JPH04234795A - デジタル・シンセサイザ励起信号の高調波成分を選択的に低減させる変換回路 - Google Patents
デジタル・シンセサイザ励起信号の高調波成分を選択的に低減させる変換回路Info
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- JPH04234795A JPH04234795A JP3219982A JP21998291A JPH04234795A JP H04234795 A JPH04234795 A JP H04234795A JP 3219982 A JP3219982 A JP 3219982A JP 21998291 A JP21998291 A JP 21998291A JP H04234795 A JPH04234795 A JP H04234795A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H5/00—Instruments in which the tones are generated by means of electronic generators
- G10H5/10—Instruments in which the tones are generated by means of electronic generators using generation of non-sinusoidal basic tones, e.g. saw-tooth
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
- G10H1/02—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
- G10H1/06—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/541—Details of musical waveform synthesis, i.e. audio waveshape processing from individual wavetable samples, independently of their origin or of the sound they represent
- G10H2250/545—Aliasing, i.e. preventing, eliminating or deliberately using aliasing noise, distortions or artifacts in sampled or synthesised waveforms, e.g. by band limiting, oversampling or undersampling, respectively
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にはデジタル・
ミュージック・シンセサイザの分野に関し、そして詳細
には、デジタル・シンセサイザ励起信号の高調波成分を
選択的に低減させるための方法と装置に関するものであ
る。より詳細には、本発明は、鋸歯状波形の周波数の増
大に応答して、その鋸歯状波形を三角波形に選択的に変
換する方法と装置に関している。
ミュージック・シンセサイザの分野に関し、そして詳細
には、デジタル・シンセサイザ励起信号の高調波成分を
選択的に低減させるための方法と装置に関するものであ
る。より詳細には、本発明は、鋸歯状波形の周波数の増
大に応答して、その鋸歯状波形を三角波形に選択的に変
換する方法と装置に関している。
【０００２】
【従来の技術】ミュージック・シンセサイザは、ここし
ばらくの間に、当該分野においてよく知られたものとな
ってきている。初期の頃のアナログ・シンセサイザは、
鋸歯状波形、三角波形、方形波を生成可能な励起波形ジ
ェネレータを使用するのが普通であった。この励起波形
ジェネレータの出力周波数は、その所望のピッチに応答
して制御可能であり、そしてこの励起波形ジェネレータ
に対しよく低周波発振器を接続して、ビブラート効果を
生成できるようにしていた。
ばらくの間に、当該分野においてよく知られたものとな
ってきている。初期の頃のアナログ・シンセサイザは、
鋸歯状波形、三角波形、方形波を生成可能な励起波形ジ
ェネレータを使用するのが普通であった。この励起波形
ジェネレータの出力周波数は、その所望のピッチに応答
して制御可能であり、そしてこの励起波形ジェネレータ
に対しよく低周波発振器を接続して、ビブラート効果を
生成できるようにしていた。
【０００３】このようなシステムでは、その励起波形ジ
ェネレータのその選択可能の出力を次に、フィルタと増
幅器に結合し、そしてこの後、スピーカの如きオーディ
オ出力デバイスに接続するのが普通である。
ェネレータのその選択可能の出力を次に、フィルタと増
幅器に結合し、そしてこの後、スピーカの如きオーディ
オ出力デバイスに接続するのが普通である。
【０００４】このミュージック・シンセサイザ分野の初
期の研究者は、適当なフィルタ及び電圧制御形増幅器の
制御を、いわゆるアタック−ディケイ−サステイン−リ
リース（ＡＤＳＲ）回路によって迅速に行うことができ
る、ということを発見した。このＡＤＳＲ回路の出力を
その４つのセグメントの各々で選択的に制御することに
よって、上記の励起信号を、整形／フィルタ処理して所
望の楽器音を近似することができるのである。
期の研究者は、適当なフィルタ及び電圧制御形増幅器の
制御を、いわゆるアタック−ディケイ−サステイン−リ
リース（ＡＤＳＲ）回路によって迅速に行うことができ
る、ということを発見した。このＡＤＳＲ回路の出力を
その４つのセグメントの各々で選択的に制御することに
よって、上記の励起信号を、整形／フィルタ処理して所
望の楽器音を近似することができるのである。
【０００５】減算形合成法を用いたデジタル・ミュージ
ック・シンセサイザ・システムでは、鋸歯状波形を励起
信号として利用するのが普通である。このことが望まし
