JPH0640271B2 - 電子楽器の音源回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は電子楽器の音源回路に関し、特に、電子楽器
において、音源波形をサンプリングして音源メモリに記
憶しておき、その音源メモリの所定のアドレスをループ
して繰返し指定し、対応するアドレスから音源波形を繰
返し出力するような電子楽器の音源回路（以下、サンプ
ラループ回路と称する）に関する。

従来の技術 第６図（a ）は従来の音源メモリに記憶される音源波形
を示す図であり、第６図（b ）は従来の音源メモリから
読出した波形を部分的に繰返した波形を示す図であり、
第７図は従来のサンプラループ回路において、音源波形
を音源メモリから所定アドレスをループして読出す制御
方法を説明するための図である。

電子楽器のサンプラは、第６図（a ）に示すような音源
波形をサンプリングし、各サンプリング点のデータを音
源メモリに記憶しておき、順次アドレス指定することに
よって、音源メモリに記憶していた楽音の音源波形を読
出す。一般に、音源波形は、初期にはそのエンベロープ
の振幅が大きいが、時間の経過とともに、そのエンベロ
ープの振幅が減衰して、最終的には、該エンベロープの
振幅がゼロとなる。

しかし、電子楽器においては、音源メモリから１つの楽
音として、上述の音源波形の持続期間Ｔ₁よりも長い期
間の音源波形を読出したい場合がある。その方法とし
て、従来より音源メモリから読出される波形を部分的に
繰返す方法があるが、その一例として、第６図（b ）の
ごとく音源波形の期間ｔ_１の部分を繰返して読出し、音
源波形の持続期間をＴ_２となすループ回路が用いられ
る。

発明が解決しようとする問題点 ところで、ｔ_１期間の音源波形を繰返して読出す場合、
第７図に示すように、期間ｔ_１の繰返し波形読出開始点
s から繰返し波形読出終了点e に進んだ後、再びメモリ
の読出開始点s に戻り、再び波形読出を開始する必要が
ある。このとき、ｔ_１期間の繰返し開始点s および終了
点e を任意に選択すると、終了点e のアドレスに相当す
る音源波形の振幅値と、開始点s に相当する音源波形の
振幅値が異なるために、音源波形が不連続となるので、
音源波形が不連続にならない点を検出して持続音を作る
必要がある。しかも、その点をディジタル的に正確に決
定する必要があり、ＣＰＵを用いたとしても、リアルタ
イムで音源波形の不連続性をなくすことは非常に困難で
あるという欠点があった。

また、音源メモリには、音源波形をサンプリングし、各
サンプリング点における振幅値のデータを記憶しておく
必要があるため、持続時間の長い音源波形をサンプリン
グすると、音源メモリの記憶容量を大きくしなければな
らないという欠点があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、音源波形の一部
を音源メモリから繰返し読出して、音源波形を持続させ
る場合に、音源波形の不連続性を少なくし得て、しかも
メモリ容量を少なくすることができ、さらに構成の簡単
な電子楽器の音源回路を提供することである。

問題点を解決するための手段 この発明は音源波形の隣接する標本値の差分値を各アド
レスに記憶した音源メモリと、この音源メモリに記憶し
た差分値を順次読出すアドレス指定手段と、アドレス指
定手段が所定の方向にアドレスを歩進させ、ゼロクロス
点に到達すると逆方向にアドレスを歩進させるようにア
ドレス指定手段を制御する制御手段と、アドレス指定手
段によってアドレス指定して音源メモリから読出した差
分値を積分する積分手段とを備えて構成される。

作用 この発明に係る電子楽器の音源回路は、音源メモリに音
源波形の隣接する標本値の差分値を各アドレスに記憶し
ておき、アドレス指定手段によって所定の方向にアドレ
スを歩進させ、ゼロクロス点に到達したときには、逆方
向にアドレスを歩進させて音源メモリから対応する標本
値の差分値を読出し、その差分値を積分することによっ
て、音源波形が不連続となることがなく、音源波形を滑
らかにするための手段を用いることなく滑らかな音源波
形を得ることができる。しかも、音源メモリは音源波形
の隣接する標本値の差分値のみを記憶しておけばよいの
で、メモリ容量を少なくできる。

