JPH067339B2 - 擬音発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、動物の鳴き声やチャイム音，サイレン音等
を模擬的に発生する擬音発生装置に係り、特に該装置の
低コスト化に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば特開昭５９−１７４８９７号公報に示さ
れた従来の擬音発生装置である。

図において、１は周波数制御データ及び振幅制御データ
が予め記憶され、前記周波数制御データ及び振幅制御デ
ータをプログラムに基づき周波数制御データ信号Ｄ２及
び振幅制御データ信号Ｄ３として出力する制御回路であ
る。

２は前記周波数制御データ信号Ｄ２の内容に基づき、周
波数を可変して、周波数信号Ｐ１として出力する周波数
変調回路、３は該周波数信号Ｐ１に声紋を付加し、基本
周波数信号Ｐ２として出力する声紋付与回路である。

４は基本周波数信号Ｐ２を前記振幅制御データ信号Ｄ３
の内容に基づき振幅変調し、結果を音声信号Ｐ３として
出力する振幅変調回路、５は音声信号Ｐ３により駆動さ
れる音声手段である。

第５図は猫の鳴き声（ニャーン）を周波数分析した声紋
図を示すもので、横軸の時間Ｔに対して、縦軸に各高周
波成分の周波数が示されている。またａ〜ｇは基本周
波数成分から第７次高調波成分を示している。

第６図は猫の鳴き声の音圧を示す振幅図であり、横軸の
時間Ｔに対して、縦軸に音圧Ｅを示している。

第５図の声紋図より猫の鳴き声の特徴は点線で示す第６
次高調波成分が著しく少ないことがわかる。ところで
矩形波のスペクトル構造は次の式（Ｉ）で与えられる。

ａｎ＝Ａｓｉｎ（ｎπ／Ｋ）……（Ｉ） 但し、Ａ＝定数、１／Ｋ＝デューティー比 従って、Ｋ＝６すなわちデューティー比を１／６に選択
すると、第６次高調波成分が欠落した声紋図を得るこ
とができる。ゆえに、１／６のデューディー比を有する
矩形波の周波数を基本周波数成分ａの曲線に基づき変化
させ、且つ矩形波の振幅を第６図に示した如くに振幅制
御すれば猫の鳴き声を模擬的に発生することができる。

第４図に示した従来例において、制御回路１の周波数制
御データを第５図の如くの基本周波数成分ａを標本化し
たデータとし、周波数変調回路２から、その時に必要と
する周波数を周波数信号Ｐ１として出力させ、且つ該周
波数信号Ｐ１を声紋付与回路３にて１／６のデューティ
ー比になる様デューティー変換して基本周波数信号Ｐ２
として出力する。また制御回路１の振幅制御データを第
６図の如くの音圧を標本化したデータとして、前記基本
周波数信号Ｐ２を振幅変調回路４にて振幅制御し、発音
手段５を駆動すれば、猫の鳴き声が模擬的に発生するこ
とができる。

第７図は第４図に示した擬音発生装置を用いて得られた
猫の鳴き声の擬音を周波数分析した声紋図であり、第５
図の猫の鳴き声を周波数分析した声紋図とほぼ同様な声
紋図を示し猫の特徴である第６次高調波成分′が欠落
していることがわかる。

第８図は横軸に時間Ｔ、縦軸に犬の鳴き声（ワン）の周
波数をとって周波数分析した声紋図であり、猫声と同
様に第６次高調波成分ｈが著しく少ないことと、鳴き声
の最初の部分ｉに子音に相当する部分にあたる白色雑音
に近いスペクトル構造を有することが特徴であることが
わかる。また第９図は横軸に時間Ｔ、縦軸に犬の鳴き声
の音圧Ｅをとったときの振幅図である。

第１０図は、第４図の擬音発生装置を用い、周波数制御
データを第８図の如くの白色雑音部分ｉを取りのぞいた
基本周波数成分ｊを標本化したデータとし、振幅制御デ
ータを第９図の如くの音圧を標本化したデータとして、
声紋付与回路３にて周波数信号Ｐ２のデューティー比を
１／６にしたときに発音手段５から発生する音を周波数
分析した声紋図であり、横軸に時間Ｔ、縦軸に犬の鳴き
声の周波数Ｆをとっている。犬の擬音発生においては白
色雑音部分ｉを無視しても聴感上、小犬の場合には不自
然さを感じない。

