JPH0427558B2 - - Google Patents
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- JPH0427558B2 JPH0427558B2 JP62146174A JP14617487A JPH0427558B2 JP H0427558 B2 JPH0427558 B2 JP H0427558B2 JP 62146174 A JP62146174 A JP 62146174A JP 14617487 A JP14617487 A JP 14617487A JP H0427558 B2 JPH0427558 B2 JP H0427558B2
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- 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
- G10H7/00—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
- G10H7/08—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform
- G10H7/10—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform using coefficients or parameters stored in a memory, e.g. Fourier coefficients
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- 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
- G10H2230/00—General physical, ergonomic or hardware implementation of electrophonic musical tools or instruments, e.g. shape or architecture
- G10H2230/045—Special instrument [spint], i.e. mimicking the ergonomy, shape, sound or other characteristic of a specific acoustic musical instrument category
- G10H2230/251—Spint percussion, i.e. mimicking percussion instruments; Electrophonic musical instruments with percussion instrument features; Electrophonic aspects of acoustic percussion instruments or MIDI-like control therefor
- G10H2230/351—Spint bell, i.e. mimicking bells, e.g. cow-bells
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- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/131—Mathematical functions for musical analysis, processing, synthesis or composition
- G10H2250/165—Polynomials, i.e. musical processing based on the use of polynomials, e.g. distortion function for tube amplifier emulation, filter coefficient calculation, polynomial approximations of waveforms, physical modeling equation solutions
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、楽音発生器に関するものであり、更
に詳しく云えばデジタル楽音シンセサイザに関す
る。
に詳しく云えばデジタル楽音シンセサイザに関す
る。
特に本発明は、周波数変調を行なうための変調
波信号を発生する変調波信号発生手段１２３，１
２４と、正弦波関数を記憶する正弦波記憶手段２
４と、手動で制御可能な所定値Ｍ１，Ｍ２あるい
は時間的に変化する時間関数値（１０３の出力信
号）として変調指数を適宜選択し供給する変調指
数供給手段１００と、前記変調波信号発生手段か
ら出力される変調波信号を入力とし、前記変調指
数供給手段より供給された変調指数によつて前記
変調波信号の量を制御する第１の制御手段１０４
と、前記第１の制御手段によつて制御された変調
波信号に応答し、前記正弦波記憶手段から搬送波
信号を出力させるよう制御する第２の制御手段１
０１，２３とを具えて、周波数変調により楽音を
合成する電子楽器に関する。
波信号を発生する変調波信号発生手段１２３，１
２４と、正弦波関数を記憶する正弦波記憶手段２
４と、手動で制御可能な所定値Ｍ１，Ｍ２あるい
は時間的に変化する時間関数値（１０３の出力信
号）として変調指数を適宜選択し供給する変調指
数供給手段１００と、前記変調波信号発生手段か
ら出力される変調波信号を入力とし、前記変調指
数供給手段より供給された変調指数によつて前記
変調波信号の量を制御する第１の制御手段１０４
と、前記第１の制御手段によつて制御された変調
波信号に応答し、前記正弦波記憶手段から搬送波
信号を出力させるよう制御する第２の制御手段１
０１，２３とを具えて、周波数変調により楽音を
合成する電子楽器に関する。
基本正弦波の高調波倍音である複数の正弦波を
組み合わせることによつて、楽音の複雑な波形が
合成できることは周知である。異なる高調波倍音
の相対的振幅を変えることによつて、音質を変化
させることができる。アナログ型シンセサイザで
は、音色構造を変えるためにタイムバリアントフ
イルタが使用される。そのようなフイルタは普通
“スライド型フオルマント”と呼ばれている。デ
ジタル楽音発生器にもスライド型フオルマントフ
イルタの均等物が組み込まれている。一般的に云
つて、これは、時間の関数として制御されるため
に個々の高調波係数を必要とした。しかし、米国
特許第3315792号に記載してあるような或る型の
デジタル楽音発生器においては、楽音を発生させ
る場合に、個々の高調波係数は利用できない。む
しろ固定した波形データが固定メモリに記憶され
ている。高調波係数データが利用できる場合で
も、このデータを時間の関数として変更し、結果
として生じる波形データを発生させるのに必要な
計算を行うことは、複雑で時間のかかる動作とな
るはずである。
組み合わせることによつて、楽音の複雑な波形が
合成できることは周知である。異なる高調波倍音
の相対的振幅を変えることによつて、音質を変化
させることができる。アナログ型シンセサイザで
は、音色構造を変えるためにタイムバリアントフ
イルタが使用される。そのようなフイルタは普通
“スライド型フオルマント”と呼ばれている。デ
ジタル楽音発生器にもスライド型フオルマントフ
イルタの均等物が組み込まれている。一般的に云
つて、これは、時間の関数として制御されるため
に個々の高調波係数を必要とした。しかし、米国
特許第3315792号に記載してあるような或る型の
デジタル楽音発生器においては、楽音を発生させ
る場合に、個々の高調波係数は利用できない。む
しろ固定した波形データが固定メモリに記憶され
ている。高調波係数データが利用できる場合で
も、このデータを時間の関数として変更し、結果
として生じる波形データを発生させるのに必要な
計算を行うことは、複雑で時間のかかる動作とな
るはずである。
本発明は、個々の高調波係数の制御を必要とし
ない時間的に変化する波形をうるための改良され
たデジタル楽音発生器に関する。簡単に云うと、
本発明のシステムは、変調側波帯が基本（搬送波
周波数）信号の高調波倍音又は非高調波倍音であ
る周波数変調のデジタル技術均等物
（equivalent）によつて倍音を生成する。従つて、
本発明は、楽音の基本周波数が搬送波周波数と一
致する場合には、周波数変調搬送波の側波帯が倍
音を形成するという周知の性質を利用している。
楽音発生を目的とした周波数変調技術の使用は、
J.M.Chowing著、“周波数変調による複雑なオー
デイオスペクトロールの合成”と題する論文（J.
Aud.Eng.Soc、Vol.21、No.７、1973年９月、526
−534頁）に述べられている。また米国特許第
4018121号Chowningにも、独特な楽音を発生さ
せるために周波数変調理論を実行に移すためのデ
ジタルシステムが述べられている。
ない時間的に変化する波形をうるための改良され
たデジタル楽音発生器に関する。簡単に云うと、
本発明のシステムは、変調側波帯が基本（搬送波
周波数）信号の高調波倍音又は非高調波倍音であ
る周波数変調のデジタル技術均等物
（equivalent）によつて倍音を生成する。従つて、
本発明は、楽音の基本周波数が搬送波周波数と一
致する場合には、周波数変調搬送波の側波帯が倍
音を形成するという周知の性質を利用している。
楽音発生を目的とした周波数変調技術の使用は、
J.M.Chowing著、“周波数変調による複雑なオー
デイオスペクトロールの合成”と題する論文（J.
