JPH03124110A - Digital controlled filter - Google Patents
Digital controlled filterInfo
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- JPH03124110A JPH03124110A JP1262265A JP26226589A JPH03124110A JP H03124110 A JPH03124110 A JP H03124110A JP 1262265 A JP1262265 A JP 1262265A JP 26226589 A JP26226589 A JP 26226589A JP H03124110 A JPH03124110 A JP H03124110A
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Landscapes
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、アナログ式のボルテージコンドロールドフ
ィルタと同様の特性と使い易さを持ったディジタルコン
ドロールドフィルタに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a digital condrouldo filter that has characteristics and ease of use similar to analog voltage condrouldo filters.
[従来技術]
アナログのミュージックシンセサイザ等では、第9図に
示すようなVCF(ボルテージコンドロールドフィルタ
)が盛んに用いられる。ここで、各単位フィルタ1−1
. 1−2.・・・・、1−〇は、例えばCRのパッシ
ブ回路等を用いてカットオフ周波数を可変できるように
構成された一次ローパスフィルタからなり、その低域通
過伝達関数は、カットオフ周波数fCは、
fC=□ ・・・・・・ (2)2
π
で表わされる。[Prior Art] In analog music synthesizers and the like, a VCF (voltage controlled filter) as shown in FIG. 9 is widely used. Here, each unit filter 1-1
.. 1-2. ..., 1-0 is a first-order low-pass filter configured to have a variable cutoff frequency using, for example, a CR passive circuit, and its low-pass transfer function has a cutoff frequency fC of fC=□ ・・・・・・ (2)2
It is expressed as π.
また、帰還回路3および減算回路4は、縦続接続された
単位フィルタ1−1. 1−2.・・・・、1−nの終
段1−nの出力を初段に負帰還するためのものである。Further, the feedback circuit 3 and the subtraction circuit 4 are connected to the cascade-connected unit filters 1-1. 1-2. ..., 1-n for negative feedback of the output of the final stage 1-n to the first stage.
帰還回路3のゲインβは、vCFのカットオフ周波数f
C近傍におけるレゾナンスに関連する。The gain β of the feedback circuit 3 is the cutoff frequency f of vCF.
Related to resonance near C.
ディジタルのミュージックシンセサイザ等において、こ
のようなVCFに対応するもの(ディジタルコンドロー
ルドフィルタ)としては、FIR(フィニットインパル
スレスポンス)形またはIIR(インフイニットインパ
ルスレスポンス)形のディジタルフィルタが用いられて
いる。In digital music synthesizers and the like, FIR (finite impulse response) type or IIR (infinite impulse response) type digital filters are used as those compatible with such VCFs (digital condromed filters). .
しかしながら、これらのディジタルフィルタは同時に設
定すべき乗算器の係数が多く、またこれらの係数とフィ
ルタ特性との関係が複雑なため、制御が難しいという不
都合があった。However, these digital filters have the disadvantage that many multiplier coefficients must be set at the same time, and the relationship between these coefficients and filter characteristics is complicated, making control difficult.
本発明者等はこのような欠点を解消するため、第9図の
アナログフィルタにおける単位フィルタの代わりに特開
昭61−18212号に開示されたようなディジタル一
次ローパスフィルタを用いその特性を制御可能なディジ
タルコンドロールドフィルタを構成することを試みた。In order to eliminate such drawbacks, the present inventors used a digital first-order low-pass filter as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 18212-1983 in place of the unit filter in the analog filter shown in FIG. 9, making it possible to control its characteristics. An attempt was made to construct a digital condrol filter.
第10図にその一例を示す、同図において、符号「+」
は無印または十印の付された入力端へ入力されるデータ
を加算し一印の付された入力端へ入力されるデータを減
算する加算器または減算器、Mは入力される信号に一定
値(以下、係数という)を乗算する乗算器、Z″1は入
力されるデータをサンプリングパルスの1周期(標本化
周期)T遅延させる遅延回路である。また、各乗算器の
上方に付された符号はその乗算器において信号に乗算す
る係数を示している。An example is shown in FIG. 10. In the same figure, the symbol "+"
is an adder or subtractor that adds the data input to the unmarked or marked input terminal and subtracts the data input to the marked input terminal, and M is a constant value for the input signal. (hereinafter referred to as a coefficient), and Z''1 is a delay circuit that delays input data by one period (sampling period) T of the sampling pulse. The symbol indicates the coefficient by which the signal is multiplied in the multiplier.