第１１図は第４図のブロック線図をより詳しく示した擬
音発生装置のブロック線図である。

１は制御回路であり、発振器１１と、該発振器１１から
の発振信号₀を分周する分周器１２と、開状態の時に
‘Ｌ’レベルで、閉状態のときに‘Ｈ’レベルとなる状
態信号Ｓ１を出力する外部操作スイッチ１３と、状態信
号Ｓ１が‘Ｈ’レベルのときに初期状態から解放され前
記分周器１２からの分周信号₁を計数するアドレスカ
ウタ１４と、該アドレスカウンタ１４からのアドレスデ
ータ信号Ｄ１に基づき予め記憶されているｍビットの周
波数制御データ信号Ｄ２及びｎビットの振幅制御データ
信号Ｄ３を出力するＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶回路
１５とから構成されている。

２は周波数変調回路であり、前記ｍビットの周波数制御
信号Ｄ２をデータ入力信号とし、且つ前記発振信号₀
をクロック入力信号とするｍビットのレートマルチプラ
イヤーで構成され、前記発振信号₀が２^ｍ＋１パルス
入力される毎に前記周波数制御データ信号Ｄ２の示すパ
ルス数だけ周波数信号Ｐ１として出力する。

３は声紋付与回路であり、前記周波数信号Ｐ１を１／６
のデューティー比になる様１／６分周した基本周波数信
号Ｐ２を出力する可変分周器で構成されている。

４は振幅変調回路であり、状態信号Ｓ１及び基本周波数
信号Ｐ２がそれぞれ入力に供給され、前記振幅制御デー
タ信号Ｄ３（すなわちＤ３１〜Ｄ３ｎ）が各々に１本づ
つ供給されているアンドゲート回路Ａ１〜Ａｎとで構成
されている混合器４１と、該混合器４１の出力信号Ｏ１
〜Ｏｎをデータ入力とするｎビットのＤ／Ａ変換器４２
とから構成される。

５は駆動回路５ａ及び発音体５ｂとから構成される発音
手段であり、Ｄ／Ａ変換器４２から出力される音声信号
Ｐ３を入力とする駆動回路５ａにより発音体５ｂが駆動
される。

次にこの従来例の動作を説明する。

通常、スイッチ１３は開状態であり、状態信号Ｓ１は
‘Ｌ’レベルであるので、混合器４１の出力信号Ｏ１〜
Ｏｎはすべて‘Ｌ’レベルに固定されている。従ってＤ
／Ａ変換器４２の出力である音声信号Ｐ３は０Ｖの値を
示すので発音体５ｂから音は発生しない。

次にスイッチ１３を閉じると、状態信号Ｓ１は‘Ｈ’レ
ベルとなり、混合器４１の入力信号、すなわち基本周波
数信号Ｐ２及び振幅制御データ信号Ｄ３を通過許可状態
とする。この時、記憶回路１５はアドレスデータ信号Ｄ
１が０であるので、予め記憶されている０番地目の周波
数データ及び振幅データを周波数制御データ信号Ｄ２及
び振幅制御データ信号Ｄ３として出力する。また声紋付
与回路３は周波数変調回路２により発振信号₀をＤ２
／２^ｍ＋１分周された周波数信号Ｐ１をさらに１／６の
デューティー比になる様１／６分周し基本周波数信号Ｐ
２として出力する。

またＤ／Ａ変換器４２は状態信号Ｓ１が‘Ｈ’レベルで
あるので、基本周波数信号Ｐ２が‘Ｈ’レベルの時にの
み混合器４１を介して振幅制御データ信号Ｄ３がＤ／Ａ
変換器４２に入力され、Ｄ／Ａ変換器４２は振幅制御デ
ータ信号Ｄ３の示す値の電圧を音声信号Ｐ３として出力
し、駆動回路５ａを介して基本周波数信号Ｐ１の周波数
で、且つ振幅制御データ信号Ｄ３の示す振幅で発音体５
ｂを駆動し音を発生する。