Aud.Eng.Soc、Vol.21、No.７、1973年９月、526
−534頁）に述べられている。また米国特許第
4018121号Chowningにも、独特な楽音を発生さ
せるために周波数変調理論を実行に移すためのデ
ジタルシステムが述べられている。
周波数変調信号を定義するための一般式は次の
通りである。
通りである。
ｘ（ｔ）＝Asin〔2πfcｔ
＋Msin（2πfnｔ）〕 (1)
但し、fcは搬送波周波数、fnは変調周波数、Ｍ
は変調指数である。三角余弦関数
（trigonometric cosine function）を用いること
によつて式(1)と全く等しい式が得られる。周波数
変調が側波帯構造をつくり出すことは周知であ
る。もし、式(1)において、変調周波数fnが搬送周
波数fcに等しくなされると、その結果生じる信号
ｘ（ｔ）は、搬送波と、搬送波周波数と高調波的
（harmonically）に関係した側波帯とから構成さ
れる。搬送波と変調波数との間のその他の諸関係
は、種々の音色構造をつくり出すであろう。例え
ば、もしfnがfcの偶数倍数（even mutiple）であ
れば、奇数番の高調波（odd numbered
harmonic）のみが発生するであろう。もしfnがfc
の整数倍でなければ、倍音は搬送周波数と高調波
的に関係はない。この変調条件は、倍音が例えば
鐘によつて発生される音のような基本音の単純な
高調波でない可聴音（オーデイオサウンド）を発
生させるのに使用できる。
は変調指数である。三角余弦関数
（trigonometric cosine function）を用いること
によつて式(1)と全く等しい式が得られる。周波数
変調が側波帯構造をつくり出すことは周知であ
る。もし、式(1)において、変調周波数fnが搬送周
波数fcに等しくなされると、その結果生じる信号
ｘ（ｔ）は、搬送波と、搬送波周波数と高調波的
（harmonically）に関係した側波帯とから構成さ
れる。搬送波と変調波数との間のその他の諸関係
は、種々の音色構造をつくり出すであろう。例え
ば、もしfnがfcの偶数倍数（even mutiple）であ
れば、奇数番の高調波（odd numbered
harmonic）のみが発生するであろう。もしfnがfc
の整数倍でなければ、倍音は搬送周波数と高調波
的に関係はない。この変調条件は、倍音が例えば
鐘によつて発生される音のような基本音の単純な
高調波でない可聴音（オーデイオサウンド）を発
生させるのに使用できる。
簡単に云うと、本発明は、アドレス可能なメモ
リに記憶されている正弦波曲線又はその他の三角
関数値の表を用い、所定の方法でそのメモリをア
ドレスすることによつて数値を読み出して、可聴
（オーデイオ）波形を規定する一連の点の振幅に
対応するデジタル数値を計算することを含む。明
確に云えば、そのアドレスは、逐次的なアドレス
（sequential address）をあらわす数を発生させ
ることにより、また周期的に、例えば正弦波的
（sinusoidally）に変化する一連の数のうちの１
つを各数に加算することによつてアドレスを変更
して決定される。この変更されたアドレスは、波
形を規定する点の振幅に対応する一組のデータを
提供するために、表から正弦波関数値を読み出す
ように逐次的に使用される。そのデータは、Ｄ−
Ａ変換器によつて可聴電圧（オーデイオ電圧）に
変換される。
リに記憶されている正弦波曲線又はその他の三角
関数値の表を用い、所定の方法でそのメモリをア
ドレスすることによつて数値を読み出して、可聴
（オーデイオ）波形を規定する一連の点の振幅に
対応するデジタル数値を計算することを含む。明
確に云えば、そのアドレスは、逐次的なアドレス
（sequential address）をあらわす数を発生させ
ることにより、また周期的に、例えば正弦波的
（sinusoidally）に変化する一連の数のうちの１
つを各数に加算することによつてアドレスを変更
して決定される。この変更されたアドレスは、波
形を規定する点の振幅に対応する一組のデータを
提供するために、表から正弦波関数値を読み出す
ように逐次的に使用される。そのデータは、Ｄ−
Ａ変換器によつて可聴電圧（オーデイオ電圧）に
変換される。
この発明を更によく理解するためには、添付の
図面を参照すべきである。
図面を参照すべきである。
本発明は、米国特許第3515792号に述べられて
いるデジタルオルガン、米国特許第3809786号に
述べられているコンピユータオルガン、或いは
1975年８月11日出願の米国特許第4085644号（特
開昭52−27621）に述べられている複音シンセサ
イザのような種々の型のデジタル楽音発生器或い
はデジタル楽音シンセサイザに応用できるもので
あり、その各々はここに参照によつて組み込まれ
ている。
いるデジタルオルガン、米国特許第3809786号に
述べられているコンピユータオルガン、或いは
1975年８月11日出願の米国特許第4085644号（特
開昭52−27621）に述べられている複音シンセサ
イザのような種々の型のデジタル楽音発生器或い
はデジタル楽音シンセサイザに応用できるもので
あり、その各々はここに参照によつて組み込まれ
ている。
複音シンセサイザに応用した本発明は、第１図
のブロツク図に示されている。複音シンセサイザ
においては、発生される波形の１周期に沿つて等
間隔におかれた一連の点の振幅をあらわす主デー
タ組（セツト）は、計算モードの期間中に計算さ
れるついでそのデータ組（セツト）は音調シフト
レジスタ３５へ転送され、そこから振幅値は、発
生される楽音の基本周波数によつて決定される速
度で直列的に変化される（shift out）。シフトア
ウトされたデータ組の連続したデジタル値はＤ−
Ａ変換器７８へ加えられその変換器は、シフトレ
ジスタから読み出されたデジタルデータの値の変
化とともに振幅を変化するアナログ電圧を発生さ
せる。
のブロツク図に示されている。複音シンセサイザ
においては、発生される波形の１周期に沿つて等
間隔におかれた一連の点の振幅をあらわす主デー
タ組（セツト）は、計算モードの期間中に計算さ
れるついでそのデータ組（セツト）は音調シフト
レジスタ３５へ転送され、そこから振幅値は、発
生される楽音の基本周波数によつて決定される速
度で直列的に変化される（shift out）。シフトア
ウトされたデータ組の連続したデジタル値はＤ−
Ａ変換器７８へ加えられその変換器は、シフトレ
ジスタから読み出されたデジタルデータの値の変
化とともに振幅を変化するアナログ電圧を発生さ
せる。
主データ組は、例えば楽音波形の1/2サイクル
を構成する32の点の振幅を計算し、これら32の数
値を反転（complementing）して残りの1/2サイ
クルを構成する更に付加的な32個の点をえて、楽
音発生器の音調シフトレジスタに64個の振幅値を
提供することによつて、計算モードの期間中に発
生される。主データ組中の32個の数値の各々は、
一般的に用いられているフーリエ解析に従つて、
基本波の対応する32個の点の振幅と各高調波とを
加算することによつて計算される。各高調波は正
弦波であるので、各高調波の諸点は、正弦波関数
表を用いて計算される。正弦波関数表の出力は、
係数表からえられる特定の高調波の振幅係数を乗
算される。いろいろな係数表を選択することによ
つて、相対的振幅は、従つて結果として生じる可
聴音の音質は制御されることができる。
を構成する32の点の振幅を計算し、これら32の数
値を反転（complementing）して残りの1/2サイ
クルを構成する更に付加的な32個の点をえて、楽
音発生器の音調シフトレジスタに64個の振幅値を
提供することによつて、計算モードの期間中に発
生される。主データ組中の32個の数値の各々は、
一般的に用いられているフーリエ解析に従つて、
基本波の対応する32個の点の振幅と各高調波とを
加算することによつて計算される。各高調波は正
弦波であるので、各高調波の諸点は、正弦波関数
表を用いて計算される。正弦波関数表の出力は、
係数表からえられる特定の高調波の振幅係数を乗
算される。いろいろな係数表を選択することによ
つて、相対的振幅は、従つて結果として生じる可
聴音の音質は制御されることができる。
第１図のブロツク図に更に詳しく示すように、
上記の米国特許第4085644号に述べた複音シンセ
サイザは、楽器鍵盤の鍵が何時押鍵されるかを検
出する音調検出・割当（detectand assignor）回
路１４を具えている。音調検出・割当回路１４
は、鍵が作動させられているという信号を実行制
御回路１６へ送り、実行制御回路１６は計算サイ
クルを開始させる。回路１４は米国特許第
4022098（特開昭52−27621）号に詳しく述べられ
ている。
上記の米国特許第4085644号に述べた複音シンセ
サイザは、楽器鍵盤の鍵が何時押鍵されるかを検