いのは、デジタル・システムでは、ある信号を開始させ
そしてその信号をある一定値だけ増分させてその新たな
値をストアすることによって、鋸歯状波形を簡単かつ容
易に発生させることができるためである。この技法は、
通常、その実行には３つのプロセッサ・ステップしか必
要としていない。更に、鋸歯状波形の調波特性が豊かで
あるために、この鋸歯状波形は、励起信号としては優れ
た選択であると言える。
ック・シンセサイザ・システムでは、鋸歯状波形を励起
信号として利用するのが普通である。このことが望まし
いのは、デジタル・システムでは、ある信号を開始させ
そしてその信号をある一定値だけ増分させてその新たな
値をストアすることによって、鋸歯状波形を簡単かつ容
易に発生させることができるためである。この技法は、
通常、その実行には３つのプロセッサ・ステップしか必
要としていない。更に、鋸歯状波形の調波特性が豊かで
あるために、この鋸歯状波形は、励起信号としては優れ
た選択であると言える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
ル・ミュージック・シンセサイザの励起信号としてこの
鋸歯状波形を使用する場合、鋸歯状波形のその豊富で高
い調波成分の結果として、１つの問題が生ずる。即ち、
エリアシングという問題は、以下に詳細に述べるように
、高周波サウンドどうしを合成しようとする際に、ある
問題を生じさせる。サンプリング・レートを大きくする
と、そのエリアシングの影響を最小限にできるかもしれ
ないが、しかし、単一のデジタル信号プロセッサを使用
してデジタル・シンセサイザを構成しようとする試みに
おいてはどのような場合でも、各ノートに対し利用可能
な処理ステップの数は、限られている。従って、そのよ
うなシステムにおいて使用するサンプリング・レートは
、一般に、１秒当たり２万〜５万サンプルのオーダーに
なっている。
ル・ミュージック・シンセサイザの励起信号としてこの
鋸歯状波形を使用する場合、鋸歯状波形のその豊富で高
い調波成分の結果として、１つの問題が生ずる。即ち、
エリアシングという問題は、以下に詳細に述べるように
、高周波サウンドどうしを合成しようとする際に、ある
問題を生じさせる。サンプリング・レートを大きくする
と、そのエリアシングの影響を最小限にできるかもしれ
ないが、しかし、単一のデジタル信号プロセッサを使用
してデジタル・シンセサイザを構成しようとする試みに
おいてはどのような場合でも、各ノートに対し利用可能
な処理ステップの数は、限られている。従って、そのよ
うなシステムにおいて使用するサンプリング・レートは
、一般に、１秒当たり２万〜５万サンプルのオーダーに
なっている。
【０００７】このデジタル信号処理分野の当業者には理
解されるように、１秒当たり２０，０００サンプルのサ
ンプリング・レートの場合、その結果として得られるシ
ステムにおいて、このシステム中に存在するその最高周
波数は、ナイキスト定理に述べられたルールの結果、１
秒当たり１０，０００サイクルとなる。
解されるように、１秒当たり２０，０００サンプルのサ
ンプリング・レートの場合、その結果として得られるシ
ステムにおいて、このシステム中に存在するその最高周
波数は、ナイキスト定理に述べられたルールの結果、１
秒当たり１０，０００サイクルとなる。
【０００８】この結果、より高い周波数を、ある低いサ
ンプリング・レートのデジタル・サンプル・データ・シ
ステムを使用して合成するときには、ナイキスト周波数
に近付くにつれて、それら高い周波数では、これらの周
波数で生ずる“折り返し”のためにエリアシングの問題
が発生することになる。このエリアシング問題は、ロー
パス・フィルタを用いて上記の鋸歯状波形励起信号のそ
の高調波成分を除去することにより、マスクすることが
できる。しかしながら、このアプローチでは、そのエリ
アシング問題を治癒させることができず、またローパス
・フィルタは、デジタル・システム内で実現することは
困難であって、しかもその利用可能なプロセッサ資源の
かなりの量を必要とするものである。
ンプリング・レートのデジタル・サンプル・データ・シ
ステムを使用して合成するときには、ナイキスト周波数
に近付くにつれて、それら高い周波数では、これらの周
波数で生ずる“折り返し”のためにエリアシングの問題
が発生することになる。このエリアシング問題は、ロー
パス・フィルタを用いて上記の鋸歯状波形励起信号のそ
の高調波成分を除去することにより、マスクすることが
できる。しかしながら、このアプローチでは、そのエリ
アシング問題を治癒させることができず、またローパス
・フィルタは、デジタル・システム内で実現することは
困難であって、しかもその利用可能なプロセッサ資源の
かなりの量を必要とするものである。
【０００９】このように、鋸歯状波形励起信号の高調波
成分を、広範なプロセッサ資源の使用を必要とせずに最
小限にすることのできる、方法と装置に対するニーズが
あることは、明らかであろう。
成分を、広範なプロセッサ資源の使用を必要とせずに最
小限にすることのできる、方法と装置に対するニーズが
あることは、明らかであろう。
【００１０】従って、本発明の目的は、改良したデジタ
ル・ミュージック・シンセサイザを提供することである
。
ル・ミュージック・シンセサイザを提供することである
。
【００１１】本発明の別の目的は、デジタル・シンセサ
イザ励起信号の高調波成分を選択的に低減させるための
改良した方法と装置を提供することである。
イザ励起信号の高調波成分を選択的に低減させるための
改良した方法と装置を提供することである。
【００１２】本発明の更に別の目的は、その鋸歯状励起
波形の周波数の上昇に応答して、その鋸歯状励起波形を
三角波形へ選択的に変換するための改良した方法と装置
を提供することである。
波形の周波数の上昇に応答して、その鋸歯状励起波形を
三角波形へ選択的に変換するための改良した方法と装置
を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の如