一方アドレスカウンタ１４は状態信号Ｓ１が‘Ｈ’レベ
ルとなるので係数許可状態となり分周信号₁を計数
し、１づつアドレス信号を歩進させ、記憶回路１５から
順番に予めプログラムされている周波数データ及び振幅
制御データを周波数制御データ信号Ｄ２及び振幅制御デ
ータ信号Ｄ３として出力させ、周波数変調回路２、声紋
付与回路３、振幅変調回路４及び駆動回路５ａを介して
基本周波数信号Ｐ２の周波数で振幅制御データ信号Ｄ３
の示す値の振幅で発音体５ｂを駆動して音を発生させ
る。

以上の様な回路構成において （イ）記憶回路１５の周波数制御データは、第５図の如
くの基本周波数成分ａの周波数の６倍の周波数が周波数
変調回路２の周波数信号Ｐ１から出力される様、個に
標本化して予め記憶されている。

（ロ）記憶回路１５の振幅制御データは、第６図の如く
の振幅が音声信号Ｐ３として出力される様、個に標本
化して予め記憶されている。

（ハ）分周信号₁の周波数は猫声の鳴き声（ニャー
ン）の時間をｔ₁とすると、／ｔ₁の周波数とする。

このように予め定めておき、スイッチ１３を閉じること
により、アドレスカウンタ１４が一周する毎に猫の鳴き
声（ニャーン）を発生することができる。

また、記憶回路１５の周波数制御データ及び振幅制御デ
ータを犬声を標本化したデータに変えるとともに、分周
信号₁を、犬の鳴き声（ワン）の時間をｔ_xとすると
／ｔ₂の周波数に変えることにより、犬の鳴き声が発生
できる。

しかも、記憶回路１５の周波数制御データ及び振幅制御
データは犬声を標本化したデータにして、分周信号₁
を猫声の周波数／ｔ₁にしても、聴感上、猫の鳴き声
として聞かすことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の擬音発生装置は以上のように構成されているの
で、あらかじめ発生する擬音を単純な音であっても複雑
な方法により分析し、データとして記憶しておく必要が
あり、多種類の擬音を発生する為には記憶容量を大きく
しなければならず、また、高価なＤ／Ａ変換器や複雑な
制御回路を必要とするので低コスト化が困難となる。ま
た、音量の異なった擬音を発生させる場合には、夫々の
音量に対応する音圧を示す振幅制御データを記憶させる
か、あるいは別途ボリューム等を用いて音量を制御しな
ければならないなどの問題点を有していた。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、目的とする擬音を簡単な装置構成により得ら
れるようにして低コスト化を達成するとともに、音量も
自動的に制御することができる擬音発生装置を得ること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る擬音発生装置は、複数種の基本周波数を
発生する周波数発生手段と、擬音パターンを構成する周
波数パターン，エンベロープパターン，音量パターンを
記憶する記憶手段と、入力された擬音選択コードにより
選択された上記周波数パターンに対応して上記周波数発
生手段の発生周波数に基づき音声周波数信号を発生する
音声周波数信号発生手段と、上記コードにより選択され
たエンベロープパターンに対応するエンベロープトリガ
信号を発生するエンベロープトリガ信号発生手段と、上
記コードにより選択された音量パターンに対応する音量
制御信号を発生する音量制御信号発生手段と、上記エン
ベロープトリガ信号に基づきエンベロープ波形を発生す
るエンベロープ波形発生手段と、上記音量制御信号に基
づき上記エンベロープ波形の特性値を設定する音量制御
手段と、上記音声周波数信号と上記エンベロープ波形と
に基づき音声を放音する放音手段とを備えたものであ
る。