出する音調検出・割当（detectand assignor）回
路１４を具えている。音調検出・割当回路１４
は、鍵が作動させられているという信号を実行制
御回路１６へ送り、実行制御回路１６は計算サイ
クルを開始させる。回路１４は米国特許第
4022098（特開昭52−27621）号に詳しく述べられ
ている。
上記の米国特許第4085644号（特開昭52−
27621）に詳しく述べてあるように、計算サイク
ルは、32までカウントする語カウンタ１９と、32
までカウントする高調波カウンタ２０によつて制
御される。実行制御回路１６は、語カウンタが主
クロツク１５からのクロツクパルスに応答して32
までカウントする度毎に高調波カウンタを進め
る。高調波カウンタ２０の出力は、語カウンタが
１カウント進める度毎に、ゲート２２を経て加算
器−アキユムレータ２１へ印加される。加算器−
アキユムレータ２１は、高調波カウンタ２０のカ
ウント状態をアキユムレータに累算された値に加
算する。従つて、アキユムレータは最初の（第
１）高調波に対しては１の乗算値を32回カウント
する。第２の高調波に対しては２の乗算値を、第
３の高調波に対しては３の乗算値をカウントし、
以下これに準ずる。アキユムレータ２１の出力
は、メモリ・アドレスデコーダ２３に印加され、
表２４に記憶されている１組の正弦値をアドレス
する。各正弦関数値が表２４から読み出される
と、その関数値には、２６および２７に示すよう
な高調波係数メモリのうちの１つからの高調波係
数が乗算される。高調波係数は、高調波カウンタ
２０のカウント状態に応じてメモリ・アドレス・
デコーダ２５により、選択されたメモリにおいて
アドレスされるので、各高調波に対して１つの特
定の係数値が与えられる。乗算器２８の出力は、
加算器３３を経て主レジスタ３４へ転送される
が、その加算器３３は、可聴波形（オーデイオ波
形）の1/2サイクルの32のサンプル点の各々につ
いて、各高調波の振幅を前に計算された高調波の
総和に加算する。計算サイクルが完了した時点に
おいて、主レジスタ３４は、発生される楽音の所
望の波形の1/2サイクルを構成する等間隔に配置
された32の点の振幅に対応する32語を具える。32
の点の計算は32回くり返されねばならないこと、
即ちシステムが設計されている32の高調波の各々
について１回づつ計算されねばならないことが理
解される。従つて、主レジスタ３４のマタス−デ
ータセツト組を計算するためには、全部で32×32
の乗算が必要である。
27621）に詳しく述べてあるように、計算サイク
ルは、32までカウントする語カウンタ１９と、32
までカウントする高調波カウンタ２０によつて制
御される。実行制御回路１６は、語カウンタが主
クロツク１５からのクロツクパルスに応答して32
までカウントする度毎に高調波カウンタを進め
る。高調波カウンタ２０の出力は、語カウンタが
１カウント進める度毎に、ゲート２２を経て加算
器−アキユムレータ２１へ印加される。加算器−
アキユムレータ２１は、高調波カウンタ２０のカ
ウント状態をアキユムレータに累算された値に加
算する。従つて、アキユムレータは最初の（第
１）高調波に対しては１の乗算値を32回カウント
する。第２の高調波に対しては２の乗算値を、第
３の高調波に対しては３の乗算値をカウントし、
以下これに準ずる。アキユムレータ２１の出力
は、メモリ・アドレスデコーダ２３に印加され、
表２４に記憶されている１組の正弦値をアドレス
する。各正弦関数値が表２４から読み出される
と、その関数値には、２６および２７に示すよう
な高調波係数メモリのうちの１つからの高調波係
数が乗算される。高調波係数は、高調波カウンタ
２０のカウント状態に応じてメモリ・アドレス・
デコーダ２５により、選択されたメモリにおいて
アドレスされるので、各高調波に対して１つの特
定の係数値が与えられる。乗算器２８の出力は、
加算器３３を経て主レジスタ３４へ転送される
が、その加算器３３は、可聴波形（オーデイオ波
形）の1/2サイクルの32のサンプル点の各々につ
いて、各高調波の振幅を前に計算された高調波の
総和に加算する。計算サイクルが完了した時点に
おいて、主レジスタ３４は、発生される楽音の所
望の波形の1/2サイクルを構成する等間隔に配置
された32の点の振幅に対応する32語を具える。32
の点の計算は32回くり返されねばならないこと、
即ちシステムが設計されている32の高調波の各々
について１回づつ計算されねばならないことが理
解される。従つて、主レジスタ３４のマタス−デ
ータセツト組を計算するためには、全部で32×32
の乗算が必要である。
計算モードが完了した時点において、その32語
は、鍵盤上で押鍵された鍵のピツチによつて決ま
るクロツク周波数を有する音調クロツクパルスと
同期して音調シフトレジスタ３５へ転送される。
ひとたび音調シフトレジスタ３５が主レジスタ３
４から負荷されると、点ごとの振幅情報が直列的
にＤ−Ａ変換器７８へシフトされ、該変換器は連
続的な語を所望の波形及び周波数を有するアナロ
グ電圧に変換する。Ｄ−Ａ変換器の出力は、可聴
音（オーデイオトーン）を再生するために音響シ
ステム１１へ加えられる。
は、鍵盤上で押鍵された鍵のピツチによつて決ま
るクロツク周波数を有する音調クロツクパルスと
同期して音調シフトレジスタ３５へ転送される。
ひとたび音調シフトレジスタ３５が主レジスタ３
４から負荷されると、点ごとの振幅情報が直列的
にＤ−Ａ変換器７８へシフトされ、該変換器は連
続的な語を所望の波形及び周波数を有するアナロ
グ電圧に変換する。Ｄ−Ａ変換器の出力は、可聴
音（オーデイオトーン）を再生するために音響シ
ステム１１へ加えられる。
本発明は、上述した周波数変調の理論を用い
て、主レジスタ３４内のデータリストを計算する
ための著しく単純化した配置を提供する。式(1)は
不連続（discrete）時系列として下記の形に書き
変えることができる。
て、主レジスタ３４内のデータリストを計算する
ための著しく単純化した配置を提供する。式(1)は
不連続（discrete）時系列として下記の形に書き
変えることができる。
XN＝Asin〔πN／32
＋Msin（πN／32）〕 (2)
Ｎ＝１、２、…64
式(2)の不連続時系列は、変調周波数fnが搬送波
周波数fcに等しく、１周期あたり64のサンプル点
を有する波形用に書かれているという仮定に基づ
いている。しかし、XNはＮの中央の範囲につい
て奇対称（odd symmetry）を示すので、Ｎの最
初の32の値だけを計算すればよい。残りの32の値
は、最初の32の値の順序を反転し、逆転すること
によつて得られる。
周波数fcに等しく、１周期あたり64のサンプル点
を有する波形用に書かれているという仮定に基づ
いている。しかし、XNはＮの中央の範囲につい
て奇対称（odd symmetry）を示すので、Ｎの最
初の32の値だけを計算すればよい。残りの32の値
は、最初の32の値の順序を反転し、逆転すること
によつて得られる。
式(2)によつて32の値を計算し、それらの値を計
算モードの期間中に主レジスタ３４に負荷するた
めには、第１図に示すような上述の複音シンセサ
イザは下記の方法で部分修正される。FMモード
で作動される場合は、正弦波関数表２４は、Ｎの
各値およびＭの所定値について式(2)のカツコ内の
量の値を決定することによつてアドレスされる。
実行制御回路１６からの線１０５上の信号に応答
して、正弦波関数表２４からのアドレスされた情
報の出力は、高調波係数ではなくて一定の値が乗
算される。正弦波関数表２４をアドレスするアド
レス情報は、Ｎの数値を決定するために語カウン
タ１９を用いて計算される。ゲート２２は実行制
御回路１６からの線１０６によつて閉じられ、加
算器−アキユムレータ２１はその機能が抑止され
る。そこでFMモードの語カウンタ１９の出力
は、第２の正弦波関数表１２４をアドレスするた
めに、加算器−アキユムレータ２１を経てメモリ
アドレスデコーダ１２３の入力へ転送される。第
１の正弦波関数表２４と同じく、正弦波関数表１
２４はＮ／32の32の正弦波関数値を記憶してい
る。語カウンタ１９によつて正弦波関数表１２４
から読み出される連続的正弦波関数値には、それ
ぞれスケーラ１０４によりスケールフアクタＭが
乗算される。Ｍの値は入力偏移制御信号によつて
決定される。この入力偏移制御信号は、例えば
M1，M2など一定の値から手動で選ぶこともでき
るし、或いはスイツチ１００によつて複音シンセ
サイザのアタツク／レリーズ発生器１０３から誘
導されることもでき、従つて変化する音色効果を
発生させる時間と関数としてＭを変化させること
ができる。
算モードの期間中に主レジスタ３４に負荷するた
めには、第１図に示すような上述の複音シンセサ
イザは下記の方法で部分修正される。FMモード
で作動される場合は、正弦波関数表２４は、Ｎの
各値およびＭの所定値について式(2)のカツコ内の