実施例 第１図はこの発明の一実施例のブロック図であり、第２
図は第１図に示す音源メモリ３に記憶される波形の一例
を示す図である。

まず、第１図を参照して、この発明の一実施例の電気的
構成について説明する。ゲート回路１の一方入力端には
クロック信号が与えられる。このクロック信号は、ゲー
ト回路１を介してアドレス指定手段としてのアップダウ
ンカウンタ２のクロック入力端に与えられる。アップダ
ウンカウンタ２はクロック信号を計数し、複数ビットの
計数出力をアドレス信号として音源メモリ３とＤ／Ａコ
ンバータ４とに与える。なお、アップダウンカウンタ２
の最上位ビット出力（ＭＳＢ）はゲート回路１の他方入
力端に計数禁止信号として与えられる。

音源メモリはたとえば前述の第６図（a ）に示したＴ_１
期間の音源波形データを、第２図に示すように、その振
幅値の差分△× １，△× ２…として記憶している。そ
して、音源メモリ３はアップダウンカウンタ２からのア
ドレス信号によってアドレス指定されると、音源波形の
データを読出す。この音源波形データはＤ／Ａコンバー
タ５に与えられる。Ｄ／Ａコンバータ５は音源メモリ３
から読出された音源波形の振幅値としての差分をアナロ
グ信号に変換する。アナログ信号に変換された音源波形
は積分回路６に与えられる。積分回路６は抵抗６１とオ
ペアンプ６２とコンデンサ６３とを含む。そして、積分
回路６はコンデンサ６３によって蓄積された直前のサン
プリング点の振幅値に次のサンプリング点の振幅値の差
分を加算して出力する。

一方、Ｄ／Ａコンバータ４はアドレス信号を電圧値に変
換するためのものであって、このＤ／Ａコンバータ４か
ら出力された電圧値はコンパレータ７，８のそれぞれの
比較入力端に与えられる。コンパレータ７の基準入力端
には、繰返し終了点すなわち後述の第３図に示すＴe 点
のアドレスに対応する電圧値を設定するための可変抵抗
器９が接続される。また、コンパレータ８の基準入力端
には、繰返し開始点、すなわち第３図に示すＴs 点にお
けるアドレスに対応する電圧値を設定するための可変抵
抗器１０が接続される。コンパレータ７はＤ／Ａコンバ
ータ４の出力が可変抵抗器９によって設定された電圧値
よりも高くなったとき、ハイレベル信号を出力して、Ｄ
型フリップフロップ１１のＤ入力に与える。

一方、コンパレータ８はＤ／Ａコンバータ４の出力が可
変抵抗器１０で設定された電圧値よりも低くなったと
き、ハイレベル信号を出力して、Ｄ型フリップフロップ
１２のＤ入力端に与える。Ｄ型フリップフロップ１１，
１２のそれぞれのクロックパルス入力端には、累算器２
０からゼロクロス情報が与えられる。このゼロクロス情
報は、音源波形の振幅値が０になったときに出力される
ものである。すなわち、音源メモリ３から読出された差
分値を累積していき、その最上位ビットが１のとき、
正，０のとき負とすると、最上位ビットが１から０に変
化したとき、あるいは０から１に変化したときにゼロク
ロス情報を出力するようにすればよい。Ｄ型フリップフ
ロップ１１は音源波形が繰返し終了点Ｔe であってしか
もゼロクロスしたとき、ハイレベル信号を出力して、フ
リップフロップ１３のセット入力端に与えるとともに、
ＡＮＤゲート１４の一方入力端にも与える。

