JPH056178A - デイストーシヨン回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 楽音信号のレベルとは無関係に、かつ楽音信
号が減衰する場合にもディストーション効果を得る。 【構成】 レベル検出回路４が、楽音信号のエンベロー
プを検出してエンベロープ信号を生成する。入力信号の
ピークがエンベロープ信号よりも相対的に大きくなる状
態に、信号変形回路５が、入力信号及びエンベロープ信
号の少なくと一方を変形する。この変形によって、ピー
クが相対的にエンベロープ信号よりも大きくなった入力
信号のうち、エンベロープ信号よりも絶対値が大きい部
分を波形整形回路１６が歪ませる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信号波形を歪ませるデ
ィストーション回路に関し、例えば電子楽器における楽
音信号を歪ませるのに使用するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子楽器において、ディストーシ
ョン回路は、楽音信号に歪みを加えて、音色を変化させ
るのに使用されており、その構成は、或る一定の歪み閾
値を設定し、楽音信号が閾値を超えると、楽音信号をク
リップするものが知られている。この従来のディストー
ション回路では、楽音信号のレベルが閾値よりも大きく
なればなるほど、歪み率も増加し、豊富な倍音を生み出
して、いわゆるディストーション効果を得ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
ディストーション回路では、楽音信号のレベルが閾値を
超えない場合には、閾値の設定を変更しない限り、ディ
ストーション効果を得ることができず、また楽音信号の
レベルが大きい場合には、ディストーション効果を得る
ことができるが、楽音信号が徐々に減衰し、閾値よりも
小さくなると、突然にディストーション効果を得ること
ができなくなるという問題点があった。

【０００４】本発明は、閾値を入力信号に対して相対的
にエンベロープ信号に応じて変動させることによって、
上記の問題点を解決したディストーション回路を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本第１の発明は、入力信号のエンベロープを検出
してエンベロープ信号を生成する手段と、入力信号のピ
ークがエンベロープ信号よりも相対的に大きくなる状態
に入力信号及びエンベロープ信号の少なくと一方を変形
する信号変形手段と、ピークが相対的にエンベロープ信
号よりも大きくなった入力信号のうちエンベロープ信号
よりも絶対値が大きい部分を歪ませる波形整形手段と
を、備えている。

【０００６】また、本第２の発明は、上記のエンベロー
プ信号生成手段と、エンベロープ信号に応じて値が入力
信号のピークよりも小さい範囲で変動する歪み閾値信号
生成手段と、入力信号の絶対値が歪み閾値信号の絶対値
よりも大きい部分を歪ませる波形整形手段とを、備えて
いる

【０００７】また、本第３の発明は、上記のエンベロー
プ生成手段と、入力信号を受けて、そのピークがエンベ
ロープ信号よりも大きくなるように変換する手段と、こ
の変換手段からの変換入力信号の絶対値がエンベロープ
信号の絶対値よりも大きい部分を歪ませる波形整形回路
とを、有するものである。

【０００８】

【作用】第１の発明によれば、入力信号とエンベロープ
信号とは、相対的に入力信号のピークがエンベロープ信
号よりも大きくなるように変形される。そして、波形整
形回路において、相対的にピークがエンベロープ信号よ
りも大きくされた入力信号のうちエンベロープ信号より
も絶対値が大きい部分が歪ませられる。

【０００９】第２の発明によれば、エンベロープ信号に
応じて値が変動する閾値信号が閾値信号生成手段によっ
て生成され、これよりも絶対値の大きい入力信号の部分
が歪ませられる。

【００１０】第３の発明によれば、入力信号のピークが
エンベロープ信号よりも大きくなるように入力信号が変
換手段によって変換される。そして、この変換された入
力信号の絶対値がエンベロープ信号の絶対値よりも大き
い部分の変換入力信号が歪まされる。

【００１１】いずれの発明においても、閾値は一定値で
はなく、相対的に入力信号のエンベロープに応じて変動
する。従って、上記の問題点は解決される。

【００１２】

【実施例】図１乃至図３に第１の実施例を示す。この実
施例では、入力端子２に、入力信号、例えばアナログま
たはディジタル楽音信号が供給される。この楽音信号
は、例えば図２（ａ）に示すような波形のもので、エン
ベロープ検出手段、例えばレベル検出回路４に供給さ
れ、図２（ｂ）に示すように楽音信号の例えば正のエン
ベロープを表すエンベロープ信号を生成する。