量の値を決定することによつてアドレスされる。
実行制御回路１６からの線１０５上の信号に応答
して、正弦波関数表２４からのアドレスされた情
報の出力は、高調波係数ではなくて一定の値が乗
算される。正弦波関数表２４をアドレスするアド
レス情報は、Ｎの数値を決定するために語カウン
タ１９を用いて計算される。ゲート２２は実行制
御回路１６からの線１０６によつて閉じられ、加
算器−アキユムレータ２１はその機能が抑止され
る。そこでFMモードの語カウンタ１９の出力
は、第２の正弦波関数表１２４をアドレスするた
めに、加算器−アキユムレータ２１を経てメモリ
アドレスデコーダ１２３の入力へ転送される。第
１の正弦波関数表２４と同じく、正弦波関数表１
２４はＮ／32の32の正弦波関数値を記憶してい
る。語カウンタ１９によつて正弦波関数表１２４
から読み出される連続的正弦波関数値には、それ
ぞれスケーラ１０４によりスケールフアクタＭが
乗算される。Ｍの値は入力偏移制御信号によつて
決定される。この入力偏移制御信号は、例えば
M1，M2など一定の値から手動で選ぶこともでき
るし、或いはスイツチ１００によつて複音シンセ
サイザのアタツク／レリーズ発生器１０３から誘
導されることもでき、従つて変化する音色効果を
発生させる時間と関数としてＭを変化させること
ができる。
スケーラ１０４の出力は、加算器１０１によつ
て語カウンタ１９からＮの値に加えられ、正弦波
関数表２４をアドレスするためにメモリアドレス
デコーダ２３に印加される。従つて、語カウンタ
１９が進む度ごとに、正弦波関数値は式(2)のXN
の数値に対応して主レジスタ３４へ転送される。
Ｎが32をカウントすると、主レジスタ３４に記憶
されるＸの値は32個となり、計算サイクルが完了
する。このことにより、複音シンセサイザについ
て上述した米国特許第4085640号（特開昭52−
27621）に述べた方法によつて、音調シフトレジ
スタ３５へ転送するための主データリストが与え
られる。
て語カウンタ１９からＮの値に加えられ、正弦波
関数表２４をアドレスするためにメモリアドレス
デコーダ２３に印加される。従つて、語カウンタ
１９が進む度ごとに、正弦波関数値は式(2)のXN
の数値に対応して主レジスタ３４へ転送される。
Ｎが32をカウントすると、主レジスタ３４に記憶
されるＸの値は32個となり、計算サイクルが完了
する。このことにより、複音シンセサイザについ
て上述した米国特許第4085640号（特開昭52−
27621）に述べた方法によつて、音調シフトレジ
スタ３５へ転送するための主データリストが与え
られる。
正弦波関数表２４は、０Ｎ＋M′32でsin
〔π／32（Ｎ＋M′）〕の値を記憶している固定メモ
リで構成される。メモリアドレス・デコーダ２３
は、独立変数（argument）Ｎ＋M′（但しＭは
32／πMsin（πN／32）に等しい）に対応して正弦
波関数表２４から正弦波関数値をアクセスする。
Ｎ＋M′は記憶された正弦波関数値のアドレスと
正確に一致しないことがあるかもしれない。しか
し、デコーダ２３は、記憶されたもののなかで最
も近い正弦波関数値をアクセスするようにＮ＋
M′の値を丸める（roundoff）。勿論、表の正弦波
関数値が大であればあるほど、正弦波関数値をア
ドレスする際の丸め誤差は小さくなるであろう。
基本周波数は、音調シフトレジスタ３５の移送
（シフト）速度によつて制御されるので、この丸
めから生じるどんな誤差も不快な可聴雑音は起こ
さない。そのような誤差は、高調波内容を僅かに
変更し、従つて音質を変える効果を有する。
〔π／32（Ｎ＋M′）〕の値を記憶している固定メモ
リで構成される。メモリアドレス・デコーダ２３
は、独立変数（argument）Ｎ＋M′（但しＭは
32／πMsin（πN／32）に等しい）に対応して正弦
波関数表２４から正弦波関数値をアクセスする。
Ｎ＋M′は記憶された正弦波関数値のアドレスと
正確に一致しないことがあるかもしれない。しか
し、デコーダ２３は、記憶されたもののなかで最
も近い正弦波関数値をアクセスするようにＮ＋
M′の値を丸める（roundoff）。勿論、表の正弦波
関数値が大であればあるほど、正弦波関数値をア
ドレスする際の丸め誤差は小さくなるであろう。
基本周波数は、音調シフトレジスタ３５の移送
（シフト）速度によつて制御されるので、この丸
めから生じるどんな誤差も不快な可聴雑音は起こ
さない。そのような誤差は、高調波内容を僅かに
変更し、従つて音質を変える効果を有する。
上記の説明において、本発明は、正弦波関数表
２４および１２４の正弦波関数値を使用するもの
として述べられているが、楽音に用いられるよう
な周期的波形については、その波形を表わすのに
一般化した高調波級数を使用できることは数値的
技術では周知である。そのような一般化した高調
波級数としては、式(1)および(2)に示した種類のフ
ーリエ級数のほかに、１群の直交関数系又は直交
多項式がある。直交多項式には、ルジヤンドル、
ゲーゲンバウアー、ヤコビ、エルミートの多項式
がある。直交関数系には、正弦波関数、余弦波関
数、三角関数は勿論ウオルシユ（walsh）、ベツ
セル（Bassel）関数が含まれる。“直交関数”と
いう術語は、三角関数と直交多項式とを包括する
ものとして使用されている。
２４および１２４の正弦波関数値を使用するもの
として述べられているが、楽音に用いられるよう
な周期的波形については、その波形を表わすのに
一般化した高調波級数を使用できることは数値的
技術では周知である。そのような一般化した高調
波級数としては、式(1)および(2)に示した種類のフ
ーリエ級数のほかに、１群の直交関数系又は直交
多項式がある。直交多項式には、ルジヤンドル、
ゲーゲンバウアー、ヤコビ、エルミートの多項式
がある。直交関数系には、正弦波関数、余弦波関
数、三角関数は勿論ウオルシユ（walsh）、ベツ
セル（Bassel）関数が含まれる。“直交関数”と
いう術語は、三角関数と直交多項式とを包括する
ものとして使用されている。
周期的三角波は、特にそのピーク値がその先端
を切られる場合には、正弦波に近似するものとし
て使用できることも周知である。従つて、第２図
に示すように、別の実施例では、第２図に示すよ
うに正弦波関数表１２４およびメモリアドレスデ
コーダ１２３の代りに位相カウンタ１１１を置き
換えてある。位相カウンタは、語カウンタ１９と
同期してカウントされるが、語カウンタが１から
32までカウントしている間に位相カウンタは１か
ら16までカウントし、それからまた１に戻るよう
に配置されている。次いで位相カウンタ１１１の
出力は、スケーラ１０４によりＭの値に従つてス
ケールされ、加算器１０１によりＮの値に加算さ
れ、正弦波関数表２４をアドレスする。
を切られる場合には、正弦波に近似するものとし
て使用できることも周知である。従つて、第２図
に示すように、別の実施例では、第２図に示すよ
うに正弦波関数表１２４およびメモリアドレスデ
コーダ１２３の代りに位相カウンタ１１１を置き
換えてある。位相カウンタは、語カウンタ１９と
同期してカウントされるが、語カウンタが１から
32までカウントしている間に位相カウンタは１か
ら16までカウントし、それからまた１に戻るよう
に配置されている。次いで位相カウンタ１１１の
出力は、スケーラ１０４によりＭの値に従つてス
ケールされ、加算器１０１によりＮの値に加算さ
れ、正弦波関数表２４をアドレスする。
上述したように、式(2)は、搬送周波数と変調周
波数が等しい場合に対して説明されたものであ
る。しかし、搬送周波数と変調周波数との間のそ
の他の関係を選択することによつて、他の音響効
果を発生させることができる。即ち、式(2)は更に
一般的な形として次のように書くことができる。
波数が等しい場合に対して説明されたものであ
る。しかし、搬送周波数と変調周波数との間のそ
の他の関係を選択することによつて、他の音響効
果を発生させることができる。即ち、式(2)は更に
一般的な形として次のように書くことができる。
XN＝Asin〔πK′N／32
＋MsinπKN／32）〕 (3)
Ｋは便宜上整数として選定してあるが、整数に
限定されるものではない。Ｋを変える効果は、変
調周波数fnを搬送周波数の或る倍数に変えること
にある。例えば、若し、Ｋが２の値をもつように
選択されると、偶数高調波は発生せず、その結果
生ずる楽音はクラリネツトに似た音質を有する。
第３図は第１図の変形例を示すもので、乗算器１
１０は、Ｎの値にＫの値を乗算しその積をメモリ
アドレスデコーダ１２３に印加するように具えら
れている。Ｋの値は、例えば音楽家によつて手動
で選択されてもよい。
限定されるものではない。Ｋを変える効果は、変
調周波数fnを搬送周波数の或る倍数に変えること
にある。例えば、若し、Ｋが２の値をもつように
選択されると、偶数高調波は発生せず、その結果
生ずる楽音はクラリネツトに似た音質を有する。