同図において、単位フィルタであるディジタル一次ロー
パスフィルタ1−1.1−2は、アナログ一次ローパス
フィルタの特性式における加算を加算器に、減算を減算
器に、乗算を乗算器に、積分を累算器に各々置換してな
るもので、その低域通過伝達関数は、
α
H(Z)−、−(1−CE) z−’ −°°°°°
(3)で表わされる。また、カットオフ周波数fcは、
α(=aT)が1より充分に小さければ(但し、f3は
サンプリング周波数)
で表わされる。すなわち、このディジタル一次ローパス
フィルタは、アナログフィルタと殆ど同じ周波数特性を
持つとともに、乗算器の係数αとフィルタ特性との関係
が単純でアナログフィルタと同じように扱い易いという
長所を有している。In the same figure, the digital first-order low-pass filter 1-1.1-2, which is a unit filter, uses an adder for addition, a subtracter for subtraction, a multiplier for multiplication, and an accumulation for integration in the characteristic equation of the analog first-order low-pass filter. The low-pass transfer function is α H(Z)−, −(1−CE) z−′ −°°°°°
It is expressed as (3). Moreover, the cutoff frequency fc is
If α (=aT) is sufficiently smaller than 1, it is expressed as follows (where f3 is the sampling frequency). That is, this digital first-order low-pass filter has almost the same frequency characteristics as an analog filter, and has the advantage that the relationship between the coefficient α of the multiplier and the filter characteristics is simple and is easy to handle in the same way as an analog filter.
第10図のディジタルコンドロールドフィルタにおいて
は、乗算器Mの係数αおよび乗算器3の係数βを設定す
ることによって周波数特性を第11図のように任意に設
定することができる。In the digital condromed filter shown in FIG. 10, the frequency characteristics can be arbitrarily set as shown in FIG. 11 by setting the coefficient α of the multiplier M and the coefficient β of the multiplier 3.
ここで、カットオフ周波数は、式(4)からも分るよう
に、乗算器Mの係数αに依存する。また、乗算器3の係
数βは前記アナログVCFにおける帰還回路3のゲイン
に対応し、フィルタのカットオフ周波数fc近傍におけ
るレゾナンスに関連する。Here, the cutoff frequency depends on the coefficient α of the multiplier M, as can be seen from equation (4). Further, the coefficient β of the multiplier 3 corresponds to the gain of the feedback circuit 3 in the analog VCF, and is related to the resonance near the cutoff frequency fc of the filter.
[発明が解決しようとする課題]
ところで、第10図のディジタルコンドロールドフィル
タにおいては、βを大きめに設定し、かつαを1に近づ
けていくと、サンプリング周波数fsの1/2の周波数
の発振を生じ、αをさらにlに近づけると、発振振幅は
さらに増大する。そして、同図のフィルタは、有限語長
の系であるため、入力信号はこの発振のために阻止され
、出力の信号レベルが低下するという不都合があった。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the digital Chorod filter shown in FIG. 10, if β is set to a large value and α approaches 1, When oscillation occurs and α is brought closer to l, the oscillation amplitude further increases. Since the filter shown in the figure is a system with a finite word length, the input signal is blocked due to this oscillation, resulting in a disadvantage that the output signal level decreases.
つまり、第12A図に示すような入力信号サンプル波形
に対して、出力信号サンプル波形は第12B図に示すよ
うに発振波形が重畳されたものとなり、この振幅が前記
有限の語長により定まる最大振幅を超えると、その超え
る部分は振幅を制限され、波形としてはクリップされ、
出力信号の振幅が減少してしまう。In other words, with respect to the input signal sample waveform as shown in FIG. 12A, the output signal sample waveform is a superimposed oscillation waveform as shown in FIG. 12B, and this amplitude is the maximum amplitude determined by the finite word length. If it exceeds , the amplitude of the part exceeding it will be limited and the waveform will be clipped.