【００１３】このエンベロープ信号は、歪み閾値信号生
成手段５の演算部６に供給され、同じく歪み閾値信号生
成手段５の歪み率信号発生部８から歪み率信号が供給さ
れる。歪み率信号発生部８は、一端が正の直流電圧＋Ｖ
に結合され、他端が接地された可変抵抗器１０を有し、
その摺動子と接地電位点との間に発生した直流電圧をＡ
／Ｄ変換器１２に供給する。このＡ／Ｄ変換器１２は、
供給された直流電圧をディジタル信号に変換し、データ
変換部１４に供給する。このデータ変換部１４は、例え
ば変換テーブルを備えるもので、可変抵抗器１０の摺動
子が最大の電圧をＡ／Ｄ変換器１２に供給したとき、１
に対応する歪み率信号を生成し、同摺動子が最小電圧を
供給したとき、０．５に対応する歪み率信号を生成し、
これら最大電圧と最小電圧との間の電圧を供給したと
き、１と０．５とを摺動子の位置に応じた直線や非直線
の変換テーブルに応じた歪み率信号を生成するものであ
る。

【００１４】演算部６は、レベル検出回路４からのエン
ベロープ信号と、データ変換部１４からの歪み率信号と
を、演算、例えば乗算するもので、図２（ｃ）に示すよ
うな、この乗算値を歪み閾値信号として出力する。歪み
率信号は、上述したように１と０．５との間の値である
ので、歪み閾値信号の値は、楽音信号の正の各ピークよ
りも値が小さく、かつエンベロープ信号の変化に比例し
て変化している。即ち、歪み閾値信号生成手段５は、エ
ンベロープ信号を楽音信号の正の各ピークよりも相対的
に小さい値に変形するものである。

【００１５】この歪み閾値信号は、波形整形回路１６に
供給され、また入力端子２からの楽音信号も波形整形回
路１６に供給される。この波形整形回路１６は、楽音信
号と歪み閾値信号とが、供給されるコンパレータ１８を
含み、このコンパレータ１８は、その出力に応じてスイ
ッチ２０を切換制御する。このスイッチ２０の接点２０
ａには楽音信号が供給されており、同じく接点２０ｂに
は歪み率閾値信号が供給されている。コンパレータ１８
は、楽音信号が歪み閾値信号よりも小さいときには、ス
イッチ２０の接触子２０ｃを接点２０ａ側に切り換え、
反対に楽音信号が歪み閾値信号よりも大きいときには、
接点２０ｂ側に接触子２０ｃを切り換える。

【００１６】波形整形回路１６は、上記の他にもコンパ
レータ２２を有し、これにはスイッチ２０の接触子２０
ｃを介して楽音信号または歪み閾値信号が供給され、さ
らに反転部２４によって反転された反転歪み閾値信号も
供給されている。このコンパレータ２２も、その出力に
応じてスイッチ２６を切換制御するもので、このスイッ
チ２６の接点２６ａには反転歪み閾値信号が供給され、
接点２６ｂにはスイッチ２０の接触子２０ｃからの信号
が供給されている。このコンパレータ２２は、接触子２
０ｃからの信号が反転歪み閾値信号よりも大きいときに
は、スイッチ２６の接触子２６ｃを接点２６ｂ側に切り
換え、接触子２０ｃからの信号が反転歪み閾値信号より
も小さいときには、接触子２６ｃを接点２６ａ側に切り
換える。なお、スイッチ２６の接触子２６ｃは、図示し
ない出力端子に接続されている。

【００１７】この波形整形回路１６では、図２（ｄ）に
符号ａで示すように楽音信号が歪み閾値信号よりも大き
いときには、コンパレータ１８がスイッチ２０の接触子
２０ｃを接点２０ｂに切り換えるので、歪み閾値信号が
コンパレータ２２及びスイッチ２６の接点２６ｂに供給
される。このとき、歪み閾値信号は、反転歪み閾値信号
よりも大きいので、コンパレータ２２はスイッチ２６の
接触子２６ｃを接点２６ｂに切り換える。その結果、歪
み閾値信号が出力端子から出力される。

【００１８】また、図２（ｄ）に符号ｂで示すように楽
音信号が歪み閾値信号よりも小さいときには、コンパレ
ータ１８はスイッチ２０の接触子２０ｃを接点２０ａ側
に切り換えるので、コンパレータ２２とスイッチ２６の
接点２６ｂには楽音信号が供給される。このとき、楽音
信号は反転歪み閾値信号よりも大きいので、コンパレー
タ２２はスイッチ２６の接触子２６ｃを接点２６ｂに切
り換えた状態を維持する。その結果、楽音信号が出力端
子から出力される。

【００１９】また、図２（ｄ）に符号ｃで示すように楽
音信号が歪み閾値信号よりも小さい状態を維持している
と、コンパレータ１８はスイッチ２０の接触子２０ｃを
接点２０ａ側に切り換えた状態を維持し、コンパレータ
２２とスイッチ２６の接点２６ｂには楽音信号がそのま
ま供給される。しかし、このとき、楽音信号は反転歪み
閾値信号よりも小さいので、コンパレータ２２は、スイ
ッチ２６の接触子２６ｃを接点２６ａ側に切り換える。
その結果、出力端子には反転歪み閾値信号が供給され
る。