第３図は第１図の変形例を示すもので、乗算器１
１０は、Ｎの値にＫの値を乗算しその積をメモリ
アドレスデコーダ１２３に印加するように具えら
れている。Ｋの値は、例えば音楽家によつて手動
で選択されてもよい。
項K′を変化させると、楽音の選択された高調
波に搬送波周波数fcを設定することができるが、
他方変調周波数は楽音の基本波に等しく保持され
る。そのような場合には、基本周波数にスペクト
ル成分は存在しない、即ち、基本ピツチは抑圧さ
れている。語カウンタ１９からのＮを加算器１０
１の入力に印加する前にＮに整数定数K′を乗算
することによつて第１図におけるK′の変化を実
行させることができるが、K′の整数倍数を得る
ために、高調波カウンタ２０および加算器−アキ
ユムレータ２１を使用することは可能である。実
行制御回路１６は、高調波カウンタ２０をK′の
整数値に初期設定する（initialize）。ついで、加
算器−アキユムレータ２１により、高調波カウン
タ２０の出力はＮを乗算される。従つて、加算器
−アキユムレータ２１の出力は、連続値K′Nを与
える。
波に搬送波周波数fcを設定することができるが、
他方変調周波数は楽音の基本波に等しく保持され
る。そのような場合には、基本周波数にスペクト
ル成分は存在しない、即ち、基本ピツチは抑圧さ
れている。語カウンタ１９からのＮを加算器１０
１の入力に印加する前にＮに整数定数K′を乗算
することによつて第１図におけるK′の変化を実
行させることができるが、K′の整数倍数を得る
ために、高調波カウンタ２０および加算器−アキ
ユムレータ２１を使用することは可能である。実
行制御回路１６は、高調波カウンタ２０をK′の
整数値に初期設定する（initialize）。ついで、加
算器−アキユムレータ２１により、高調波カウン
タ２０の出力はＮを乗算される。従つて、加算器
−アキユムレータ２１の出力は、連続値K′Nを与
える。
第４図は、連続サイクルの波形と、Ｋおよび
K′が１に等しく（Ｋ、K′＝１）、Ｍが０から８ま
で変化する場合の高調波の電力分布状態を示す。
第５図は第４図と同様であるが、Ｋ＝２である。
第６図は、K′が１から20までの整数段階（ステ
ツプ）で変化し、変調指数Ｍが0.4に等しい場合
の波形を示す。Ｍが変化するにつれて、その結果
生ずる波形はＭ＝０の純粋な正弦波から、Ｍの値
の増加に従つて更に高調波が加わつた一層複雑な
波形へと変化するのが第４図から理解されよう。
第６図は、基本波の高調波における側波帯の対称
分布が、K′の整数値が増加する度ごとに１次高
調波へ中心周波数をシフトして発生されることを
示している。
K′が１に等しく（Ｋ、K′＝１）、Ｍが０から８ま
で変化する場合の高調波の電力分布状態を示す。
第５図は第４図と同様であるが、Ｋ＝２である。
第６図は、K′が１から20までの整数段階（ステ
ツプ）で変化し、変調指数Ｍが0.4に等しい場合
の波形を示す。Ｍが変化するにつれて、その結果
生ずる波形はＭ＝０の純粋な正弦波から、Ｍの値
の増加に従つて更に高調波が加わつた一層複雑な
波形へと変化するのが第４図から理解されよう。
第６図は、基本波の高調波における側波帯の対称
分布が、K′の整数値が増加する度ごとに１次高
調波へ中心周波数をシフトして発生されることを
示している。
主レジスタ３４において形成される主データリ
ストは、加算器３３を使用する加算処理プロセス
を含むので、正弦波関数表の出力は主レジスタ３
４内の既存の波形データに加算することができ、
従つて多数の異つた波形の和に対応する主データ
リストを提供する。例えば、正弦波関数表２４、
乗算器２５、高調波係数メモリ２６および２７を
使用して、上記の米国特許第4085640号（特開昭
52−27621）において述べた方法によつて波形を
計算することができる。その後の計算は、本発明
のFM技術及び既に主レジスタ３４に記憶された
波形データに直接加算され、後者の計算からえら
れる波形データを使用して行なうことができる。
従つて、主レジスタ３４中の主データ組（セツ
ト）は、結合された波形と一致する。その代り
に、主レジスタ３４の内容は、幾つかの変数Ｋ、
K′およびＭのうちのどれかが変更される幾つか
のFM計算の累算結果であつてもよい。この加算
技術を用いることによつて、或るより高い高調波
の冪（power）は、基本波又は中間高調波に関し
て強調され、アナログ型楽音シンセサイザに用い
られるＱアクセント効果としても知られている共
振効果を発生させることかできる。
ストは、加算器３３を使用する加算処理プロセス
を含むので、正弦波関数表の出力は主レジスタ３
４内の既存の波形データに加算することができ、
従つて多数の異つた波形の和に対応する主データ
リストを提供する。例えば、正弦波関数表２４、
乗算器２５、高調波係数メモリ２６および２７を
使用して、上記の米国特許第4085640号（特開昭
52−27621）において述べた方法によつて波形を
計算することができる。その後の計算は、本発明
のFM技術及び既に主レジスタ３４に記憶された
波形データに直接加算され、後者の計算からえら
れる波形データを使用して行なうことができる。
従つて、主レジスタ３４中の主データ組（セツ
ト）は、結合された波形と一致する。その代り
に、主レジスタ３４の内容は、幾つかの変数Ｋ、
K′およびＭのうちのどれかが変更される幾つか
のFM計算の累算結果であつてもよい。この加算
技術を用いることによつて、或るより高い高調波
の冪（power）は、基本波又は中間高調波に関し
て強調され、アナログ型楽音シンセサイザに用い
られるＱアクセント効果としても知られている共
振効果を発生させることかできる。
第７図を参照するに、非高調波倍音
（nonharmonic overtone）をもつ楽音を発生さ
せるのに使用できる第１図の複音シンセサイザ配
置の別の変更例が示されている。第７図の配置に
おいて、主データセツトは、“複音シンセサイザ
用音調周波数発生器”と題する1977年１月10日付
出願の米国特許第4114496号（特開昭53−107815
号）記載の方法により計算され、主レジスタ３４
に記憶される。本発明の目的のためには、主レジ
スタに記憶された主データ組（セツト）は、単純
な正弦波に対応してもよく、或いはもつと複雑な
波形と対応してもよい。ここに引用により組み入
れられている米国特許第4114496号（特開昭53−
107815）においては、主データリストは、主レジ
スタ３４から音調シフトレジスタ３５へ転送さ
れ、更に音調シフトレジスタ３５から加算器１１
８を介してＤ−Ａ変換器へ転送され、音響システ
ム１１を駆動させるためのアナログ信号を発生す
る。音調シフトレジスタ３５は、モジユロ１カウ
ンタとして作動する加算器−アキユムレータ１１
０からの溢れパルス（overflow pulse）によつ
てシフトされる。周波数ナンバーレジスタから抽
出された周波数ナンバーＲは、アキユムレータ１
１０内でそれ自体へ加算され、周波数ナンバー
は、常に１より小さいナンバーであり、発生され
る楽音の基本波の周波数に関連づけられている。
それ自体に加算される周波数ナンバーＲは、１以
上の値に累算すると、溢れパルス（overflow
pulse）は、音調シフトレジスタに印加され、次
のデータサンプルをＤ−Ａ変換器４７へシフトす
る。音調シフトレジスタ３５がシフトされる速度
は、Ｄ−Ａ変換器４７から生じる可聴（オーデイ
オ）信号の基本周波数を決定する。
（nonharmonic overtone）をもつ楽音を発生さ
せるのに使用できる第１図の複音シンセサイザ配
置の別の変更例が示されている。第７図の配置に
おいて、主データセツトは、“複音シンセサイザ
用音調周波数発生器”と題する1977年１月10日付
出願の米国特許第4114496号（特開昭53−107815
号）記載の方法により計算され、主レジスタ３４
に記憶される。本発明の目的のためには、主レジ
スタに記憶された主データ組（セツト）は、単純
な正弦波に対応してもよく、或いはもつと複雑な
波形と対応してもよい。ここに引用により組み入
れられている米国特許第4114496号（特開昭53−
107815）においては、主データリストは、主レジ
スタ３４から音調シフトレジスタ３５へ転送さ
れ、更に音調シフトレジスタ３５から加算器１１
８を介してＤ−Ａ変換器へ転送され、音響システ
ム１１を駆動させるためのアナログ信号を発生す
る。音調シフトレジスタ３５は、モジユロ１カウ
ンタとして作動する加算器−アキユムレータ１１
０からの溢れパルス（overflow pulse）によつ
てシフトされる。周波数ナンバーレジスタから抽
出された周波数ナンバーＲは、アキユムレータ１
１０内でそれ自体へ加算され、周波数ナンバー
は、常に１より小さいナンバーであり、発生され
る楽音の基本波の周波数に関連づけられている。
それ自体に加算される周波数ナンバーＲは、１以
上の値に累算すると、溢れパルス（overflow