The amplitude of the output signal will decrease.
この発明は、上述した従来例における問題点に鑑みてな
されたもので、アナログ式のボルテージコンドロールド
フィルタと同様の特性と使い易さを持ったディジタルコ
ンドロールドフィルタを提供することを目的とする。This invention was made in view of the problems in the conventional example described above, and an object of the present invention is to provide a digital condrouldo filter that has characteristics and ease of use similar to analog voltage condrouldo filters. do.
[課題を解決するための手段]
前記の目的を達成するためこの発明では、ディジタル情
報により任意ではあるが同一のカットオフ周波数を設定
される複数個のディジタル一次ローパスフィルタ(単位
フィルタ)を縦続接続し、この縦続回路の出力を乗算器
および加減算器を用いて入力端へ帰還するように構成さ
れたディジタルコンドロールドフィルタにおいて、前記
ディジタル一次ローパスフィルタとしてアナログ一次ロ
ーパスフィルタの特性式における加算を加算器に、減算
を減算器に、乗算を乗算器に、積分を累算器に各々置換
してなるフィルタを用いるとともに、信号処理用の標本
化周波数の1/2の周波数において伝達ゲインが低下す
る特性の挿入フィルタを、前記複数個の単位フィルタお
よび帰還回路からなる閉ループ中を挿入したことを特徴
としている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention connects in cascade a plurality of digital first-order low-pass filters (unit filters) each having an arbitrary but identical cutoff frequency set by digital information. In a digital condrol filter configured to feed back the output of this cascade circuit to the input terminal using a multiplier and an adder/subtractor, the addition in the characteristic equation of the analog first-order low-pass filter is added as the digital first-order low-pass filter. In addition to using a filter in which subtraction is replaced with a subtracter, multiplication is replaced with a multiplier, and integration is replaced with an accumulator, the transmission gain is reduced at a frequency that is 1/2 of the sampling frequency for signal processing. The present invention is characterized in that an insertion filter with a characteristic is inserted into a closed loop consisting of the plurality of unit filters and the feedback circuit.
挿入フィルタとしては、バンドパスフィルタや前記一次
ローパスフィルタのカットオフ周波数より高く前記標本
化周波数の1/2の周波数より低いカットオフ周波数を
設定された別のディジタルローパスフィルタを用いるこ
とができる。As the insertion filter, a band-pass filter or another digital low-pass filter having a cut-off frequency set higher than the cut-off frequency of the first-order low-pass filter and lower than 1/2 of the sampling frequency can be used.
ここで、減算器とは、反転器と加算器とにより等価的に
減算を行なうように構成したものを含むものである。Here, the subtracter includes one configured to equivalently perform subtraction using an inverter and an adder.
[作用]
前記の構成において、複数個の単位フィルタおよび帰還
回路からなる部分の動作は、fs/2の発振の問題を除
けば、第10図のアナログVCFと略々同様である。前
記挿入フィルタは、前記単位フィルタを動作させる標本
化周波数fsの1/2の周波数において伝達ゲインが低
下している。このため、前記閉ループのループゲインは
、前記挿入フィルタの存在によりを低下される。これに
より、f5/2の発振が防止され、あるいは振幅を砥減
される。一方、前記挿入フィルタのカットオフ周波数は
、前記単位フィルタのカットオフ周波数より高く設定さ
れる。このため、ディジタルコンドロールドフィルタと
しての特性への悪影響は防止される。[Operation] In the above configuration, the operation of the portion consisting of the plurality of unit filters and the feedback circuit is almost the same as that of the analog VCF shown in FIG. 10, except for the problem of fs/2 oscillation. The insertion filter has a reduced transmission gain at a frequency that is 1/2 of the sampling frequency fs at which the unit filter is operated. Therefore, the loop gain of the closed loop is reduced by the presence of the insertion filter. This prevents f5/2 oscillation or reduces the amplitude. On the other hand, the cutoff frequency of the insertion filter is set higher than the cutoff frequency of the unit filter. For this reason, an adverse effect on the characteristics of the digital condromed filter is prevented.