【００２０】また、図２（ｄ）に符号ｄで示すように楽
音信号が歪み閾値信号よりも小さい状態をまだ維持して
いると、コンパレータ１８はスイッチ２０の接触子２０
ｃを接点２０ａ側に切り換えた状態を維持し、コンパレ
ータ２２とスイッチ２６の接点２６ｂには楽音信号がそ
のまま供給される。このとき、楽音信号は反転閾値信号
よりも値が大きいので、コンパレータ２２はスイッチ２
６の接触子２６ｃを接点２６ｂ側に切り換える。その結
果、出力端子には楽音信号が供給される。以下、同様に
コンパレータ１８、２２が動作し、出力端子には、図３
に示すような楽音波形が得られる。図３と図２（ｄ）と
の比較から明らかなように、楽音信号の絶対値が、歪み
閾値信号の絶対値よりも大きい部分が歪ませられてお
り、しかもこの歪み閾値信号は、一定のレベルではな
く、エンベロープ信号に応じて変動している。従って、
楽音信号が減衰していても歪ませることができ、ディス
トーション効果を得ることができる。

【００２１】図４及び図５に第２の実施例を示す。第１
の実施例では、歪み率信号に応じてエンベロープ信号を
変形して、歪み閾値信号を生成したが、この実施例で
は、エンベロープ信号をそのまま歪み閾値信号として使
用し、その代わりに楽音信号のレベルを歪み率信号の逆
数倍に増幅し、楽音信号の各正のピークが相対的にエン
ベロープ信号（歪み閾値信号）よりも大きくなるように
してある。

【００２２】即ち、入力端子２からの楽音信号は、直接
に波形整形回路１６に供給されるのではなく、信号変形
手段５ａの変換手段、例えば可変利得増幅器３０に供給
されている。また、この可変利得増幅器３０の利得制御
端子には、逆数歪み率信号発生部８ａから逆数歪み率信
号が供給されている。この逆数歪み率信号発生部８ａ
は、第１の実施例の歪み率信号発生部８と同様に、可変
抵抗器１０、Ａ／Ｄ変換器１２及びデータ変換部１４ａ
を有しているが、データ変換部１４ａは、可変抵抗器１
０の摺動子が最小電圧をＡ／Ｄ変換器１２に供給してい
るとき、１の信号を発生し、可変抵抗器１０の摺動子が
最大電圧をＡ／Ｄ変換器１２に供給しているとき、２の
信号を発生し、これらの間の電圧を摺動子がＡ／Ｄ変換
器１２に供給しているときには、１と２とを摺動子の位
置に応じた直線や非直線の変換テーブルに応じた値を発
生する。即ち、第１の実施例のデータ変換部１４が発生
する歪み信号の丁度逆数の関係にある逆数歪み率信号を
発生する。この逆数歪み率信号が可変利得増幅器３０の
制御端子に供給されるので、可変利得増幅器３０の出力
信号は、図５（ａ）に示すような元の楽音信号のレベル
よりも同図（ｃ）に実線で示すように歪み率信号の逆数
倍の大きさとなる。

【００２３】この可変利得増幅器３０の出力と、レベル
検出回路４からの楽音信号のエンベロープを検出した図
５（ｂ）に示すようなエンベロープ検出信号とは、波形
整形回路１６に供給される。この波形整形回路１６は、
第１の実施例と同一の構成である。従って、同図（ｃ）
に示す区間ａのように可変利得増幅器３０の出力がエン
ベロープ信号よりも大きいときには、エンベロープ信号
が同図（ｄ）に示す区間ａのように出力され、同図
（ｃ）の区間ｂのように可変利得増幅器３０の出力がエ
ンベロープ信号よりも小さくて、反転部２４からの反転
エンベロープ信号よりも大きいときには、同図（ｄ）の
区間ｂのように可変利得増幅器３０の出力が出力され、
同図（ｃ）の区間ｃのように可変利得増幅器３０の出力
が反転エンベロープ信号よりも小さくなると、同図
（ｄ）の区間ｃのように反転エンベロープ信号が出力さ
れる。以下、同様にして可変利得増幅器３０の出力、エ
ンベロープ信号、反転エンベロープ信号の関係に応じ
て、これらが出力される。従って、可変利得増幅器３０
の出力の絶対値が、エンベロープ信号の絶対値よりも大
きくなる部分では、可変利得増幅器３０の出力に代え
て、エンベロープ信号の絶対値が出力され、ディストー
ション効果を得ることができる。

