させるエンベロープデータを
発生させるエンベロープ回路１７を経て音響生成回路４
に出力される。

第３図は、第２図の変換回路７の詳細を示す回路図の一
例である。同図に於いて、周波数演算回路６からの出力
、すなわち変換回路７への入力を１２ビツトの入力ＡＯ
’＝Ａ１１　とすると、これらの入力ＡＯ”Ａｌｌは、
変換回路７内部のゲートによって適宜ビットシフトされ
た後、出力０４〜０．１として波形ＲＯＭ８にアドレス
信号として供給される。前記ゲートは制御回路２からの
制御信号によってビットシフトが制御される。具体的に
は、この制御信号がオフのときはインバータ１８を介し
てゲート１９０〜１９７が開成制御され、入力Ａ４〜Ａ
ｌｌが出力０４〜０１１に接続される。

そして、前記制御信号がオンのときは、ゲート２０ｏ〜
２０７が開き、入力Ａｏ−Ａ７が４ビツトシフトされて
（後述するとおり１６倍音に相当）出力０４〜０１□と
接続されるようになっている。

尚、更にゲートをもうけて他のビット数のシフトを行う
ようにして、後述するように特定倍音の選択を可能とす
るようにしてもよい。更にはゲート回路ではなく、乗算
器などの構成をとることもできる。

また、第４図は第２図の変換回路１０の詳細を示した回
路図の要部の一例であり、第５図（ａ）〜（ｄ）に示す
とおり窓関数選択信号ａ−ｄによって生成される窓関数
信号の種類が選択され得る。

尚、変換回路１２についても、その構成は同じであり、
窓関数選択信号の代わりに波形選択信号が供給されるの
みの違いであるので、説明を省略する。

さて、第４図に於いて、周波数演算回路６からの出力、
すなわち変換回路１０の入力側を入力Ｂ。

〜Ｂ８とすると、例えばこれらの入力８１〜Ｂ８は、窓
関数選択信号ａで開成制御されるゲート２１０〜２１７
を介して、出力Ｑｏ＝Ｑ７に接続される。また、人力Ｂ
ｏ−８７は、それぞれの入力Ｂｏ−Ｂ７と入力Ｂ８とが
論理オア回路２２．〜２２７の入力に接続され、これら
論理オア回路２２０〜２２７の出力が、窓関数選択信号
すで制御されるゲート２３０〜２３７を介して、出力Ｑ
Ｏ−Ｑ７に接続される。更に、前記入力Ｂ８は、窓関数
選択信号Ｃで制御されるゲート２４０〜２４７を介して
、出力ＱＯ−Ｑ７に接続される。そして、入力Ｂｏ〜Ｂ
８は、それぞれの入力Ｂｏ−Ｂ７と入力Ｂ８とが排他的
論理オア回路２５０〜２５７の入力に接続され、これら
排他的論理オア回路２５０〜２５７の出力が、窓関数選
択信号ｄによって制御されるゲート２６ｏ〜２６７を介
して、出力Ｑｏ＝０７に接続される。

尚、第４図には、４つの波形を生成するための回路構成
が示されているが、他の変換回路を設け、その出力を択
一的に前記出力Ｑｏ＝０７と連結するようにしてもよい
。

次に、このように構成された電子楽器の楽音生成装置の
動作について説明する。

例えばキーボードを含む入力回路１により、音高を指定
入力すると、この入力回路１からの信号を受けて、制御
回路２が楽音発生指示信号を楽音生成回路３に供給する
。制御回路２から楽音生成信号が供給されると、周波数
演算回路６は入力回路１によって指定入力された音高に
対応したレートで変化する位相角データを演算出力する
。そして、この位相角データは、周波数演算回路６から
変換回路７．１０．１２に供給される。

第６図（ａ）は、周波数演算回路６からの位相角データ
を示し、出力楽音の１周期に相当する周期で繰返す鋸歯
状波形となる。そして、制御回路２からの制御信号がオ
フであった場合、変換回路７は次のように動作する。す
なわち、制御信号がオフであるから、第３図に示すよう
にインバータＩ８を介してゲート１９０〜１９７が開き
、変換回路７の上位ビット、入力Ａ４〜Ａｌｌを出力０
４〜０□１として、そのまま出力する。つまり、前記位
相角データは、変換回路７で周波数変換が行なわれずに
通過し、波形ＲＯＭ８のアドレス部に供給される。これ
により、波形ＲＯＭｇから第６図（ｂ）に示すような正
弦波が読出されて乗算器９に出力される。また、前記制
御信号がオフであれば、変換回路１０も波形の変換動作
は行なわない。

例えば、第５図（ｂ）に示されるような窓関数の波形を
選択するための窓関数選択信号ｂ（詳細は後述する）が
、変換回路１０に供給されていたとしても、第５図（ｂ
）に示されるような波形とは無関係な一定値（最大値）
を乗算器９に出力する。