また、この発明は、前記挿入フィルタを除けばアナログ
VCFと等価に構成されているため周波数特性は殆ど同
じである。すなわち、単位フィルタにアナログVCFの
制御電圧に代わる乗算係数を与えることによりカットオ
フ周波数fCを制御することができ、帰還用の乗算器の
係数を変化することによりフィルタの共振特性を変える
ことができる。さらに、単位フィルタとして前記特開昭
61−18212号に開示されたものと同様のディジタ
ル一次フィルタを用いているため、乗算器の係数とフィ
ルタ特性、特にカットオフ周波数fcとの関係が単純で
扱い易い。Further, since the present invention is configured equivalently to an analog VCF except for the insertion filter, the frequency characteristics are almost the same. That is, the cutoff frequency fC can be controlled by giving the unit filter a multiplication coefficient that replaces the control voltage of the analog VCF, and the resonance characteristics of the filter can be changed by changing the coefficient of the feedback multiplier. . Furthermore, since a digital first-order filter similar to that disclosed in JP-A-61-18212 is used as the unit filter, the relationship between the multiplier coefficients and filter characteristics, especially the cutoff frequency fc, is simple and easy to handle. easy.
C効果]
このようにこの発明によると、アナログVCFと同様の
特性を有し、かつアナログフィルタと同様の使い易さを
持ったディジタルコンドロールドフィルタを実現するこ
とができる。Effect C] As described above, according to the present invention, it is possible to realize a digital controlled filter that has characteristics similar to those of an analog VCF and is as easy to use as an analog filter.
[実施例]
以下、この発明を実施例に基づぎ詳細に説明する。なお
、全図を通して共通または対応する部分は同一の符号を
付して表わす。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples. Note that common or corresponding parts are denoted by the same reference numerals throughout the figures.
第1図は、この発明の一実施例に係るディジタルコンド
ロールドフィルタの構成を示す。FIG. 1 shows the configuration of a digital condrol filter according to an embodiment of the present invention.
同図のフィルタは、ディジタル一次ローパスフィルタで
ある単位フィルタ1−1.1’−2、乗算器3および減
算器4、ならびにこの発明の特徴とする挿入フィルタと
して第2のローパスフィルタ5を具備する。The filter in the figure includes a unit filter 1-1.1'-2 which is a digital first-order low-pass filter, a multiplier 3 and a subtracter 4, and a second low-pass filter 5 as an insertion filter that is a feature of the present invention. .
ディジタル一次ローパスフィルタ1−1および1−2は
、特開昭68−18212号の実施例に記載されている
ものと実質的に同じもので、アナログ一次ローパスフィ
ルタのラプラス伝達関数H(S) −、+8 ・
・・・・・(5)に適宜のs−z・変換を施し、この2
閏数H(z)を必要に応じて適宜簡略化した後、回路化
したものである。これらのラプラス伝達関数およびS−
2変換は、公知である。The digital first-order low-pass filters 1-1 and 1-2 are substantially the same as those described in the embodiment of JP-A-68-18212, and have the Laplace transfer function H(S) − of the analog first-order low-pass filter. ,+8・
...Applying appropriate s-z conversion to (5), this 2
The leap number H(z) is simplified as necessary and then converted into a circuit. These Laplace transfer functions and S−
2 conversion is well known.
採用するs−z変換としては、
の変換を行なう「微分の差分近似に基づ<s−z変換」
や
s−aml−z−’ exp(aT)および(s−a+
J b) (s−a+j b)= (s−a)2+b
2
−41−2 e”cos(b T) z−’+ e ”
” z−2なる変換対により変換を行なう「整合2変換
」が好適である。The s-z transformation to be adopted is "based on differential approximation < s-z transformation" which performs the transformation of
or s-aml-z-' exp(aT) and (s-a+
J b) (s-a+j b)= (s-a)2+b
2 -41-2 e"cos(b T) z-'+ e"
``Match-2 conversion'' in which conversion is performed using a conversion pair z-2 is preferred.