【００２４】第１の実施例では、エンベロープ信号に歪
み率信号を乗算して歪み閾値信号を生成し、これと楽音
信号とを波形整形回路１６に供給し、第２の実施例で
は、楽音信号を逆歪み率信号によって定まる利得に増幅
し、これとエンベロープ信号とを波形整形回路１６に供
給したが、エンベロープ信号に歪み率信号を乗算して歪
み閾値信号を生成した上で、楽音信号を逆歪み率信号に
よって定まる利得に増幅し、かつこの増幅楽音信号と歪
み閾値信号とを波形整形回路１６に供給するようにして
もよい。

【００２５】また、第１の実施例では、エンベロープ信
号に歪み率信号を乗算した歪み閾値信号を用いているの
で、楽音信号のレベルの大きさには無関係に、常に楽音
信号のレベルがエンベロープ信号に歪み率を乗算した値
以上となったときにディストーション効果が発生する。
そこで、楽音信号のレベルが大きいときには、大きなデ
ィストーション効果を、楽音信号のレベルが小さいとき
には、小さなディストーション効果を得られるように、
次のように構成してもよい。例えばデータ変換部１４か
らの歪み率信号をａ、レベル検出回路４からのエンベロ
ープ信号をｃ、このレベル検出回路４から得られる最大
エンベロープ信号をｃｍａｘとし、 （１−（ｃ／ｃｍａｘ）×ｂ）ｃ の演算を行い、この演算値を歪み閾値信号として波形整
形回路１６に供給してもよい。なお、このような演算を
ディジタル演算で行う場合、ｃｍａｘを約１として処理
するように構成しておけば、ｃ＜１であるので、ｃ／ｃ
ｍａｘの演算を行う必要がなく、 （１−ｃ×ｂ）ｃ の演算を行えばよい。また、第２の実施例のように、楽
音信号の利得を制御する場合には、可変利得増幅器３０
の利得を（１−（ｃ／ｃｍａｘ）×ｂ）の逆数となるよ
うに制御すればよい。

【００２６】上記の両実施例では、波形整形回路１６を
２台のコンパレータ１８、２０、反転部２４、２つのス
イッチ２０、２６を用いて構成したが、入力信号を歪み
閾値信号によって歪ませるものであれば、公知の種々の
ものを使用できる。また、上記の両実施例は、ディスク
リートな部品を用いて構成したが、ＤＳＰ（ディジタル
信号処理装置）によっても実現することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、歪み閾
値信号は、一定値ではなく、入力信号に対して相対的に
エンベロープ信号に応じて変動させているので、入力信
号のレベルにかかわらず、常にディストーション効果を
得られる上に、楽音信号が徐々に減衰するような場合で
も、歪み閾値信号の設定をわざわざ変更しなくても、デ
ィストーション効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディストーション回路の第１の実
施例のブロック図である。

【図２】同第１の実施例の各部の波形図である。

【図３】同第１の実施例の出力波形図である。

【図４】同第２の実施例のブロック図である。

【図５】同第２の実施例の各部の波形図である。

【符号の説明】 ４ レベル検出回路（エンベロープ検出手段） ５ 歪み閾値信号生成手段 ５ａ 信号変形手段 ８ 歪み率信号発生部 ８ａ 逆数歪み率信号発生部 １６ 波形整形回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号のエンベロープを検出してエン
   ベロープ信号を生成する手段と、上記入力信号のピーク
   が上記エンベロープ信号よりも相対的に大きくなる状態
   に上記入力信号及びエンベロープ信号の少なくと一方を
   変形する信号変形手段と、ピークが相対的に上記エンベ
   ロープ信号よりも大きくなった上記入力信号のうち上記
   エンベロープ信号よりも絶対値が大きい部分を歪ませる
   波形整形手段とを、具備するディストーション回路。
2. 【請求項２】 入力信号のエンベロープを検出してエン
   ベロープ信号を生成する手段と、上記エンベロープ信号
   に応じて絶対値が上記入力信号のピークの絶対値よりも
   小さい範囲で変動する歪み閾値信号生成手段と、上記入
   力信号の絶対値が上記歪み閾値信号の絶対値よりも大き
   い部分を歪ませる波形整形手段とを、具備するディスト
   ーション回路。
3. 【請求項３】 入力信号のエンベロープを検出してエン
   ベロープ信号を生成する手段と、上記入力信号を受けて
   そのピークが上記エンベロープ信号よりも大きくなるよ
   うに変換する手段と、この変換手段からの変換入力信号
   の絶対値が上記エンベロープ信号の絶対値よりも大きい
   部分を歪ませる波形整形回路とを、具備するディストー
   ション回路。