くして実現することができる。即ち、デジタル・ミュー
ジック・シンセサイザでは、励起信号として可変周波数
の鋸歯状波形を使用していることが多い。このようなシ
ステムでサンプリング・レートを低くすると問題が生ず
るが、それは、ナイキスト・レート付近の周波数でエリ
アシングの問題が生ずるためである。この問題をマスク
するために、ローパス・フィルタ処理を利用することが
できるが、ローパス・フィルタ処理は、デジタル信号プ
ロセッサ内で実現するには、すこぶる時間のかかるもの
である。本発明の方法と装置では、鋸歯状波形の周波数
の変化に応答して、その鋸歯状波形の高調波成分の低減
を、それに比例してその鋸歯状波形を三角波形に変換す
ることによって行う。これは、鋸歯状波形に対してある
選択可能なオフセットを加え、そして次にその合成波形
の絶対値を取ることによって実現する。こうして得た波
形をゼロのオフセットに戻すことによって、その鋸歯状
波形の励起信号を、高調波成分が相当低減した三角波形
に変換するようにする。この鋸歯状波形の周波数の変化
に応答してその選択可能オフセットを変化させることに
より、発生するその変換の量を効率的に変化させること
が可能である。
くして実現することができる。即ち、デジタル・ミュー
ジック・シンセサイザでは、励起信号として可変周波数
の鋸歯状波形を使用していることが多い。このようなシ
ステムでサンプリング・レートを低くすると問題が生ず
るが、それは、ナイキスト・レート付近の周波数でエリ
アシングの問題が生ずるためである。この問題をマスク
するために、ローパス・フィルタ処理を利用することが
できるが、ローパス・フィルタ処理は、デジタル信号プ
ロセッサ内で実現するには、すこぶる時間のかかるもの
である。本発明の方法と装置では、鋸歯状波形の周波数
の変化に応答して、その鋸歯状波形の高調波成分の低減
を、それに比例してその鋸歯状波形を三角波形に変換す
ることによって行う。これは、鋸歯状波形に対してある
選択可能なオフセットを加え、そして次にその合成波形
の絶対値を取ることによって実現する。こうして得た波
形をゼロのオフセットに戻すことによって、その鋸歯状
波形の励起信号を、高調波成分が相当低減した三角波形
に変換するようにする。この鋸歯状波形の周波数の変化
に応答してその選択可能オフセットを変化させることに
より、発生するその変換の量を効率的に変化させること
が可能である。
【００１４】
【実施例】次に、図面、特に図１を参照して説明すると
、この図１には、本発明の方法および装置によるミュー
ジック・シンセサイザを構成するのに使用可能な、コン
ピュータ・システムを例示するブロック図を示してある
。図示の通り、コンピュータ・システム１０を描いてあ
る。このコンピュータ・システム１０の実現は、ＭＩＤ
Ｉシンセサイザを実現する能力のある適当なデジタル信
号プロセッサをその内部に配置した、現行技術の任意の
デジタル・コンピュータ・システムを使用することによ
って可能である。例えば、このコンピュータ・システム
１０は、ＩＢＭオーディオ捕獲／再生アダプタ（ＡＣＰ
Ａ）を含むＩＢＭ ＰＳ／２タイプのコンピュータを利
用して構成するようにできる。
、この図１には、本発明の方法および装置によるミュー
ジック・シンセサイザを構成するのに使用可能な、コン
ピュータ・システムを例示するブロック図を示してある
。図示の通り、コンピュータ・システム１０を描いてあ
る。このコンピュータ・システム１０の実現は、ＭＩＤ
Ｉシンセサイザを実現する能力のある適当なデジタル信
号プロセッサをその内部に配置した、現行技術の任意の
デジタル・コンピュータ・システムを使用することによ
って可能である。例えば、このコンピュータ・システム
１０は、ＩＢＭオーディオ捕獲／再生アダプタ（ＡＣＰ
Ａ）を含むＩＢＭ ＰＳ／２タイプのコンピュータを利
用して構成するようにできる。
【００１５】また、このコンピュータ・システム１０内
には、ディスプレイ１４を設けている。このディスプレ
イ１４は、以下に詳細に説明するように、ミュージック
・シンセサイザのオーディオ・エディタ能力やその他の
特徴を表示するのに使用することができる。また、この
コンピュータ・システム１０には、コンピュータ・キー
ボード１６を接続してある。
には、ディスプレイ１４を設けている。このディスプレ
イ１４は、以下に詳細に説明するように、ミュージック
・シンセサイザのオーディオ・エディタ能力やその他の
特徴を表示するのに使用することができる。また、この
コンピュータ・システム１０には、コンピュータ・キー
ボード１６を接続してある。
【００１６】次にデジタル・プロセッサ１２について述
べると、コンピュータ・システム内でデジタル信号プロ
セッサを使用したＭＩＤＩシンセサイザを実現したもの
を、例示してある。図示の通り、ＭＩＤＩファイル１８
内に含んだデータは、インターフェース２０へ結合する
ようになっている。このインターフェース２０は、好ま
しくは任意の適当なオーディオ・アプリケーション・プ
ログラミング・インターフェースを使用して構成してあ
り、そしてこれは、ＭＩＤＩプロトコル・ファイルのア
クセスと、それらファイルの適当なデバイス・ドライバ
への結合を可能にしている。デバイス・ドライバ２２は
、好ましくはソフトウエアで実現してあり、そしてその
ＭＩＤＩファイル・データを、このデータを利用して合
成音楽の作成を可能にするような方法で、処理するよう
に働く。この処理を行った後、ドライバ２２の出力は、
シンセサイザ２４に結合する。このシンセサイザ２４は
、好ましくは減算形シンセサイザであり、そしてこれは
、上記のＩＢＭオーディオ捕獲／再生アダプタ（ＡＣＰ
Ａ）内に含まれたデジタル信号プロセッサの如き適当な
デジタル信号プロセッサを使用して構成してある。 次に、このシンセサイザ２４の出力を、スピーカ２６の
如きオーディオ出力デバイスに結合するようにすること
ができる。
べると、コンピュータ・システム内でデジタル信号プロ
セッサを使用したＭＩＤＩシンセサイザを実現したもの
を、例示してある。図示の通り、ＭＩＤＩファイル１８