pulse）は、音調シフトレジスタに印加され、次
のデータサンプルをＤ−Ａ変換器４７へシフトす
る。音調シフトレジスタ３５がシフトされる速度
は、Ｄ−Ａ変換器４７から生じる可聴（オーデイ
オ）信号の基本周波数を決定する。
本発明によると、加算器−アキユムレータ１１
０の内容は、メモリアドレスデコーダ３０１によ
り正弦波関数表３０２をアドレスするのに用いら
れる。正弦波関数表の出力は、量Ｍによる偏移制
御に応答してスケールされ、加算器−アキユムレ
ータ１１０の内容に加えられる。スケーラ３０３
の出力は、正数又は負数であり、加算器−アキユ
ムレータ１１０に加算される量を増加又は減少さ
せるように動作し、それによつて溢れパルス間の
時間周期を変える。その結果は、音調シフトレジ
スタ３５がシフトされる速度を変調し、それによ
つて周波数変調効果を発生させることである。
０の内容は、メモリアドレスデコーダ３０１によ
り正弦波関数表３０２をアドレスするのに用いら
れる。正弦波関数表の出力は、量Ｍによる偏移制
御に応答してスケールされ、加算器−アキユムレ
ータ１１０の内容に加えられる。スケーラ３０３
の出力は、正数又は負数であり、加算器−アキユ
ムレータ１１０に加算される量を増加又は減少さ
せるように動作し、それによつて溢れパルス間の
時間周期を変える。その結果は、音調シフトレジ
スタ３５がシフトされる速度を変調し、それによ
つて周波数変調効果を発生させることである。
本発明は、またコンピユータオルガンについて
米国特許第3809786号に述べられている型の楽音
システムにも有効である。この特許に述べられて
いるコンピユータオルガンは、フーリエ型合成ア
ルゴリズム（算法）を用いて実時間で楽音波形の
連続的サンプル点の振幅を計算する楽音発生器を
利用している。波形上の点の振幅は計算されたサ
ンプル ZqR＝W 〓R=1 Ansin（πnqR／Ｗ）；ｑ＝１、２ ……(4) である。
米国特許第3809786号に述べられている型の楽音
システムにも有効である。この特許に述べられて
いるコンピユータオルガンは、フーリエ型合成ア
ルゴリズム（算法）を用いて実時間で楽音波形の
連続的サンプル点の振幅を計算する楽音発生器を
利用している。波形上の点の振幅は計算されたサ
ンプル ZqR＝W 〓R=1 Ansin（πnqR／Ｗ）；ｑ＝１、２ ……(4) である。
但し、Ｗは高調波ナンバーであり、Ｒは楽音波
形上の点の間隔を決定する周波数ナンバーであ
る。サンプリング速度は固定されているのでＲは
発生された楽音の基本周波数を定める。
形上の点の間隔を決定する周波数ナンバーであ
る。サンプリング速度は固定されているのでＲは
発生された楽音の基本周波数を定める。
本発明によるFM動作（operation）モードに
おいては、コンピユータオルガンは、下記の式で
表わされるように実行時間でデータ点を計算する
ようになつている。
おいては、コンピユータオルガンは、下記の式で
表わされるように実行時間でデータ点を計算する
ようになつている。
ZqR＝Asin〔πqR／Ｗ＋Msin（πqR／Ｗ）〕
；ｑ＝１、２ ……(5)
第８図を参照するに、上記の米国特許第
3804786号に詳しく説明されているコンピユータ
オルガンのブロツク図が、本発明によつて変更さ
れた態様として示されている。コンピユータオル
ガンをFMモードで作動させるため、２２８に示
す高調波間隔加算器（harmonic interval
adder）は、例えば、FMモード制御信号により
禁止又はバイパスされる。従つて、音調間隔加算
器２２５からのナンバーqRは、正弦波関数表２
２９をアドレスするためメモリアドレスデコーダ
２３０へ直接印加される。正弦波関数表からの出
力は、高調波振幅乗算器２３３へ加えられる代り
に、FM動作モードでスケーラ回路２０１へ直接
に接続され、スケーラ回路のスケールフアクタは
偏移制御入力信号Ｍによつて制御される。偏移制
御信号は変調指数係数Ｍに対応し、正弦波関数表
の出力はsinπqR／Ｗである。従つてスケーラ２０１ は正弦波関数値に変調指数を乗算する。スケーラ
の出力は加算器２０２へ加えられ、その加算器は
それを値qRへ加算する。加算器２０２からの和
は第２正弦波関数表２０４をアドレスするためメ
モリアドレスデコーダ２０３へ加えられる。従つ
て値 sin〔πqR／Ｗ＋Msin（πqR／Ｗ）〕 ……(6) は正弦波関数表２０４から読み出され、コンピユ
ータオルガンの乗算器２３３を経てアキユムレー
タ２１６へ加えられる。高調波係数メモリ２１５
から乗算器２３３への入力は、FMモードで作動
する時には、乗算器２３３のもう１つの入力にお
ける一定の乗数によつて置きかえられる。勿論第
８図の配置は、第２図および第３図に関連して上
述したのと同じ方法で変更することができるの
で、変調周波数は搬送周波数の倍数Ｋとすること
ができ、正弦波関数表２２９の代りに三角波発生
器を使用できる。ここで注目すべきことは、第８
図の配置においては、変調周波数を搬送波周波数
の非整数倍数とすることができ、その結果基本周
波数又は搬送周波数とは高調波的には無関係な倍
音構造となるということである。そのような非高
調波倍音は、鐘（ベル）又はドラムのような音な
どの打撃音（percussive sound）をシユミレート
するのに使用できる。従つてコンピユータオルガ
ンは、乗算器を含むように変更した場合には、メ
モリアドレス２３０へ入力に係数Ｋを乗算するこ
とによりメモリアドレスデコーダ２３０の出力に
変換され得る。同様に、加算器２０２への入力
qRに係数K′を乗算するために乗算器を使用し、
第１図に関連して上述したのと同じ方法で基本周
波数に関係ある搬送周波数を変えることができ
る。
3804786号に詳しく説明されているコンピユータ
オルガンのブロツク図が、本発明によつて変更さ
れた態様として示されている。コンピユータオル
ガンをFMモードで作動させるため、２２８に示
す高調波間隔加算器（harmonic interval
adder）は、例えば、FMモード制御信号により
禁止又はバイパスされる。従つて、音調間隔加算
器２２５からのナンバーqRは、正弦波関数表２
２９をアドレスするためメモリアドレスデコーダ
２３０へ直接印加される。正弦波関数表からの出
力は、高調波振幅乗算器２３３へ加えられる代り
に、FM動作モードでスケーラ回路２０１へ直接
に接続され、スケーラ回路のスケールフアクタは
偏移制御入力信号Ｍによつて制御される。偏移制
御信号は変調指数係数Ｍに対応し、正弦波関数表
の出力はsinπqR／Ｗである。従つてスケーラ２０１ は正弦波関数値に変調指数を乗算する。スケーラ
の出力は加算器２０２へ加えられ、その加算器は
それを値qRへ加算する。加算器２０２からの和
は第２正弦波関数表２０４をアドレスするためメ
モリアドレスデコーダ２０３へ加えられる。従つ
て値 sin〔πqR／Ｗ＋Msin（πqR／Ｗ）〕 ……(6) は正弦波関数表２０４から読み出され、コンピユ
ータオルガンの乗算器２３３を経てアキユムレー
タ２１６へ加えられる。高調波係数メモリ２１５
から乗算器２３３への入力は、FMモードで作動
する時には、乗算器２３３のもう１つの入力にお
ける一定の乗数によつて置きかえられる。勿論第
８図の配置は、第２図および第３図に関連して上
述したのと同じ方法で変更することができるの
で、変調周波数は搬送周波数の倍数Ｋとすること
ができ、正弦波関数表２２９の代りに三角波発生
器を使用できる。ここで注目すべきことは、第８
図の配置においては、変調周波数を搬送波周波数
の非整数倍数とすることができ、その結果基本周
波数又は搬送周波数とは高調波的には無関係な倍
音構造となるということである。そのような非高
調波倍音は、鐘（ベル）又はドラムのような音な
どの打撃音（percussive sound）をシユミレート
するのに使用できる。従つてコンピユータオルガ
ンは、乗算器を含むように変更した場合には、メ
モリアドレス２３０へ入力に係数Ｋを乗算するこ
とによりメモリアドレスデコーダ２３０の出力に
変換され得る。同様に、加算器２０２への入力
qRに係数K′を乗算するために乗算器を使用し、
第１図に関連して上述したのと同じ方法で基本周
波数に関係ある搬送周波数を変えることができ
る。
本発明は、また米国特許第3743755号記載のメ
モリアドレスシステムにより変更された米国特許
第3515792号に更に詳しく記載されている型のデ
ジタルオルガンにも組み入れることができる。第
９図は、この配置に用いたメモリアドレスサブシ
ステムに組み入れたFM変調システムを示す。位
相角レジスタ３０８の出力は、米国特許第
3743755号に述べられているようにサンプル点ア
ドレスレジスタ３０９に直接に接続されるよう
に、乗算器３５１を経て加算器４０３の一方の入
力に接続される。ついで加算器４０３の出力は、
サンプル点アドレスレジスタ３０９へ加えられ