そして、この乗算器９の乗算結果は、乗算器１１に出力
される。

ここで、制御回路２から供給された制御信号によって変
調回路１４では、例えば第６図（ｃ）〜（ｆ）に示すよ
うな波形の変調を行うための変調信号を出力する。そし
て、この変調出力はインバータ１５を介して乗算器１１
に与えられると共に、インバータ１５を介することなく
直接乗算器１３に与えられる。したがって、乗算器１１
では、変調回路１４の変調出力をインバータ１５でレベ
ル反転して得た出力が、乗算器９の出力に乗算される。

また、乗算器１３では、変調回路１４の変調出力が変換
回路１２の出力、例えば前記位相角データに乗算される
。

これは、変換回路１２が変換回路７．１０と同様、波形
の変換を行なわないよう設定しているからである。勿論
、この波形の変換は、制御回路２からの波形選択信号（
第５図（ａ）〜（ｄ）と同様）による。そして、変調回
路１４からの出力に従って、乗算器１１に変調レベルの
最大値が与えられると、同時に乗算器１３には変調レベ
ルの最小値が与えられるというように、乗算器１１及び
１３の何れか一方へのレベルが連続的に上昇すれば他方
のレベルは相補的にしかも連続的に減少して、その結果
として乗算器９の出力と変換回路１２の出力との混合比
を決定する。

こうして、これらの乗算器１１及び１３の各々の乗算結
果は加算器１６で合成された後、エンベロープ回路１７
に供給される。そして、エンベロープ回路１７では、前
記加算器ＩＢの出力に対して所定のエンベロープを付与
して、その後音響生成回路４に出力され、楽音としてス
ピーカ５から出力される。

これに対し、制御回路２からの制御信号がオンの場合、
第３図に示すように、制御信号によってゲート２００〜
２０７が開く。すると、入力Ａｏ〜Ａ７が、それぞれ４
ビツト上位にシフトして出力０４〜Ｏ１１に接続される
。これにより、周波数演算回路６の出力波形を第７図（
ａ）に示すような波形とすると、変換回路７の出力波形
は同図（ｂ）に示すような倍音の波形（いまの場合１６
倍音の波形）に変換され、倍音のデータとして波形ＲＯ
Ｍ８のアドレス部に送出される。したがって、この変換
回路７の出力に応じて波形ＲＯＭ８から読出される波形
は、第７図（Ｃ）に示すようになる。

ところで、変換回路１０及び１２には、周波数演算回路
６からの位相角データの他に、窓関数選択信号及び波形
選択信号が、それぞれ入力されている。

この窓関数選択信号及び波形選択信号は、例えば入力回
路１で指定することによって種々選定される。そして、
これらの窓関数選択信号及び波形選択信号が選択される
ことによって、前述したように第５図（ａ）〜（ｄ）に
示すような窓関数信号あるいは波、影信号が変換回路１
０及び１２から出力されるようになっている。変換回路
０の場合、いま、第４図に示すように、窓関数選択信号
ａ−ｄの中から窓関数選択信号ａが選択されて出力され
たものとする。すると窓関数選択信号ａは、ゲート２１
、〜２１７を開成制御しているため、周波数演算回路６
からの出力は、入力Ｂ。−８８に供給された後、ゲート
２１ｏ〜２１７を介して、出力Ｑｏ〜Ｑ７から送出され
る。その結果、変換回路１０からは、前述したように第
５図（ａ）に示すような波形が得られる。この場合は、
無変換の状態である。

したがって、波形ＲＯＭ８から読出された第７図（Ｃ）
に示されるような波形と、変換回路１ｏで変換された第
５図（ａ）に示されるような波形を乗算器９で乗算する
と、第７図（ｄ）に示されるように重み付けされた第１
の出力波形が生成される。次いで、乗算器９の出力が乗
算器１１に供給される。

一方、変換回路１２には、倍音ではなく基本波としての
位相角データ（第７図（ａ）参照）が周波数／ｆ１″！
Ｊ回路６から供給されている。変換回路１２に於いて、
前記位相角データが波形選択信号に従って波形変換され
る（第５図（ａ）〜（ｄ）のとおりである。）。次いで
、この変換後の波形が、第２の出力波形として乗算器１
３に出力される。

ここで、変調回路１４から出力された変調信号が、乗算
器■３に供給されると共にインバータ１５を介してレベ
ル反転されて乗算器１１に供給される。これら乗算器！
■、１３及びインバータ１５は、前述したとおり、前記
第１及び第２の出力波形の混合比を決定する。したがっ
て、混合比が決定された乗算器１１及び１３からの出力
は、加算器１６に於いて合成され、例えば、出力波形は
、第７図（ｅ）のようになる。そして、この出力波形が
加算器１６からエンベロープ回路１７に供給された後、
音響生成回路４を経てスピーカ５から出力される。

このように、周波数演算回路から発生される位相角デー
タに基き波形を生成して使用すると共に、この位相角デ
ータに基いて波形ＲＯＭから別の波形を読出すようにし
、これら２つの波形をそれぞれ重み付けして出力してい
るので、複雑な回路構成を必要とせずに、種々の音色を
有した楽音の波形を生成することができる。