内に含んだデータは、インターフェース２０へ結合する
ようになっている。このインターフェース２０は、好ま
しくは任意の適当なオーディオ・アプリケーション・プ
ログラミング・インターフェースを使用して構成してあ
り、そしてこれは、ＭＩＤＩプロトコル・ファイルのア
クセスと、それらファイルの適当なデバイス・ドライバ
への結合を可能にしている。デバイス・ドライバ２２は
、好ましくはソフトウエアで実現してあり、そしてその
ＭＩＤＩファイル・データを、このデータを利用して合
成音楽の作成を可能にするような方法で、処理するよう
に働く。この処理を行った後、ドライバ２２の出力は、
シンセサイザ２４に結合する。このシンセサイザ２４は
、好ましくは減算形シンセサイザであり、そしてこれは
、上記のＩＢＭオーディオ捕獲／再生アダプタ（ＡＣＰ
Ａ）内に含まれたデジタル信号プロセッサの如き適当な
デジタル信号プロセッサを使用して構成してある。 次に、このシンセサイザ２４の出力を、スピーカ２６の
如きオーディオ出力デバイスに結合するようにすること
ができる。
【００１７】かくして、図１に例示した形態で最新のデ
ジタル・コンピュータを使用してＭＩＤＩシンセサイザ
をエミュレートすることができるが、これは、そのコン
ピュータ内のメモリ内にストアしたＭＩＤＩファイルに
アクセスし、そして楽曲を作成したりあるいはデジタル
ＭＩＤＩファイルとしてストアしてある楽曲を作り直し
たりするのに専用デジタル信号プロセッサを用いること
により行う。
ジタル・コンピュータを使用してＭＩＤＩシンセサイザ
をエミュレートすることができるが、これは、そのコン
ピュータ内のメモリ内にストアしたＭＩＤＩファイルに
アクセスし、そして楽曲を作成したりあるいはデジタル
ＭＩＤＩファイルとしてストアしてある楽曲を作り直し
たりするのに専用デジタル信号プロセッサを用いること
により行う。
【００１８】さて今度は、図２について述べると、この
図には、本発明の方法を実施するのに使用できるシンセ
サイザ装置の詳細ブロック図を示してある。もちろん、
この図２内に示したシンセサイザは、個々のブロック部
分として示してあるが、当業者には分かるように、上記
のＩＢＭオーディオ捕獲／再生アダプタ（ＡＣＰＡ）カ
ード内に含んだテキサス・インスツルメンツ社のＴＭＳ
３２０Ｃ２５の如き単一の専用デジタル信号プロセッサ
を利用することによって実現するようにできることは、
言うまでもない。
図には、本発明の方法を実施するのに使用できるシンセ
サイザ装置の詳細ブロック図を示してある。もちろん、
この図２内に示したシンセサイザは、個々のブロック部
分として示してあるが、当業者には分かるように、上記
のＩＢＭオーディオ捕獲／再生アダプタ（ＡＣＰＡ）カ
ード内に含んだテキサス・インスツルメンツ社のＴＭＳ
３２０Ｃ２５の如き単一の専用デジタル信号プロセッサ
を利用することによって実現するようにできることは、
言うまでもない。
【００１９】図２の例示では、１つの励起信号源２８を
描いてある。この励起信号源２８は、好ましくは鋸歯状
波ジェネレータであり、このジェネレータは、デジタル
回路内で、ある１つの信号を開始させそしてこの信号を
ある一定値だけ増分させる一方でその先の値をストアす
ることによって、簡単かつ効率的に構成することができ
る。この励起信号源２８の出力は、次に変換回路３０へ
結合する。この変換回路３０は、本発明の重要な特徴部
分を表しており、これにより、励起信号源２８の可変周
波数の鋸歯状波形出力を三角波形に比例的に変換するこ
とによって、デジタル・サンプル・データ・システムで
のナイキスト・レートもしくはその付近の周波数で典型
的に生ずるようなエリアシングの問題を、最小限にする
ことができる。
描いてある。この励起信号源２８は、好ましくは鋸歯状
波ジェネレータであり、このジェネレータは、デジタル
回路内で、ある１つの信号を開始させそしてこの信号を
ある一定値だけ増分させる一方でその先の値をストアす
ることによって、簡単かつ効率的に構成することができ
る。この励起信号源２８の出力は、次に変換回路３０へ
結合する。この変換回路３０は、本発明の重要な特徴部
分を表しており、これにより、励起信号源２８の可変周
波数の鋸歯状波形出力を三角波形に比例的に変換するこ
とによって、デジタル・サンプル・データ・システムで
のナイキスト・レートもしくはその付近の周波数で典型
的に生ずるようなエリアシングの問題を、最小限にする
ことができる。
【００２０】次に、その変換回路３０の出力は、オプシ
ョンとしてフィルタ３２に結合する。このフィルタ３２
は、所望の楽器のサウンドにより一層近似するためには
、変換結果として得られた励起信号をフィルタ処理し整
形するのに使用することが好ましい。最後に、フィルタ
３２のその出力は、増幅器３４に結合しそしてその後ス
ピーカ２６に結合して、シンセサイズした音楽を生成さ
せるようにする。
ョンとしてフィルタ３２に結合する。このフィルタ３２
は、所望の楽器のサウンドにより一層近似するためには
、変換結果として得られた励起信号をフィルタ処理し整
形するのに使用することが好ましい。最後に、フィルタ
３２のその出力は、増幅器３４に結合しそしてその後ス
ピーカ２６に結合して、シンセサイズした音楽を生成さ
せるようにする。
【００２１】再び励起信号源２８について述べると、図
示から分かるように、このデバイスを２つの別々の入力
で制御するようにしてある。楽器デジタル・インターフ
ェース（ＭＩＤＩ）ファイルから読み出したりあるいは
電子音楽キーボードで生成したいわゆる“ノート番号”
に従って、その励起信号源２８から出力するピッチ又は
基本周波数を制御するために、好ましくはノート番号ジ
ェネレータ３８を使用する。また、低周波発振器３６を
設け、そして加算形ミキサ４０でそのノート番号ジェネ
レータ３８の出力とミックスし、これにより、励起信号
源２８の出力信号のピッチの低周波変動を可能にして、
ビブラート効果が実現できるようにしている。
示から分かるように、このデバイスを２つの別々の入力
で制御するようにしてある。楽器デジタル・インターフ