る。乗算器３５１は、上述の方法で搬送周波数を
変化させるため、位相角レジスタの出力に係数
K′を乗算する。位相角レジスタ３０８の出力は
また正弦波関数表４０１をアドレスするために、
乗算器３５０を経てメモリアドレスデコーダ４０
０へ加えられる。正弦波関数表４０１から読み出
された正弦値は、スケーラ４０２を経て加算器４
０３のもう一方の入力へ接続される。スケーラ４
０２は、第１図に関連して上述したように、一定
の信号又は可変信号の何れかである偏移制御信号
に応答して正弦値に指数係数Ｍを乗算する。乗算
器３５０は、上記した方法で変調周波数を変化さ
せるように位相角レジスタの出力に値Ｋを乗算す
る。
モリアドレスシステムにより変更された米国特許
第3515792号に更に詳しく記載されている型のデ
ジタルオルガンにも組み入れることができる。第
９図は、この配置に用いたメモリアドレスサブシ
ステムに組み入れたFM変調システムを示す。位
相角レジスタ３０８の出力は、米国特許第
3743755号に述べられているようにサンプル点ア
ドレスレジスタ３０９に直接に接続されるよう
に、乗算器３５１を経て加算器４０３の一方の入
力に接続される。ついで加算器４０３の出力は、
サンプル点アドレスレジスタ３０９へ加えられ
る。乗算器３５１は、上述の方法で搬送周波数を
変化させるため、位相角レジスタの出力に係数
K′を乗算する。位相角レジスタ３０８の出力は
また正弦波関数表４０１をアドレスするために、
乗算器３５０を経てメモリアドレスデコーダ４０
０へ加えられる。正弦波関数表４０１から読み出
された正弦値は、スケーラ４０２を経て加算器４
０３のもう一方の入力へ接続される。スケーラ４
０２は、第１図に関連して上述したように、一定
の信号又は可変信号の何れかである偏移制御信号
に応答して正弦値に指数係数Ｍを乗算する。乗算
器３５０は、上記した方法で変調周波数を変化さ
せるように位相角レジスタの出力に値Ｋを乗算す
る。
加算器４０３の出力は、サンプル点アドレスレ
ジスタ３０９に記憶され、アドレスデコーダ３１
０により固定メモリ中の正弦波関数表３０１をア
ドレスするのに用いられる。メモリ３０１から読
み出された正弦波関数値はアキユムレータ３０４
に記憶され、上記の特許第3743755号に詳述した
方法によりアキユムレータ３０４からＤ−Ａ変換
器へシフトアウトされる。
ジスタ３０９に記憶され、アドレスデコーダ３１
０により固定メモリ中の正弦波関数表３０１をア
ドレスするのに用いられる。メモリ３０１から読
み出された正弦波関数値はアキユムレータ３０４
に記憶され、上記の特許第3743755号に詳述した
方法によりアキユムレータ３０４からＤ−Ａ変換
器へシフトアウトされる。
上記の説明から、複雑な楽音波形は、周波数変
調の概念を利用することによつてデジタル的に発
生させうることが判る。本発明は現在存在するデ
ジタル楽音発生器において実行され得ることがで
き、その結果個々の高調波倍音の発生及び制御を
必要としない単純化した回路を得ることができ
る。音質特性は、変調指数を変化させることによ
つて時間の関数として変え得ることができ、従つ
て従来の楽音シンセサイザに用いられているフオ
ルマント型フイルタの効果を発生することができ
る。
調の概念を利用することによつてデジタル的に発
生させうることが判る。本発明は現在存在するデ
ジタル楽音発生器において実行され得ることがで
き、その結果個々の高調波倍音の発生及び制御を
必要としない単純化した回路を得ることができ
る。音質特性は、変調指数を変化させることによ
つて時間の関数として変え得ることができ、従つ
て従来の楽音シンセサイザに用いられているフオ
ルマント型フイルタの効果を発生することができ
る。
第１図は本発明を組み入れたデジタル楽音発生
器のブロツク図である。第２図は第１図の配列を
変更したブロツク図である。第３図は第１図の配
列を更に変更したブロツク図である。第４図乃至
第６図は第１図の配列の動作を示す波形である。
第７図は非高調波倍音を有する楽音を発生させる
ため第１図の配列を更に変更したブロツク図であ
る。第８図は本発明を組み入れたコンピユータオ
ルガンのブロツク図である。第９図は本発明を組
み入れたデジタルオルガンの部分ブロツク図であ
る。 第１図において、１４は音調検出割当回路、１
５は主クロツク、１６は実行制御回路、１９は語
カウンタモジユロ32、２０は高調波カウンタモジ
ユロ32、２１は加算器−アキユムレータ、２２は
ゲート、２３，２５，１２３はメモリアドレスデ
コーダ、２６，２７は高調波係数メモリ、２８は
乗算器、３３は加算器、３４は主レジスタ、４０
は音調セレクト、４２はクロツクセレクト回路、
１０１は加算器、２４，１２４は正弦波関数表、
１０４はスケーラ、１０３はアタツク／レリー
ズ、１１は音響システム。
器のブロツク図である。第２図は第１図の配列を
変更したブロツク図である。第３図は第１図の配
列を更に変更したブロツク図である。第４図乃至
第６図は第１図の配列の動作を示す波形である。
第７図は非高調波倍音を有する楽音を発生させる
ため第１図の配列を更に変更したブロツク図であ
る。第８図は本発明を組み入れたコンピユータオ
ルガンのブロツク図である。第９図は本発明を組
み入れたデジタルオルガンの部分ブロツク図であ
る。 第１図において、１４は音調検出割当回路、１
５は主クロツク、１６は実行制御回路、１９は語
カウンタモジユロ32、２０は高調波カウンタモジ
ユロ32、２１は加算器−アキユムレータ、２２は
ゲート、２３，２５，１２３はメモリアドレスデ
コーダ、２６，２７は高調波係数メモリ、２８は
乗算器、３３は加算器、３４は主レジスタ、４０
は音調セレクト、４２はクロツクセレクト回路、
１０１は加算器、２４，１２４は正弦波関数表、
１０４はスケーラ、１０３はアタツク／レリー
ズ、１１は音響システム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 周波数変調により楽音を合成する電子楽器に
おいて、 周波数変調を行うための変調波信号を発生する
変調波信号発生手段と、 正弦波関数を記憶する正弦波記憶手段と、 手動で制御可能な所定値あるいは時間的に変化
する時間関数値として変調指数を適宜選択し供給
する変調指数供給手段と、 前記変調波信号発生手段から出力される変調波
信号を入力とし、前記変調指数供給手段より供給
された変調指数によつて前記変調波信号の量を制
御する第１の制御手段と、 前記第１の制御手段によつて制御された変調波
信号に応答し、前記正弦波記憶手段から搬送波信
号を出力させるように制御する第２の制御手段
と、を具えたことを特徴とする電子楽器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/866,336 US4175464A (en) | 1978-01-03 | 1978-01-03 | Musical tone generator with time variant overtones |
| US866336 | 1997-05-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352196A JPS6352196A (ja) | 1988-03-05 |
| JPH0427558B2 true JPH0427558B2 (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=25347390
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16450478A Granted JPS5496017A (en) | 1978-01-03 | 1978-12-26 | Misical tone generator having double tone varying at time |
| JP62146174A Granted JPS6352196A (ja) | 1978-01-03 | 1987-06-11 | 電子楽器 |
| JP63019743A Granted JPS63294599A (ja) | 1978-01-03 | 1988-01-30 | 電子楽器 |
| JP1265006A Pending JPH02153395A (ja) | 1978-01-03 | 1989-10-13 | 電子楽器 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16450478A Granted JPS5496017A (en) | 1978-01-03 | 1978-12-26 | Misical tone generator having double tone varying at time |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63019743A Granted JPS63294599A (ja) | 1978-01-03 | 1988-01-30 | 電子楽器 |