微分の差分近似に基づ<s−z変換による場合は、最も
簡便である。前記のラプラス伝達関数にこのS−Z変換
を施すために、Sを1−z−’に、aTをαに置換する
と、
α
H(z)=1−、−、+。 ・−−−−−(6)にな
る、この式を遅延回路z−1、乗算器αおよび加減算器
上を用いて回路に表わせば第2図のようになる。この回
路は、係数を除算1/(1+α)により求めなければな
らず、処理の遅れを招く場合があるから、下記のように
修正する。The simplest method is based on differential approximation and <sz transformation. In order to apply this S-Z transformation to the Laplace transfer function described above, if S is replaced by 1-z-' and aT is replaced by α, α H(z)=1-, -, +. ----(6) If this equation is expressed in a circuit using a delay circuit z-1, a multiplier α, and an adder/subtractor, the result will be as shown in FIG. In this circuit, the coefficient must be calculated by dividing 1/(1+α), which may cause a delay in processing, so it is modified as follows.
すなわち、現在のデータと1標本化周期前のデータとの
差分1−z”’は微分を意味しており、定数αの微分(
1−z−’)αは0である。これを考慮すると、上式は
α
t −(t−a) z−’ ・・・・・・(6)のよ
うに書き換えることができる。この式を回路に表わせば
第1および第3図のようになる。In other words, the difference 1-z"' between the current data and the data one sampling period ago means a differentiation, and the differentiation of the constant α (
1-z-') α is 0. Considering this, the above equation can be rewritten as α t −(t−a) z−′ (6). If this equation is expressed in a circuit, it will be as shown in FIGS. 1 and 3.
第4図は、整合2変換により求めた一次ローパスフィル
タの回路例を示す。FIG. 4 shows a circuit example of a first-order low-pass filter obtained by matching 2 conversion.
第1〜4図のフィルタは、カットオフ周波数が0くαく
1の範囲の値で与えられる係数αに応じて決定される。In the filters shown in FIGS. 1 to 4, the cutoff frequency is determined according to a coefficient α given as a value in the range from 0 to α to 1.
そして、αが!より充分に小さい範囲では前記の変換や
近似の精度が高く、カットオフ周波数fCとαはほぼ比
例関係となり、(但し、fsはサンプリング周波数)
で表わされる。したがって、この係数αを変化すること
により、カットオフ周波数を前記第11図に示すと同様
に変化させることができる。このように係数αがカット
オフ周波数fcとほぼ比例関係となっているということ
は、フィルタの制御がし易いことを意味している。And α! In a sufficiently smaller range, the accuracy of the conversion or approximation is high, and the cutoff frequency fC and α have a nearly proportional relationship, expressed as (where fs is the sampling frequency). Therefore, by changing this coefficient α, the cutoff frequency can be changed in the same manner as shown in FIG. 11 above. The fact that the coefficient α is almost proportional to the cutoff frequency fc means that the filter can be easily controlled.
第2〜3図に示したフィルタは、出力端子として0UT
1およびこの0UTIを遅延回路z −1で1標本化周
期遅延させた出力を発生する0UT2を備えている。そ
して、第1図においてはフィルタ1の出力端子はou’
rtを用いているがフィルタ2の出力端子は0UT2を
用いている。これは、遅延回路を含まない閉ループ(デ
イレイフリーループ)が形成されると、正常な演算動作
が行なわれないので、単位フィルタ1−1.1−2、第
2のローパスフィルタ5、乗算器3および減算器4から
なる閉ループに必ず遅延回路z−1を含むようにするた
めである。The filter shown in Figures 2 and 3 has 0UT as the output terminal.