尚、変換回路１０及び１２から出力される窓関数データ
あるいは波形データは、第５図（ａ）〜（ｄ）に示され
るような鋸歯状波形、台形状の波形、一部方形状の波形
、三角波形以外の波形データであってもよい。

また、変換回路の回路構成も前述した実施例に限られる
ものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲に於いて
、種々変形可能なものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明の請求項１によれば、簡易な回路構
成で、回路制御が複雑にならずに所望の楽音の波形を生
成することができ、複雑な変調回路等を使用しなくとも
種々の波形を生成することができる。

また、請求項２によれば、記憶手段から倍音波形を容易
に読出しできることになる。

そして、請求項３によれば、位相角データから周波数変
換を施したアドレス信号をビットシフトという処理を行
うだけで簡単に得ることができる。

請求項４によれば、倍音波形データに対し窓関数波形デ
ータを乗算して、第１の波形データを得るので、所定次
数にピークをもつスペクトルの楽音波形をヂ成可能とな
る。

請求項５によれば、窓関数波形を種々選択できるので、
音色の豊富化を容易にもたらす。

請求項６によれば、位相角データから簡単に第２の波形
データを得ることができる。

そして、請求・項７によれば、第２の波形データを種々
選択できるので、音色選択を容易に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子楽器全体を概略的に示すブロック
構成図、第２図は第１図に於ける楽音生成回路のブロッ
ク構成図、第３図及び第４図はそれぞれ第２図の変換回
路の詳細を示す回路構成図、第５図（ａ）〜（ｄ）は窓
関数波形データを示す波形図、第６図（ａ）〜（ｆ）及
び第７図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例の出力波形図
である。 １・・・入力回路、２・・・制御回路、３・・・楽音生
成回路、６・・・周波数演算回路、７．１０．１２・・
・変換回路、８・・・波形記憶回路（波形ＲＯＭ）９．
１１．１３・・・乗算器、１６・・・加算器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ａ） （ｂ） 第 第 図 （ｃ） 図 （ｄ） 第 図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の波形データを記憶している記憶手段と、 発生すべき楽音の音高を指定入力する入力手段と、 この入力手段によって指定入力された音高に対応するレ
   ートで変化する位相角データを発生する位相角データ発
   生手段と、 この位相角データ発生手段で発生された前記位相角デー
   タに基き前記記憶手段から前記波形データを読出す読出
   し手段と、 この読出し手段によって前記記憶手段から読出された前
   記波形データあるいはこの波形データに対し所定の変調
   を与えて得られる波形データを第１の波形データとして
   、この第１の波形データに対し、第１の重み付けを行な
   う第１の重み付け手段と、 前記位相角データ発生手段で発生された前記位相角デー
   タに基き第２の波形データを発生する第２の波形データ
   発生手段と、 この第２の波形データ発生手段から発生する前記第２の
   波形データに対し重み付けを行なう第２の重み付け手段
   と、 前記第１及び第２の重み付け手段からそれぞれ出力され
   る第１及び第２の出力波形データを合成する合成手段と を具備することを特徴とする電子楽器の楽音生成装置。
2. （２）前記読出し手段は、前記位相角データを入力し、
   周波数変換を施した後、前記記憶手段に対しアドレス信
   号として与える変換手段を有したことを特徴とする請求
   項１記載の電子楽器の楽音生成装置。
3. （３）前記変換手段は、前記位相角データをビットシフ
   トするビットシフト手段を有し、このビットシフト手段
   にて所定ビットシフトすることにより所定次数の倍音を
   表現するアドレス信号を得て、前記記憶手段に与えるよ
   うにしたことを特徴とする請求項２記載の電子楽器の楽
   音生成装置。
4. （４）前記記憶手段から前記所定次数の倍音を表現する
   前記アドレス信号にて読出される前記所定次数の倍音の
   波形データが与えられる乗算手段と、この乗算手段に前
   記位相角データに基き該位相角データで定まる周期をも
   つ窓関数波形データを生成して供給する窓関数波形デー
   タ発生手段とを更に有し、 前記乗算手段から、前記所定次数の倍音の波形データと
   前記窓関数波形データとを乗算して振幅変調した結果得
   られる波形データを前記第１の波形データとして前記第
   １の重み付け手段に供給するようにしたことを特徴とす
   る請求項３記載の電子楽器の楽音生成装置。
5. （５）前記窓関数波形データ発生手段に対し、前記窓関
   数波形データを発生する際の該波形の形状を選択する窓
   関数波形選択手段を更に有してなることを特徴とする請
   求項４記載の電子楽器の楽音生成装置。
6. （６）前記第２の波形データ発生手段は、前記位相角デ
   ータを入力し、この位相角データで定まる周期をもつ第
   ２の波形データを論理演算で生成する論理演算回路手段
   を有することを特徴とする請求項１記載の電子楽器の楽
   音生成装置。
7. （７）前記論理演算回路手段に対し、前記第２の波形デ
   ータを発生する際の該波形の形状を選択する第２波形選
   択手段を更に有してなることを特徴とする請求項６記載
   の電子楽器の楽音生成装置。