| JP1265006A Pending JPH02153395A (ja) | 1978-01-03 | 1989-10-13 | 電子楽器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4175464A (ja) |
| JP (4) | JPS5496017A (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL181385C (nl) * | 1978-06-30 | 1987-08-03 | Nippon Musical Instruments Mfg | Toonproductie-inrichting voor een electronisch muziekinstrument. |
| JPS5532028A (en) * | 1978-08-29 | 1980-03-06 | Nippon Musical Instruments Mfg | Electronic musical instrument |
| JPS5635193A (en) * | 1979-08-30 | 1981-04-07 | Kawai Musical Instr Mfg Co | Electronic musical instrument |
| JPS5638098A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-13 | Kawai Musical Instr Mfg Co | Electronic musical instrument |
| US4300432A (en) * | 1980-04-14 | 1981-11-17 | Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd. | Polyphonic tone synthesizer with loudness spectral variation |
| US4345500A (en) * | 1980-04-28 | 1982-08-24 | New England Digital Corp. | High resolution musical note oscillator and instrument that includes the note oscillator |
| US4300434A (en) * | 1980-05-16 | 1981-11-17 | Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd. | Apparatus for tone generation with combined loudness and formant spectral variation |
| US4273018A (en) * | 1980-06-02 | 1981-06-16 | Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd. | Nonlinear tone generation in a polyphonic tone synthesizer |
| JPS5756895A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-05 | Nippon Musical Instruments Mfg | Electronic musical instrument |
| US4351218A (en) * | 1981-04-02 | 1982-09-28 | Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd. | Recursive formant generator for an electronic musical instrument |
| JPS57176096A (en) * | 1981-04-23 | 1982-10-29 | Nippon Musical Instruments Mfg | Electronic musical instrument |
| JPS58108583A (ja) * | 1981-12-23 | 1983-06-28 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器の変調効果装置 |
| DE3345656A1 (de) * | 1982-12-17 | 1984-06-28 | Casio Computer Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Elektronisches musikinstrument |
| USRE34481E (en) * | 1982-12-17 | 1993-12-21 | Casio Computer Co., Ltd. | Electronic musical instrument |
| JPS61196298A (ja) * | 1985-02-26 | 1986-08-30 | 株式会社河合楽器製作所 | 電子楽器 |
| JP2596120B2 (ja) * | 1989-03-13 | 1997-04-02 | カシオ計算機株式会社 | 楽音波形発生装置 |
| JP2555883B2 (ja) * | 1989-03-13 | 1996-11-20 | カシオ計算機株式会社 | 楽音波形発生装置 |
| JP2596154B2 (ja) * | 1988-12-29 | 1997-04-02 | カシオ計算機株式会社 | 楽音波形発生装置及び楽音波形発生方法 |
| JP3007093B2 (ja) * | 1989-03-13 | 2000-02-07 | カシオ計算機株式会社 | 楽音波形発生装置 |
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| US5900570A (en) * | 1995-04-07 | 1999-05-04 | Creative Technology, Ltd. | Method and apparatus for synthesizing musical sounds by frequency modulation using a filter |
| DE69619364T2 (de) * | 1995-04-07 | 2002-07-18 | Creative Technology Ltd, Singapur/Singapore | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von verschiedenen wellenformen bei der synthesierung von musiktonen |
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| US5639979A (en) * | 1995-11-13 | 1997-06-17 | Opti Inc. | Mode selection circuitry for use in audio synthesis systems |
| JP5532446B2 (ja) * | 2011-07-27 | 2014-06-25 | カシオ計算機株式会社 | 楽音発生装置およびプログラム |
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-
1987
- 1987-06-11 JP JP62146174A patent/JPS6352196A/ja active Granted
-
1988
- 1988-01-30 JP JP63019743A patent/JPS63294599A/ja active Granted
-
1989
- 1989-10-13 JP JP1265006A patent/JPH02153395A/ja active Pending
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| JPS5227621A (en) * | 1975-08-11 | 1977-03-02 | Risaachi Lab Ltd Deutsche | Double tone synthesizer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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