1 and 0UT2 which generates an output obtained by delaying this 0UTI by one sampling period by a delay circuit z-1. In FIG. 1, the output terminal of filter 1 is ou'
rt, but the output terminal of filter 2 uses 0UT2. This is because if a closed loop (delay-free loop) that does not include a delay circuit is formed, normal arithmetic operations will not be performed. This is to ensure that the closed loop consisting of the subtracter 4 and the subtracter 4 always includes the delay circuit z-1.
第1図において、第2のローパスフィルタ5は、乗算器
Mの係数がα’−172に設定され、そのカットオフ周
波数fQがほぼf、/4に設定されている他は、単位フ
ィルタ1−1.12と全く同様に構成されている。第5
図は第2のローパスフィルタ5の周波数特性を示す。こ
のフィルタ5は、単位フィルタ1−1.1−2、乗算器
3および減算器4からなる閉ループの、周波数f3/2
におけるループゲインを低下させ、周波数f3/2の発
振を防止し、または発振波形の振幅を低減する。In FIG. 1, the second low-pass filter 5 has the unit filter 1- It is configured exactly the same as 1.12. Fifth
The figure shows the frequency characteristics of the second low-pass filter 5. This filter 5 has a frequency f3/2 of a closed loop consisting of a unit filter 1-1.1-2, a multiplier 3, and a subtracter 4.
The loop gain of the oscillation waveform is reduced to prevent oscillation at frequency f3/2, or to reduce the amplitude of the oscillation waveform.
乗算器3は、単位フィルタ2の出力のうち出力0UT2
を、第2のローパスフィルタ5を介して入力され、これ
に所定の係数βを乗算する。The multiplier 3 outputs the output 0UT2 of the output of the unit filter 2.
is input through the second low-pass filter 5, and is multiplied by a predetermined coefficient β.
減算器4は、入力サンプル波形信号から乗算器3の出力
を減算して単位フィルタ2に入力する。The subtracter 4 subtracts the output of the multiplier 3 from the input sample waveform signal and inputs the result to the unit filter 2.
この係数βを変化することにより、フィルタ特性を前記
第11図に示すように変化させることができる。By changing this coefficient β, the filter characteristics can be changed as shown in FIG. 11.
第6図は、この発明のディジタルコンドロールドフィル
タを電子楽器の音源に適用する場合の構成例を示す。同
図において、61は例えば自然楽器音の各サンプル点デ
ータを格納したメモリからなるディジタル波形音源、6
2はこの発明のディジタルコンドロールドフィルタ、6
3はこのディジタルコンドロールドフィルタ62の出力
に基いて楽音を形成する楽音形成手段である。FIG. 6 shows an example of a configuration in which the digital condroldo filter of the present invention is applied to a sound source of an electronic musical instrument. In the same figure, 61 is a digital waveform sound source consisting of a memory storing sample point data of, for example, natural musical instrument sounds;
2 is a digital condominium filter of the present invention, 6
Reference numeral 3 denotes a musical tone forming means for forming musical tones based on the output of the digital condrol filter 62.
同図において、ディジタルコンドロールドフィルタ62
は、第7図に示すように、音色制御信号として与えられ
るパラメータα制御信号(特に音高データに対応する)
によりカットオフ周波数を制御され、かつパラメータβ
制御信号(特に音色データに対応する)によりフィルタ
レゾナンス特性を制御される。これらの制御により、発
生する楽音の音色を制御することができる。In the same figure, a digital condolenoid filter 62
As shown in Fig. 7, the parameter α control signal given as a timbre control signal (especially corresponding to pitch data)
The cutoff frequency is controlled by the parameter β
The filter resonance characteristics are controlled by control signals (corresponding in particular to timbre data). These controls allow the timbre of the generated musical tones to be controlled.