ェース（ＭＩＤＩ）ファイルから読み出したりあるいは
電子音楽キーボードで生成したいわゆる“ノート番号”
に従って、その励起信号源２８から出力するピッチ又は
基本周波数を制御するために、好ましくはノート番号ジ
ェネレータ３８を使用する。また、低周波発振器３６を
設け、そして加算形ミキサ４０でそのノート番号ジェネ
レータ３８の出力とミックスし、これにより、励起信号
源２８の出力信号のピッチの低周波変動を可能にして、
ビブラート効果が実現できるようにしている。
【００２２】次に、図示から分かるように、変換回路３
０を、シンセサイザ技術分野で周知の方法でアタック−
ディケイ−サステイン−リリース（ＡＤＳＲ）回路によ
り制御する。このＡＤＳＲ波形電圧制御形増幅器の４フ
ェーズの各フェーズのパラメータを変化させることによ
って、フィルタ並びにこれと同様なデバイスを、効果的
に制御することができる。変換回路３０と共にＡＤＳＲ
回路を使用することによって、励起信号源２８の出力の
比例的変換を実現すると共に、以下に詳細に説明するよ
うな形態で信号整形も行う。また、ノート番号ジェネレ
ータ３８の出力は、ＡＤＳＲ４２にも結合してある点に
注意されたい。このようにすることによって、図３のａ
〜ｅに関して説明するように、励起信号源２８の出力の
その比例的変換を、励起信号源２８の出力の周波数の変
化に応答して行うようにすることができる。
０を、シンセサイザ技術分野で周知の方法でアタック−
ディケイ−サステイン−リリース（ＡＤＳＲ）回路によ
り制御する。このＡＤＳＲ波形電圧制御形増幅器の４フ
ェーズの各フェーズのパラメータを変化させることによ
って、フィルタ並びにこれと同様なデバイスを、効果的
に制御することができる。変換回路３０と共にＡＤＳＲ
回路を使用することによって、励起信号源２８の出力の
比例的変換を実現すると共に、以下に詳細に説明するよ
うな形態で信号整形も行う。また、ノート番号ジェネレ
ータ３８の出力は、ＡＤＳＲ４２にも結合してある点に
注意されたい。このようにすることによって、図３のａ
〜ｅに関して説明するように、励起信号源２８の出力の
その比例的変換を、励起信号源２８の出力の周波数の変
化に応答して行うようにすることができる。
【００２３】その変換回路３０に関して述べたのと同様
な方法で、フィルタ３２および電圧制御形増幅器３４も
、ＡＤＳＲ回路を使用して制御するようにすることがで
きる。励起信号のそのフィルタ処理と増幅とを選択的に
変化させることにより、非常に多くの楽器のサウンドを
シミュレートすることが可能となる。
な方法で、フィルタ３２および電圧制御形増幅器３４も
、ＡＤＳＲ回路を使用して制御するようにすることがで
きる。励起信号のそのフィルタ処理と増幅とを選択的に
変化させることにより、非常に多くの楽器のサウンドを
シミュレートすることが可能となる。
【００２４】次に、図３のａ〜ｅについて見ると、これ
らには、本発明の方法および装置に従って鋸歯状波形の
高調波成分の選択的低減を例示した波形例について示し
ている。当業者には分かるように、図２のブロック３０
にてブロック図形式で示したこの変換は、好ましくは、
図１のコンピュータ・システム内のＭＩＤＩシンセサイ
ザを構成するのに使用したデジタル信号プロセッサを利
用して実現するようにする。
らには、本発明の方法および装置に従って鋸歯状波形の
高調波成分の選択的低減を例示した波形例について示し
ている。当業者には分かるように、図２のブロック３０
にてブロック図形式で示したこの変換は、好ましくは、
図１のコンピュータ・システム内のＭＩＤＩシンセサイ
ザを構成するのに使用したデジタル信号プロセッサを利
用して実現するようにする。
【００２５】先ず、図３ａを見ると、波形例４８は、−
５から＋５までの範囲で変化する鋸歯状波形５８を示し
ている。この鋸歯状波形は、その調波成分が極めて豊富
であり、従ってデジタル・ミュージック・シンセサイザ
における励起信号として利用することが多い。次に、図
３ｂは、波形例５０内に、ある選択可能なオフセット６
０を示している。本発明のある１つの好ましい実施例で
は、この選択可能オフセット６０は、ゼロと＋５の範囲
で変化させるようにすることができるが、これと同様の
効果は、その選択可能オフセット６０をゼロと−５の範
囲で変化させることによっても得ることができる。
５から＋５までの範囲で変化する鋸歯状波形５８を示し
ている。この鋸歯状波形は、その調波成分が極めて豊富
であり、従ってデジタル・ミュージック・シンセサイザ
における励起信号として利用することが多い。次に、図
３ｂは、波形例５０内に、ある選択可能なオフセット６
０を示している。本発明のある１つの好ましい実施例で
は、この選択可能オフセット６０は、ゼロと＋５の範囲
で変化させるようにすることができるが、これと同様の
効果は、その選択可能オフセット６０をゼロと−５の範
囲で変化させることによっても得ることができる。
【００２６】図３ｃには、オフセットさせた鋸歯状波形
６２を含んだ波形例５２を示す。このオフセット鋸歯状
波形６２は、上記の鋸歯状波形５８と選択可能オフセッ
ト６０とを加算して作ったものである。従って、図３ｃ
内に示した合成波形は、図示実施例では、図３ａ内に示
した波形を＋２だけオフセットさせたものである。
６２を含んだ波形例５２を示す。このオフセット鋸歯状
波形６２は、上記の鋸歯状波形５８と選択可能オフセッ
ト６０とを加算して作ったものである。従って、図３ｃ
内に示した合成波形は、図示実施例では、図３ａ内に示
した波形を＋２だけオフセットさせたものである。
【００２７】図３ｄの波形例５４は、図３ｃのオフセッ
ト鋸歯状波形６２の絶対値をとった後の波形を示してい
る。これは、通常、デジタル信号プロセッサもしくはマ
イクロプロセッサ上での単一サイクル命令である。当業
者には理解されるように、オフセット鋸歯状波形６２の
絶対値を取ることによって、図３ｄ内の波形６４の如き
三角波形を発生することができる。
ト鋸歯状波形６２の絶対値をとった後の波形を示してい
る。これは、通常、デジタル信号プロセッサもしくはマ