ＡＮＤゲート１４の他方入力端には、ゲート信号が与え
られる。このゲート信号は、音源波形の持続期間の間ハ
イレベルになるものである。したがって、ＡＮＤゲート
１４はゲート信号がハイレベルであって、Ｄ型フリップ
フロップ１１のＱ出力がハイレベルになったとき、ゲー
トを開いてＲＳフリップフロップ１７をセットする。前
述のＲＳフリップフロップ１３のリセット入力端には、
ゲート信号の立上がりをコンデンサ１８と抵抗１９とか
らなる微分回路によって微分された信号が与えられる。
したがって、このＲＳフリップフロップ１３はゲート信
号の立ち上がりでリセットされ、音源波形が読出されて
Ｔe 点になったときセットされる。このＲＳフリップフ
ロップ１３のＱ出力はＡＮＤゲート１５の一方入力端に
与えられる。

ＡＮＤゲート１５の他方入力端には、前述のＤ型フリッ
プフロップ１２のＱ出力が与えられる。したがって、こ
のＡＮＤゲート１５はＴe 点が検出されたのち、さらに
Ｔs 点が検出されるとハイレベル信号を出力する。この
ハイレベル信号はＯＲゲート１６を介してＲＳフリップ
フロップ１７のリセット入力端に与えられる。なお、前
述のゲート信号の立ち上がりにおける微分信号もＯＲゲ
ート１６を介してＲＳフリップフロップ１７のリセット
入力端に与えられる。

ＲＳフリップフロップ１７の出力はアップ／ダウン切
換信号としてアップダウンカウンタ２に与えられる。す
なわち、ＲＳフリップフロップ１７の出力がローレベ
ルになったとき、アップダウンカウンタ２はダウンカウ
ントし、出力がハイレベルになったとき、アップダウ
ンカウンタ２はアップカウントする。なお、ゲート信号
の立ち上がり微分信号はリセット信号としてアップダウ
ンカウンタ２にも与えられる。

第３図はこの発明の一実施例のＴs 点ないしＴe 点の間
をループする手順を説明するための図であり、第４図は
Ｔs 点設定電圧およびＴe 点設定電圧（以下、ループ設
定電圧と称する）とアドレス指定との関係を示す図であ
り、第５図はこの発明の一実施例によって読出された音
源波形を示す図である。

次に、第１図ないし第６図を参照して、この発明の一実
施例の具体的な動作について説明する。まず、第４図に
示すように、音源波形の持続期間に相当するハイレベル
のゲート信号がＡＮＤゲート１４の一方入力端に与えら
れるとともに、コンデンサ１８と抵抗１９とからなる微
分回路によって、その立ち上がりが微分される。この微
分信号はＯＲゲート１６を介してＲＳフリップフロップ
１７のリセット入力端に与えられ、これをリセットす
る。また、微分信号はフリップフロップ１３のリセット
入力端に与えられ、これをリセットするとともに、アッ
プダウンカウンタ２にも与えられてこれをリセットす
る。フリップフロップ１７はリセットされたことによ
り、その出力がハイレベルになって、アップダウンカ
ウンタ２をアップカウントに切換える。

アップダウンカウンタ２はゲート回路１を介して与えら
れるクロック信号を計数し、その計数出力をアドレス信
号として出力する。このアドレス信号によって音源メモ
リ３のアドレスが指定される。音源メモリ３はアドレス
指定されたことによって、音源波形の振幅値の差分のデ
ータを読出す。読出された差分データは、波形が立ち上
がる部分では正極性となっているが、波形の立ち下がり
部分では負極性となっている。音源メモリ３から読出さ
れたデータはＤ／Ａコンバータ５および積分器６によっ
てアナログ信号に変換されるとともに、第２図で示す滑
かな波形に整形され、オーディオ信号として出力され
る。