〔作用〕

この発明における擬音発生装置は、記憶手段に、擬音パ
ターンを周波数パターンとエンベロープパターンと音量
パターンとに分けて記憶し、上記周波数パターンに基づ
き周波数発生手段の発生周波数を組合わせて振幅一定の
音声周波数信号を発生し、この信号を上記エンベロープ
パターンと音量パターンとにより変調して放音する。従
って、夫々数種類の各パターンにより多種類の擬音パタ
ーンが実現でき、小容量の記憶手段と少ない部品点数で
音量も制御された多種類の擬音を発生することができ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において５１は、この発明に係る周波数発生手段Ａ，
記憶手段Ｂ，音声周波数信号発生手段Ｃ，エンベロープ
トリガ信号発生手段Ｄ，音量制御信号発生手段Ｅ等を集
積した信号発生ＩＣ、（５１ａ）は信号発生ＩＣ５１で
発生する信号の種類を選択する為の擬音選択コードを入
力する入力ポート、（５１ｂ）は入力ポート（５１ａ）
に入力されたコードを読み取るタイミングが入力される
同期信号入力ポート、（５１ｃ）は入力ポート（５１
ａ）に入力されたコードに応じた信号が発生中であるこ
とを知らせるＢｕｓｙ信号出力ポート、（５１ｄ）は前
記入力ポート（５１ａ）に入力されたコードにより選択
された擬音パターンに従った音声周波数信号を出力する
周波数出力ポート、（５１ｅ）は前記入力ポート（５１
ａ）に入力されたコードにより選択された擬音パターン
に従ったエンベロープを発生させる為のトリガ信号を出
力するトリガ信号出力ポート、（５１）は同様にして
音量を段階的に変化させるための音量制御信号が出力さ
れる音量制御信号出力ポート，５２はプルアップ抵抗
（５２ａ），バイアス抵抗（５２ｂ），（５２ｃ），ト
ランジスタ（５２ｅ）及び負荷抵抗（５２ｄ）により構
成されたインバータ回路により、前記トリガ信号出力ポ
ート（５１ｅ）の出力を増幅するバッファ回路部、５３
は音量制御信号により音量を制御する音量制御手段とし
て、バッファ回路出力波形を分圧するための分圧抵抗、
５４はバッファ回路５２の出力パルス信号によりエンベ
ロープ波形を発生するエンベロープ波形発生手段として
のエンベロープ回路部で、（５４ａ）はコンデンサ（５
４ｂ）の充電電流が流れるダイオード、（５４ｃ）はコ
ンデンサ（５４ｂ）に充電された電荷を放電させる為の
抵抗、（５４ｄ）はコンデンサ（５４ｂ）の放電電流に
よる電圧降下をエンベロープ電圧信号として取出す為の
抵抗である。５５はトランジスタであり、エンベロープ
回路部５４の出力電圧により、ベースの電圧が高いとき
は抵抗値が低く、ベースの電圧が低い時は抵抗値が高く
なるように構成された可変減衰回路である。５６は結合
コンデンサ（５６ａ），抵抗（５６ｂ），コンデンサ
（５６ｃ）及び抵抗（５６ｄ）により構成されたローパ
スフィルタ回路部、５７は信号発生ＩＣ５１のクロック
発生回路部、５８は信号発生ＩＣ５１のリセット回路
部、５９は擬音を出力させる放音部であり、、アンプ
（５９ａ），スピーカ（５９ｂ）等で構成されており、
この放音部５９と前記可変減衰回路５５ににより本願の
放音手段が実現されている。

次に動作について、以下に示す第２図及び第３図を参照
して説明する。例としてチャイム音を発生する場合につ
いて説明する。なお、第２図において、（ｋ）は入力ポ
ート（５１ａ）に入力されるコード波形、（）は同期
信号入力ポート（５１ｂ）に入力される同期信号波形、
（ｍ）はＢｕｓｙ信号出力ポート（５１ｃ）より出力さ
れるＢｕｓｙ信号波形、（ｎ）は擬音出力波形例であ
る。また、第３図において、（ｏ）はトリガ信号出力ポ
ート（５１ｅ）から出力される例えばチャイム音のエン
ベロープを発生させるためのエンベロープトリガ信号波
形、（ｐ）はバッファ回路部５２により増幅されたエン
ベロープトリガ信号波形，（ｑ）は例えばチャイム音の
音量制御信号波形，（ｒ）はエンベロープ回路部５４に
より発生されたチャイム音のエンベロープ波形、（ｓ）
はチャイム音の周波数パターンに従って組合わされ、周
波数出力ポート（５１ｄ）より出力される音声周波数信
号波形、（ｔ）は可変減衰回路５４によりエンベロープ
が加えられた音声周波数信号波形、（ｕ）はローパスフ
ィルタ回路５５により高周波成分を除去され出力される
チャイム音波形である。