[変形例]
なお、この発明は、上述の実施例に限定されることなく
適宜変形して実施することができる。例えば、上述にお
いては、第2のローパスフィルタ5を単位フィルタ1−
2と乗算器3との間に挿入する例について説明したが、
このローパスフィルタ5の挿入位置は前記閉ループ内で
あればどこでもよい。例えば、第8図に示すように、単
位フィルタ1−1と減算器4との開環メインの回路に挿
入しても同様の効果が得られる。但し、係数βを小さく
したときは、αを1に近づけても発振は発生しにくいた
め、挿入されたフィルタの影響を受けにくいことが好ま
しい。このためには、挿入されるフィルタの位置は、単
位フィルタ1−2と乗算器3との間、または乗算器3と
減算器4との間のように帰還系内が好ましい。[Modifications] Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications. For example, in the above example, the second low-pass filter 5 is connected to the unit filter 1-
Although we have explained the example of inserting between 2 and multiplier 3,
The low-pass filter 5 may be inserted anywhere within the closed loop. For example, as shown in FIG. 8, the same effect can be obtained by inserting it into the main ring-opening circuit of the unit filter 1-1 and the subtracter 4. However, when the coefficient β is made small, oscillation is difficult to occur even if α is brought close to 1, so it is preferable that the filter is not easily influenced by the inserted filter. For this purpose, the inserted filter is preferably located within the feedback system, such as between the unit filters 1-2 and the multiplier 3, or between the multiplier 3 and the subtracter 4.
また、上述においては第2のローパスフィルタ5は、特
性を固定していたが、第8図に示すように、係数γ(=
α′)によって特性を可変できるようにしてもよい。Further, in the above description, the characteristics of the second low-pass filter 5 were fixed, but as shown in FIG. 8, the coefficient γ (=
The characteristics may be made variable by α′).
また、挿入されるフィルタは、第1および第8図の例に
限られるものではなく、高域周波数f、/2付近でゲイ
ンの低下しているものであれば、例えば、バンドパスフ
ィルタでもよい。Further, the filter to be inserted is not limited to the examples shown in FIGS. 1 and 8, but may be a band-pass filter, for example, as long as the gain decreases near the high frequency f,/2. .
さらに、前記各係数(パラメータ)の制御は、対数制御
であってもよい。この場合、乗算であるところを加算で
処理することができ、処理を簡略化することができる。Furthermore, the control of each coefficient (parameter) may be logarithmic control. In this case, multiplication can be replaced with addition, and the process can be simplified.
第1図は、この発明の一実施例に係るディジタルコンド
ロールドフィルタの構成を示す回路図、第2〜4図は、
それぞれ第1図における単位フィルタの構成例を示す回
路図、
第5図は、第1図における第2のローパスフィルタの周
波数特性例を示すグラフ、
第6図は、この発明の一適用例を示す電子楽器音源の回
路図、
第7図は、第6図におけるディジタルコンドロールドフ
ィルタの詳細説明図、
第8図は、第1図のディジタルコンドロールドフィルタ
の変形例を示す回路図、
第9図は、従来のアナログVCFの回路図、第10図は
、この発明に先立って検討したディジタルコンドロール
ドフィルタの回路図、第11図は、第1図および第10
図のディジタルコンドロールドフィルタの周波数特性図
、そして
第12Aおよび第12B図は、第10図のディジタルコ
ンドロールドフィルタの入出力波形例を示す図である。
1−1.1−2:単位フィルタ
(ディジタル一次ローパスフィルタ)
3、M:乗算器
4・ 1+」二減算器
5:第2のローパスフィルタ(挿入フィルタ)第
図
第
図
第
図FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a digital condromed filter according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the unit filter in FIG. 1, FIG. 5 is a graph showing an example of frequency characteristics of the second low-pass filter in FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram showing an example of application of the present invention. A circuit diagram of an electronic musical instrument sound source; FIG. 7 is a detailed explanatory diagram of the digital condrouldo filter in FIG. 6; FIG. 8 is a circuit diagram showing a modification of the digital condrouldo filter in FIG. 1; 10 is a circuit diagram of a conventional analog VCF, FIG.