一方、Ｄ／Ａコンバータ４はアップダウンカウンタ２の
計数出力に応じた電圧値を出力する。すなわち、Ｄ／Ａ
コンバータ４の出力は第４図に示すように、音源メモリ
３の先頭アドレスから順次アドレスがインクリメントさ
れるに従って、電圧値が高くなっていく。そして、可変
抵抗器９によって設定されたＴe 点の設定電圧よりもＤ
／Ａコンバータ４の出力電圧が高くなったとき、コンパ
レータ７はハイレベル信号をＤ型フリップフロップ１１
のＤ入力に与える。そして、累算器２０からのゼロクロ
ス情報がＤ型フリップフロップ１１のクロックパルス入
力端に与えられると、このＤ型フリップフロップ１１の
Ｑ出力はハイレベルになる。このハイレベル信号によっ
てＲＳフリップフロップ１３がセットされるとともに、
ＡＮＤゲート１４が開かれる。ＡＮＤゲート１４はゲー
トが開かれたことにより、ＲＳフリップフロップ１７を
セットする。ＲＳフリップフロップ１７がセットされた
ことにより、その出力はローレベルになり、アップダ
ウンカウンタ２をダウンカウントに切換える。したがっ
て、アップダウンカウンタ２はそれまで計数していた計
数値のディクリメントする。

それによって、音源メモリ３は第６図（a ）のＢ点から
Ａ点まで周期ｔ_２で折返して音源波形の振幅値の差分デ
ータが読出される。Ｂ点からＡ点まで音源波を折返すと
き、すなわち、音源メモリ３のアドレスを折返してアド
レス指定すると、読出された音源波形の最初の部分の差
分データの極性は正になっており、引続いてＡ点方向に
音源メモリ３のアドレスを折返して指定すると、該読出
された差分データは一度負になり、再び正となる。この
ようにＡ点からＢ点までの差分データを読出し、その後
Ｂ点から折返してＡ点までの差分データを読出してＤ／
Ａコンバータ５によってアナログ信号に変換し、かつ積
分回路６によって積分すると、第５図に示すようなＡ点
からＢ点を通り、Ｃ点に至るまでの連続した滑らかな波
形が得られる。このように、音源メモリ３から音源波形
の差分データをゼロクロス点から折返して読出すように
しているため、前述の第６図（b ）に示すように、音源
波形を任意の点で繰返して読出した場合に比べて、折返
し点における波形の不連続性をなくすことができ、滑か
な音源波形を得ることができる。

Ｄ／Ａコンバータ４の出力電圧値が第４図に示すように
Ｔe 点からＴs 点に向けて低下していき、この電圧値が
可変抵抗器１０で設定されたＴs 点電圧値よりも低くな
って、コンパレータ８がハイレベル信号をＤ型フリップ
フロップ１２のＤ入力に与えかつゼロクロス情報が該Ｄ
型フリップフロップ１２のクロックパルス入力端に与え
られると、このＤ型フリップフロップ１２のＱ出力がハ
イレベルになる。このハイレベル信号はＡＮＤゲート１
５の他方入力端に与えられ、このゲートを開く。ＡＮＤ
ゲート１５からのハイレベル信号はＯＲゲート１６を介
してフリップフロップ１７のリセット入力端に与えら
れ、このＲＳフリップフロップ１７をリセットする。す
ると、ＲＳフリップフロップ１７は、その出力がハイ
レベルになる。ＲＳフリップフロップ１７の出力がハ
イレベルになったことによって、アップダウンカウンタ
２はアップカウントに切換えられる。

アップダウンカウンタ２はアップカウントに切換えられ
たことによって、クロック信号を計数し、第６図（a ）
のＡ点からアドレスをインクリメントする。そして、ア
ップダウンカウンタ２のアドレス信号によって、音源メ
モリ３からは第６図（a ）のＡ点からＢ点に向けて、順
次音源波形の振幅値の差分データが読出される。この読
出された差分データの波形は周期ｔ_２の第５図における
Ｃ点からＤ点で示される。そして、Ｄ／Ａコンバータ４
から出力される電圧値が可変抵抗器９によって設定され
たＴs 点に相当する電圧値よりも高くなりかつゼロクロ
ス情報がＤ型フリップフロップ１１に与えられると、こ
のＤ型フリップフロップ１１のＱ出力がセットされ、Ａ
ＮＤゲート１４が開かれてＲＳフリップフロップ１７が
セットされる。その結果、ＲＳフリップフロップ１７は
アップダウンカウンタ２をダウンカウントに切換える。
そして、アップダウンカウンタ２はアドレス値をデクリ
メントし、第６図（a ）のＢ点から再びＡ点の方向に繰
返し音源波形データを読出す。