イクロプロセッサ上での単一サイクル命令である。当業
者には理解されるように、オフセット鋸歯状波形６２の
絶対値を取ることによって、図３ｄ内の波形６４の如き
三角波形を発生することができる。
【００２８】最後に、図３ｅは、三角波形６６を含む波
形例５６を示している。その三角波形６６は、図３ｄの
波形６４をほぼゼロのオフセットにまで復帰させた後の
波形であり、その復帰は、２．５の定数（その入力波形
レベルのピーク値の１／２）と図３ｂの選択可能オフセ
ットの０．５倍したものとの和を差し引くことによって
行う。その結果、ゼロ・オフセットの三角波形６６とな
る。当業者には理解されるように、その合成出力波形は
、相当低減した高調波成分を有することになる。
形例５６を示している。その三角波形６６は、図３ｄの
波形６４をほぼゼロのオフセットにまで復帰させた後の
波形であり、その復帰は、２．５の定数（その入力波形
レベルのピーク値の１／２）と図３ｂの選択可能オフセ
ットの０．５倍したものとの和を差し引くことによって
行う。その結果、ゼロ・オフセットの三角波形６６とな
る。当業者には理解されるように、その合成出力波形は
、相当低減した高調波成分を有することになる。
【００２９】この変換技法の興味深い点は、比例的な変
換が利用可能なことである。選択可能オフセット６０を
＋５ボルトに引き上げることにより、その合成波形は、
変換後に純粋な鋸歯状波形となる。同様に、選択可能オ
フセット６０をゼロにセットすることによって生ずる合
成波形は、変換後に純粋な三角波形となる。従って、そ
の選択可能オフセット６０のレベルを変化させることに
より、その変換の量、従って高調波成分の低減量は、そ
の変換にたった３つのプロセッサ・サイクルを使用する
ことによって、簡単かつ効率的に制御することができる
。
換が利用可能なことである。選択可能オフセット６０を
＋５ボルトに引き上げることにより、その合成波形は、
変換後に純粋な鋸歯状波形となる。同様に、選択可能オ
フセット６０をゼロにセットすることによって生ずる合
成波形は、変換後に純粋な三角波形となる。従って、そ
の選択可能オフセット６０のレベルを変化させることに
より、その変換の量、従って高調波成分の低減量は、そ
の変換にたった３つのプロセッサ・サイクルを使用する
ことによって、簡単かつ効率的に制御することができる
。
【００３０】
【効果】再び図２を参照すると、これから当業者であれ
ば分かるように、ノート番号ジェネレータ５８の出力を
ＡＤＳＲ４２を介してその変換回路３０へ結合すること
により、励起信号の周波数に直接呼応してその励起信号
の高調波成分を自動的に変化させることが可能である。 従って、エリアシング問題を原因とする高調波成分の除
去に対して必要なことは、励起信号ジェネレータ２８の
出力の変換を自動的に制御することになる。加えて、Ａ
ＤＳＲ回路を利用して変換回路３０を更に制御すること
により、フィルタ３２およびこれに関連したＡＤＳＲ回
路の必要性を除き、また更にこの技法を利用するデジタ
ル・ミュージック・シンセサイザのプロセッサ要件を単
純化させることができる。
ば分かるように、ノート番号ジェネレータ５８の出力を
ＡＤＳＲ４２を介してその変換回路３０へ結合すること
により、励起信号の周波数に直接呼応してその励起信号
の高調波成分を自動的に変化させることが可能である。 従って、エリアシング問題を原因とする高調波成分の除
去に対して必要なことは、励起信号ジェネレータ２８の
出力の変換を自動的に制御することになる。加えて、Ａ
ＤＳＲ回路を利用して変換回路３０を更に制御すること
により、フィルタ３２およびこれに関連したＡＤＳＲ回
路の必要性を除き、また更にこの技法を利用するデジタ
ル・ミュージック・シンセサイザのプロセッサ要件を単
純化させることができる。
【００３１】以上、本発明についてその好ましい１実施
例で詳しく図示し記述したが、当業者には理解されるよ
うに、本発明の精神並びに範囲から外れずに形態並びに
細部において種々の変更を行うことができる。
例で詳しく図示し記述したが、当業者には理解されるよ
うに、本発明の精神並びに範囲から外れずに形態並びに
細部において種々の変更を行うことができる。
【図１】本発明の方法と装置に従ってミュージック・シ
ンセサイザを実現するために使用可能なコンピュータ・
システムを示すブロック図である。
ンセサイザを実現するために使用可能なコンピュータ・
システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の方法を実施するのに使用可能なシンセ
サイザ装置のより詳細なブロック図である。
サイザ装置のより詳細なブロック図である。
【図３】ａ，ｂ，ｃ，ｄおよびｅは、本発明の方法と装
置による鋸歯状波形の高調波成分の選択的低減を例示す
る波形図である。
置による鋸歯状波形の高調波成分の選択的低減を例示す
る波形図である。
１０：コンピュータ・システム
１２：デジタル・プロセッサ
１４：ディスプレイ
１６：キーボード
１８：ＭＩＤＩファイル
２０：インターフェース
２２：デバイス・ドライバ
２４：シンセサイザ
２８：励起信号源
５８：鋸歯状波形
６０：選択可能オフセット
６２：オフセット鋸歯状波形
Claims (13)
- 【請求項１】 鋸歯状波形の高調波成分を選択的に低
減させる変換回路であって、 イ） 選択可能なオフセットを発生するためのオフセ
ット発生手段と、 ロ） 前記選択可能オフセットと鋸歯状波形とを加算
して合成波形を生成するための加算手段と、ハ） 前
記合成波形の絶対値をとって変換合成波形を生成するた
めの絶対値変換手段と、 ニ） 前記変換合成波形を、前記鋸歯状波形よりも小
さな高調波成分を有するゼロ・オフセットの波形に復帰
させるオフセット復帰手段と、から成っている変換回路
。 - 【請求項２】 前記オフセット発生手段は、アタック
−ディケイ−サステイン−リリース回路より成っている
、請求項１の変換回路。 - 【請求項３】 前記選択可能オフセットは、前記鋸歯
状波形の周波数に応答して変化させる、請求項１の変換