信号発生ＩＣ５１の入力ポート（５１ａ）に第２図の
（ｋ）で示すようなコードデータが入力され、（）に
示すようなタイミングで同期信号入力ポート（５１ｂ）
（以下単にＥＮポートと略す）が‘Ｌ’レベルになる
と、信号発生ＩＣ５１は、ある期間をおいてＥＮポート
（５１ｂ）のレベルをチェックし、‘Ｌ’レベルであれ
ば入力ポート（５１ａ）に入力されたコードに従った周
波数パターンにより、あらかじめ用意された周波数発生
手段を組合わせて得られる音声周波数信号とエンベロー
プパターン及び音量パターンに従った信号がそれぞれ、
周波数出力ポート（５１ｄ），トリガ信号出力ポート
（５１ｅ），音量制御信号出力ポート（５１ｆ）より第
３図に示す（ｓ），（ｏ），（ｑ）のように出力され
る。エンベロープトリガ信号（ｏ）はバッファ回路５２
により極性が反転され、第３図（ｐ）に示すような波形
となる。音量制御信号は（ｑ）に示すように‘Ｈ’レベ
ルであるため、バッファ回路５２の出力電圧は抵抗５３
により分圧されないので、バッファ回路５２の出力電圧
はそのままエンベロープ回路５４に加えられる。エンベ
ロープ回路５４の入力が‘Ｈ’レベル、即ちトランジス
タ（５２ｅ）がＯＦＦになるとコンデンサ（５４ｂ）に
は抵抗（５２ｂ）とダイオード（５４ａ）を介して充電
電流が流れ、コンデンサ（５４ｂ）の端子電圧は第３図
（ｒ）の期間（ｖ）に示すような変化をする。次に、ト
ランジスタ（５２ｅ）がＯＮするとダイオード（５４
ａ）のアノード電圧はほぼ零電圧になり、ダイオード
（５４ａ）はＯＦＦとなってコンデンサ（５４ｂ）への
充電は停止し、コンデンサ（５４ｂ）に蓄えられた電荷
は抵抗（５４ｃ），（５４ｄ）を介して放電され、第３
図（ｒ）の期間（ｗ）に示す放電特性を示す。このよう
にして、エンベロープトリガ信号０のパルス幅によるＣ
Ｒの立上り及び立下り時定数を利用してエンベロープ電
圧（波形）が発生される。また、このとき音量制御信号
（ｑ）の出力が‘Ｌ’レベルの時には、バッファ回路５
２の出力が抵抗５３で分圧されるため、最大電圧値（エ
ンベロープ波形の特性値の一例である波高値）が低いエ
ンベロープ電圧が発生される。このとき、エンベロープ
トリガ信号０と同じタイミングで第３図（ｓ）に示す音
声周波数信号、例えばチャイム音の「ピンポーン」の
「ピン」に相当する周波数の信号が周波数出力ポート
（５１ｄ）に出力され、トランジスタにより構成された
可変減衰回路５５に入力される。このとき、前記エンベ
ロープ電圧（ｒ）が可変減衰回路５５の制御端子、即ち
トランジスタのベースに印加されているので可変減衰回
路５５の減衰量はエンベロープ電圧に従ってエンベロー
プ電圧が低い時は減衰量が多く、エンベロープ電圧が高
い時は減衰量が少なくなるように制御される為、可変減
衰回路５５の出力電圧は第３図（ｔ）の期間（ｖ），
（ｗ）に示すような、振幅がエンベロープ電圧に従って
変化するような出力波形が得られる。なお、音量制御信
号が‘Ｌ’レベルの場合には出力波形のレベルが小さく
なることは前述の通りである。以上の動作はチャイム音
「ピンポーン」の「ポーン」の部分についても同様の動
作が行なわれ、第３図（ｔ）に示す電圧の波形が得ら
れ、この波形はローパスフィルタ５６により高周波成分
が取除かれ、（ｕ）に示す波形となり放音部５９により
音として「ピンポーン」のようなチャイム音が発生され
る。なお、上記実施例ではチャイム音について述べて来
たが、エンベロープパターンや、周波数パターン及び音
量パターンを夫々数種類記憶させておくことにより、そ
れらを組合わせてサイレン音やリンガ音など多種類の擬
音を発生することができる。また、上記各パターンに分
けたことにより、各処理回路が非常に簡単となる。