以上のような音源メモリ３から音源波形の振幅値の差分
データの繰返し読出は、ゲート信号が与えられている間
中行なわれるので、第５図に示す波形はＣ−Ｄの後に同
様の波形が、ゲート信号が与えられなくなるまで連続す
る。

したがって、上述の実施例によれば、ゲート信号が与え
られている期間の間は、任意の周囲の音源波形を繰返し
出力することができるので、最終的に得られる音源波形
の持続期間Ｔ_２は、繰返し読出を行なわない場合の持続
期間Ｔ_１よりも長くなる。また、音源波形を繰返すとき
に、上述の任意に定められた繰返し位置（アドレス）の
近傍のゼロクロス点から折返すようにし、しかも音源波
形を繰返すときには音源波形の振幅値の差分データを読
出すようにしているので、滑かな音源波形を持続して出
力することができる。

なお、上述の実施例では、可変抵抗器９と１０とによっ
て繰返し開始点と繰返し終了点とを任意に設定できるよ
うにしたが、この繰返し開始点と繰返し終了点を予め最
適なゼロクロス点に設定することもできる。この場合に
は、２つのディジタルコンパレータを設け、各ディジタ
ルコンパレータの一方の入力にはアッブダウンカウンタ
２から発生されるアドレス信号を入力し、ディジタルコ
ンパレータの他方の入力には繰返し開始点および繰返し
終了点に対するアドレスを、たとえばデータ設定器によ
って設定するようにする。このようにして、繰返しアド
レスを設定すれば、最適なアドレス間でループさせるこ
とができる。

発明の効果 以上のように、この発明によれば、音源メモリに音源波
形の隣接する標本値の差分値を記憶しておき、アドレス
指定手段によって所定の方向にアドレスを歩進させてゼ
ロクロス点に到達したときには逆方向にアドレスを歩進
させ、音源メモリから対応する標本値の差分値を読出
し、その差分値を積分するようにしたので、音源波形の
一部を音源メモリから読出してループさせた場合に、音
源波形の不連続性をなくすことができ、読出された音源
波形は滑らかとなる。しかも、音源メモリには音源波形
の隣接する標本値の差分値を記憶するようにしているた
め、音源波形の各サンプリング点における振幅値を記憶
する場合に比べて、メモリ容量を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図である。第２
図は第１図に示す音源メモリに記憶される音源波形の振
幅値の差分データを説明するための図である。第３図は
この発明の一実施例のループする手順を説明するための
図である。第４図はループ設定電圧とアドレス指定との
関係を示す図である。第５図はこの発明の一実施例によ
って読出される音源波形を示す図である。第６図（a ）
は従来の音源メモリから読出される音源波形を示す図で
ある。第６図（b ）は従来の音源メモリから読出した波
形を部分的に繰返した波形を示す図である。第７図は従
来のサンプラループ回路において、音源波形を音源メモ
リから所定アドレスをループして読出す制御方法を説明
するための図である。 図において、１はゲート回路、２はアップダウンカウン
タ、３は音源メモリ、４，５はＤ／Ａコンバータ、６は
積分回路、７，８はコンパレータ、９，１０は可変抵抗
器、１１，１２はＤ型フリップフロップ、１３，１７は
ＲＳフリップフロップ、１４，１５はＡＮＤゲート、１
６はＯＲゲート、２０は累算器を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】音源波形の隣接する標本値の差分値を各ア
   ドレスに記憶した音源メモリ、 前記音源メモリに記憶した差分値を順次読出すアドレス
   指定手段、 前記アドレス指定手段が所定の方向にアドレスを歩進さ
   せ、ゼロクロス点に到達すると前記方向とは逆の方向に
   アドレスを歩進させるように前記アドレス指定手段を制
   御する制御手段、および 前記アドレス指定手段によってアドレス指定され、前記
   音源メモリから読出された差分値を積分する積分手段を
   備えた、電子楽器の音源回路。