回路。 - 【請求項４】 前記選択可能オフセットはゼロを成し
、そして前記の復帰させたゼロ・オフセット波形は三角
波形を成す、請求項１の変換回路。 - 【請求項５】 デジタル・ミュージック・シンセサイ
ザ回路であって、 イ） １つの出力を有する可変周波数鋸歯状波形ジェ
ネレータと、 ロ） 該可変周波数鋸歯状波形ジェネレータの前記出
力に結合した比例変換回路であって、前記可変周波数鋸
歯状波形を、前記出力の周波数に応答して可変周波数三
角波形へ選択的に変換するための比例変換回路と、ハ）
該比例変換回路へ結合したオーディオ出力手段と、
から成っているデジタル・ミュージック・シンセサイザ
回路。 - 【請求項６】 前記比例変換回路と前記オーディオ出
力手段との間に結合したフィルタ手段を更に備えている
、請求項５のデジタル・ミュージック・シンセサイザ回
路。 - 【請求項７】 前記比例変換回路と前記オーディオ出
力手段との間に結合した増幅手段を更に含んでいる、請
求項６のデジタル・ミュージック・シンセサイザ回路。 - 【請求項８】 前記オーディオ出力手段はオーディオ
・スピーカより成っている、請求項５のデジタル・ミュ
ージック・シンセサイザ回路。 - 【請求項９】 前記比例変換回路は、選択可能なオフ
セットを前記可変周波数鋸歯状波形に加えて合成波形を
生成するための加算回路を含んでいる、請求項５のデジ
タル・ミュージック・シンセサイザ回路。 - 【請求項１０】 前記選択可能オフセットは、前記出
力の前記周波数に応答して決める、請求項９のデジタル
・ミュージック・シンセサイザ回路。 - 【請求項１１】 前記比例変換回路は、前記合成波形
の絶対値をとって変換合成波形を生成する絶対変換手段
を更に含んでいる、請求項１０のデジタル・ミュージッ
ク・シンセサイザ回路。 - 【請求項１２】 前記変換合成波形をゼロ・オフセッ
トへ復帰させるオフセット復帰手段を更に含んでいる、
請求項７のデジタル・ミュージック・シンセサイザ回路
。 - 【請求項１３】 鋸歯状波形の高調波成分を選択的に
低減させるための低減方法であって、 イ） 選択可能なオフセットを発生するステップと、
ロ） 該選択可能オフセットと鋸歯状波形を加算して
合成波形を生成するステップと、 ハ） 該合成波形の絶対値をとるステップと、ニ）
前記絶対値の前記合成波形を、前記鋸歯状波形よりも
少ない高調波成分を有するゼロ・オフセット波形に復帰
させるステップと、から成っている低減方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/608,105 US5194684A (en) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | Method and apparatus for selective reduction of upper harmonic content in digital synthesizer excitation signals |
| US608105 | 1990-11-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04234795A true JPH04234795A (ja) | 1992-08-24 |
| JPH06103438B2 JPH06103438B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=24435045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3219982A Expired - Fee Related JPH06103438B2 (ja) | 1990-11-01 | 1991-08-30 | デジタル・シンセサイザ励起信号の高調波成分を選択的に低減させる変換回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5194684A (ja) |
| EP (1) | EP0484048A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06103438B2 (ja) |
| CA (1) | CA2052770C (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5604679A (en) * | 1994-10-17 | 1997-02-18 | Nomadic Technologies, Inc. | Signal generating device using direct digital synthesis |
| WO1996031868A1 (en) * | 1995-04-07 | 1996-10-10 | Creative Technology Ltd. | Method and apparatus for creating different waveforms when synthesizing musical sounds |
| US5900570A (en) * | 1995-04-07 | 1999-05-04 | Creative Technology, Ltd. | Method and apparatus for synthesizing musical sounds by frequency modulation using a filter |
| AU5344796A (en) * | 1995-04-07 | 1996-10-23 | Creative Technology Ltd | Method and apparatus for creating different waveforms when s ynthesizing musical sounds |
| US6806413B1 (en) | 2002-07-31 | 2004-10-19 | Young Chang Akki Co., Ltd. | Oscillator providing waveform having dynamically continuously variable waveshape |