The frequency characteristic diagram of the digital chondral filter shown in the figure, and FIGS. 12A and 12B are diagrams showing examples of input and output waveforms of the digital chondral filter of FIG. 10. 1-1.1-2: Unit filter (digital first-order low-pass filter) 3, M: Multiplier 4・1+''2 Subtractor 5: Second low-pass filter (insertion filter)
Claims (1)
加算を加算器に、減算を減算器に、乗算を乗算器に、積
分を累算器に各々置換してなり動作時同一のカットオフ
周波数を設定されるディジタル一次ローパスフィルタか
らなる単位フィルタであって複数個を縦続接続したもの
と、 縦続接続された終段の単位フィルタの出力に所定の係数
を乗算する乗算器と、 入力信号から前記乗算器の出力を減算して縦続接続され
た初段の単位フィルタに入力する加減算器と、 前記信号の標本化周波数の1/2の周波数において伝達
ゲインが低下しており、前記複数個の単位フィルタ、乗
算器および加減算器からなる閉ループ中に挿入された挿
入フィルタと を具備することを特徴とするディジタルコントロールド
フィルタ。 (2)前記挿入フィルタは、前記単位フィルタのカット
オフ周波数より高くこの単位フィルタを動作させる標本
化周波数の1/2の周波数より低いカットオフ周波数を
設定されたディジタルローパスフィルタである請求項1
記載のディジタルコントロールドフィルタ。(3)前記
挿入フィルタは、前記乗算器および加減算器からなる帰
還ループ中に挿入されている請求項1記載のディジタル
コントロールドフィルタ。 (4)前記単位フィルタは、1標本化周波数前のデータ
を表わす記号をZ^−^1としてH(Z)=出力/入力
=(a)/{1−(1−α)Z^−^1}で表わされる
伝達関数を前記特性式とするフィルタである請求項2記
載のディジタルコントロールドフィルタ。[Claims] (1) In the characteristic equation of the analog first-order low-pass filter, addition is replaced with an adder, subtraction is replaced with a subtracter, multiplication is replaced with a multiplier, and integral is replaced with an accumulator, so that the same operation is achieved. A unit filter consisting of a digital first-order low-pass filter whose cut-off frequency is set, in which a plurality of unit filters are connected in cascade, a multiplier that multiplies the output of the cascade-connected final stage unit filter by a predetermined coefficient, and an input. an adder/subtracter that subtracts the output of the multiplier from the signal and inputs the result to the cascade-connected first-stage unit filter; A digitally controlled filter comprising: a unit filter; and an insertion filter inserted into a closed loop consisting of a multiplier and an adder/subtractor. (2) The insertion filter is a digital low-pass filter having a cutoff frequency set higher than the cutoff frequency of the unit filter and lower than 1/2 of the sampling frequency that operates the unit filter.
Digitally controlled filter as described. (3) The digitally controlled filter according to claim 1, wherein the insertion filter is inserted into a feedback loop consisting of the multiplier and the adder/subtractor. (4) The unit filter has the symbol H(Z) = output/input = (a)/{1-(1-α)Z^-^, where the symbol representing data one sampling frequency before is Z^-^1. 3. The digitally controlled filter according to claim 2, wherein the characteristic expression is a transfer function represented by 1}.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1262265A JPH0828648B2 (en) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | Digitally controlled filter |
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JPH03124110A true JPH03124110A (en) | 1991-05-27 |
JPH0828648B2 JPH0828648B2 (en) | 1996-03-21 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0828648B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6985522B2 (en) | 1999-12-28 | 2006-01-10 | Nec Corporation | Variable-gain digital filter |
US7636747B2 (en) | 2006-11-22 | 2009-12-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Digital low-pass filter |
JP2016015132A (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 義隆電子股▲ふん▼有限公司 | Touch detection device and touch detection method |
-
1989
- 1989-10-09 JP JP1262265A patent/JPH0828648B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6985522B2 (en) | 1999-12-28 | 2006-01-10 | Nec Corporation | Variable-gain digital filter |
US7636747B2 (en) | 2006-11-22 | 2009-12-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Digital low-pass filter |
JP2016015132A (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 義隆電子股▲ふん▼有限公司 | Touch detection device and touch detection method |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0828648B2 (en) | 1996-03-21 |
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