従って、小容量の記憶手段と少ない部品点数で多種類の
擬音を発生できるとともに、発生音量を、擬音の種類に
応じ、例えばサイレン音の時は音量を大とし、チャイム
音の時は音量を小さくするなどの制御を外部から手を加
えることなく自動的に行なえる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明による擬音発生装置は、
複数種の基本周波数を発生する周波数発生手段と、擬音
パターンを構成する周波数パターン、エンベロープパタ
ーン，音量パターンを記憶する記憶手段と、入力された
擬音選択コードにより選択された上記周波数パターンに
対応して上記周波数発生手段の発生周波数に基づき音声
周波数信号を発生する音声周波数信号発生手段と、上記
コードにより選択されたエンベロープパターンに対応す
るエンベロープトリガ信号を発生するエンベロープトリ
ガ信号発生手段と、上記コードにより選択された音量パ
ターンに対応する音量制御信号を発生する音量制御信号
発生手段と、上記エンベロープトリガ信号に基づきエン
ベロープ波形を発生するエンベロープ波形発生手段と、
上記音量制御信号に基づき上記エンベロープ波形の特性
値を設定する音量制御手段と、上記音声周波数信号と上
記エンベロープ波形とに基づき音声を放音する放音手段
とを備えたことにより、装置の低コスト化を達成するこ
とができるとともに、音量の制御も自動的に行なえると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による擬音発生装置の一実施例を示す
回路図、第２図及び第３図は実施例の作用を説明するた
めの波形図、第４図は従来例を示すブロック図、第５図
ないし第１０図は上記従来例の作用を説明するための波
形図、第１１図は上記第４図を詳細に示すブロック図で
ある。 Ａ……周波数発生手段、Ｂ……記憶手段、Ｃ……音声周
波数信号発生手段、Ｄ……エンベロープトリガ信号発生
手段、Ｅ……音量制御信号発生手段、５１……信号発生
ＩＣ、５３……分圧抵抗（音量制御手段）、５４……エ
ンベロープ回路部（エンベロープ波形発生手段）、５５
……可変減衰回路、５９……放音部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−151199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−81362（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−34397（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−34474（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数種の基本周波数を発生する周波数発生
   手段と、擬音パターンを構成する周波数パターン，エン
   ベロープパターン，音量パターンを記憶する記憶手段
   と、入力された擬音選択コードにより選択された上記周
   波数パターンに対応して上記周波数発生手段の発生周波
   数に基づき音声周波数信号を発生する音声周波数信号発
   生手段と、上記コードにより選択されたエンベロープパ
   ターンに対応するエンベロープトリガ信号を発生するエ
   ンベロープトリガ信号発生手段と、上記コードにより選
   択された音量パターンに対応する音量制御信号を発生す
   る音量制御信号発生手段と、上記エンベロープトリガ信
   号に基づきエンベロープ波形を発生するエンベロープ波
   形発生手段と、上記音量制御信号に基づき上記エンベロ
   ープ波形の特性値を設定する音量制御手段と、上記音声
   周波数信号と上記エンベロープ波形とに基づき音声を放
   音する放音手段とを備えたことを特徴とする擬音発生装
   置。