| US8759661B2 (en) * | 2010-08-31 | 2014-06-24 | Sonivox, L.P. | System and method for audio synthesizer utilizing frequency aperture arrays |
| US9787413B2 (en) * | 2014-12-08 | 2017-10-10 | Walid Khairy Mohamed Ahmed | Circuits, systems and methods of hybrid electromagnetic and piezoelectric communicators |
| US10756811B2 (en) | 2017-09-10 | 2020-08-25 | Mohsen Sarraf | Method and system for a location determination using bi-modal signals |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5735477B2 (ja) * | 1973-03-10 | 1982-07-29 | ||
| DE2800441C3 (de) * | 1978-01-05 | 1980-07-31 | Moog Gmbh, 7030 Boeblingen | Elektrische Steuereinrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals für die Bewegung des Doms eines Extruders |
| JPS54121722A (en) * | 1978-03-14 | 1979-09-21 | Casio Comput Co Ltd | Musical tone assignment system in electronic musical instruments |
| US4259888A (en) * | 1979-12-06 | 1981-04-07 | Norlin Industries, Inc. | Tone generation system employing triangular waves |
| GB2113447B (en) * | 1981-12-22 | 1986-07-09 | Casio Computer Co Ltd | Tone signal generating apparatus of electronic musical instruments |
| US4440058A (en) * | 1982-04-19 | 1984-04-03 | Kimball International, Inc. | Digital tone generation system with slot weighting of fixed width window functions |
| US4649783A (en) * | 1983-02-02 | 1987-03-17 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Wavetable-modification instrument and method for generating musical sound |
| US4677890A (en) * | 1983-02-27 | 1987-07-07 | Commodore Business Machines Inc. | Sound interface circuit |
| JPH0631959B2 (ja) * | 1983-09-28 | 1994-04-27 | 沖電気工業株式会社 | 音楽装置 |
| US4622877A (en) * | 1985-06-11 | 1986-11-18 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Independently controlled wavetable-modification instrument and method for generating musical sound |
| US4974486A (en) * | 1988-09-19 | 1990-12-04 | Wallace Stephen M | Electric stringless toy guitar |
-
1990
- 1990-11-01 US US07/608,105 patent/US5194684A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3219982A patent/JPH06103438B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-04 CA CA002052770A patent/CA2052770C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-23 EP EP19910309824 patent/EP0484048A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2052770C (en) | 1996-01-30 |
| US5194684A (en) | 1993-03-16 |
| CA2052770A1 (en) | 1992-05-02 |
| EP0484048A2 (en) | 1992-05-06 |
| EP0484048A3 (en) | 1994-06-22 |
| JPH06103438B2 (ja) | 1994-12-14 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |