JPH0740198B2 - 楽音波形発生装置 - Google Patents
楽音波形発生装置Info
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- JPH0740198B2 JPH0740198B2 JP61019845A JP1984586A JPH0740198B2 JP H0740198 B2 JPH0740198 B2 JP H0740198B2 JP 61019845 A JP61019845 A JP 61019845A JP 1984586 A JP1984586 A JP 1984586A JP H0740198 B2 JPH0740198 B2 JP H0740198B2
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- Japan
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- phase angle
- data
- angle data
- circuit
- waveform
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、楽音波形メモリに入力される位相角データを
変更して所望の波形を生成する楽音波形発生装置に関す
る。
変更して所望の波形を生成する楽音波形発生装置に関す
る。
［従来技術とその問題点］ 楽音波形発生装置として、（イ）音色ごとに対応する波
形をメモリに記憶しておき、単純に読み出す方式、
（ロ）基本周波数の正弦波、各高調波成分の正弦波の夫
々にフーリエ係数を乗じて合成波形を生成する方式、等
々が知られている。（イ）の方式では明らかに記憶容量
が犠牲になる。すなわち、異なる音色の数だけの波形を
メモリに確保しなければならない。さらに、波形メモリ
に記憶されている以外の波形を生成することができな
い。一方（ロ）の方式においては、所望の倍音構成の楽
音を得る場合に、倍音成分の数に相当する計算及び正弦
波発生回路を必要とし、装置が大型化する。
形をメモリに記憶しておき、単純に読み出す方式、
（ロ）基本周波数の正弦波、各高調波成分の正弦波の夫
々にフーリエ係数を乗じて合成波形を生成する方式、等
々が知られている。（イ）の方式では明らかに記憶容量
が犠牲になる。すなわち、異なる音色の数だけの波形を
メモリに確保しなければならない。さらに、波形メモリ
に記憶されている以外の波形を生成することができな
い。一方（ロ）の方式においては、所望の倍音構成の楽
音を得る場合に、倍音成分の数に相当する計算及び正弦
波発生回路を必要とし、装置が大型化する。
さらに（イ）、（ロ）いずれの方式もなだらかなスペク
トル包絡を有する種々の波形を生成するのに適していな
い。同一出願人に係る特願昭57-221267（昭和57年12月1
7日出願）にはこの種の波形を生成する装置が示されて
いる。この方式では単一の楽音波形メモリに記憶された
正弦波に対する読出位相角を位相角変更回路により変更
することで、鋸歯状波から正弦波まで変化する種々の波
形を発生させている。しかし、この位相角変更回路は、
位相角データの傾きを切り換える位置を検出するため、
制御データとして切換位置データを位相角データと比較
する比較回路を使用している。さらに、切換位置の前後
で異なる態様により演算を実行する演算回路（割算器を
含む）により最終的な変更位相角データを生成してい
る。このため、位相角変更回路全体の規模が比較的大き
くなってしまうという問題があった。
トル包絡を有する種々の波形を生成するのに適していな
い。同一出願人に係る特願昭57-221267（昭和57年12月1
7日出願）にはこの種の波形を生成する装置が示されて
いる。この方式では単一の楽音波形メモリに記憶された
正弦波に対する読出位相角を位相角変更回路により変更
することで、鋸歯状波から正弦波まで変化する種々の波
形を発生させている。しかし、この位相角変更回路は、
位相角データの傾きを切り換える位置を検出するため、
制御データとして切換位置データを位相角データと比較
する比較回路を使用している。さらに、切換位置の前後
で異なる態様により演算を実行する演算回路（割算器を
含む）により最終的な変更位相角データを生成してい
る。このため、位相角変更回路全体の規模が比較的大き
くなってしまうという問題があった。
［発明の目的］ この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、簡単な構成でなだらかなスペクト
ル包絡を持つ種々の波形を発生する波形発生装置を提供
することにある。
目的とするところは、簡単な構成でなだらかなスペクト
ル包絡を持つ種々の波形を発生する波形発生装置を提供
することにある。
［発明の要点］ この発明は、上記の目的を達成するため、制御データに
応じて位相角データを変更して変更位相角データを生成
し、これを楽音波形メモリのアドレス信号として用いる
ものにおいて、上記制御データを、位相角データを異な
る方向にビットシフトさせる情報として用い、かかるビ
ットシフトにより、変更位相角データの傾斜を規定し、
ビットシフト方向選択手段により変更位相角データとし
て採用する方のビットシフト方向を波形の一周期の途中
の点で切換選択するようにしたことを要点とする。
応じて位相角データを変更して変更位相角データを生成
し、これを楽音波形メモリのアドレス信号として用いる
ものにおいて、上記制御データを、位相角データを異な
る方向にビットシフトさせる情報として用い、かかるビ
ットシフトにより、変更位相角データの傾斜を規定し、
ビットシフト方向選択手段により変更位相角データとし
て採用する方のビットシフト方向を波形の一周期の途中
の点で切換選択するようにしたことを要点とする。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明が適用される電子楽器の全体構成図であ
る。説明の便宜上、モノフォニックとする。鍵盤回路１
は鍵のオン／オフを検出するスイッチをマトリクス状に
配線したものである。この鍵盤回路１の鍵状態はキーア
サイナ２の走査によってモニターされ、新しいキーオン
があると、キーアサイナ２はその鍵のキーコードKC及び
アタック開始信号を発生する。エンベロープ発生回路３
はこのアタック開始信号Ａに応答して、所定のエンベロ
ープ波形Ｅの発生を開始する。一方、位相角発生回路４
は送られてきたキーコードKCに対応する周波数値を発生
し、それを累算することにより一定の割合で変化する位
相角データＸを発生する。位相角変更回路５は本発明の
中心をなす部分で、データ設定回路６からの制御データ
ｋに基づいて位相角データＸの値を変更することによ
り、変更位相角データＸ′を生成するものである。変更
位相角データＸ′は正弦波メモリ７の最終的なアドレス
信号となり、対応する正弦波波形sinX′を発生し、乗算
器８でエンベロープＥと乗算され、楽音波形EsinX′と
なる。サウンドシステム９はデジタルデータである楽音
波形EsinX′をD/A変換し、増幅して放音する。
る。説明の便宜上、モノフォニックとする。鍵盤回路１
は鍵のオン／オフを検出するスイッチをマトリクス状に
配線したものである。この鍵盤回路１の鍵状態はキーア
サイナ２の走査によってモニターされ、新しいキーオン
があると、キーアサイナ２はその鍵のキーコードKC及び
アタック開始信号を発生する。エンベロープ発生回路３
はこのアタック開始信号Ａに応答して、所定のエンベロ
ープ波形Ｅの発生を開始する。一方、位相角発生回路４
は送られてきたキーコードKCに対応する周波数値を発生
し、それを累算することにより一定の割合で変化する位
相角データＸを発生する。位相角変更回路５は本発明の
中心をなす部分で、データ設定回路６からの制御データ
ｋに基づいて位相角データＸの値を変更することによ
り、変更位相角データＸ′を生成するものである。変更
位相角データＸ′は正弦波メモリ７の最終的なアドレス
信号となり、対応する正弦波波形sinX′を発生し、乗算
器８でエンベロープＥと乗算され、楽音波形EsinX′と
なる。サウンドシステム９はデジタルデータである楽音
波形EsinX′をD/A変換し、増幅して放音する。
その後、キーオフされたら、キーアサイナ２はデイケイ
開始信号Ｄを発生し、エンベロープをリリース状態にす
る。リリースが終了すると、エンベロープ発生回路３は
エンベロープ終了信号EFを発生し、キーアサイナ２は発
音終了状態となる。
開始信号Ｄを発生し、エンベロープをリリース状態にす
る。リリースが終了すると、エンベロープ発生回路３は
エンベロープ終了信号EFを発生し、キーアサイナ２は発
音終了状態となる。
次に、本実施例の要部である位相角変更回路５で採用し
ている変更方式の概要を説明する。第２図の（ｇ）は元
の位相角データＸと、最終的に正弦波メモリ７をアクセ
スする変更位相角データＸ′との関係を示している。本
図からわかるように、両者の関係を特徴づける関数はＸ
の値によってその傾きすなわち、Ｘに乗ずるべき乗数が
異なる。いま乗数をα（０Ｘ＜M,N−ＭＸ＜Ｎ）、
β（ＭＸ＜Ｎ−Ｍ）とおくと α＝（N/4）/M β＝（N/4）／（N/2−Ｍ） したがって1/α＋1/β＝２ となる。ただし、Ｎは正弦波メモリ７の１周期２πを表
わし、Ｍは乗数の切換点であり、Ｘ＝ＭのときＸ′＝N/
4となり正弦波メモリ７の正弦波の極大値がアクセスさ
れる（第４図参照）。
ている変更方式の概要を説明する。第２図の（ｇ）は元
の位相角データＸと、最終的に正弦波メモリ７をアクセ
スする変更位相角データＸ′との関係を示している。本
図からわかるように、両者の関係を特徴づける関数はＸ
の値によってその傾きすなわち、Ｘに乗ずるべき乗数が
異なる。いま乗数をα（０Ｘ＜M,N−ＭＸ＜Ｎ）、
β（ＭＸ＜Ｎ−Ｍ）とおくと α＝（N/4）/M β＝（N/4）／（N/2−Ｍ） したがって1/α＋1/β＝２ となる。ただし、Ｎは正弦波メモリ７の１周期２πを表
わし、Ｍは乗数の切換点であり、Ｘ＝ＭのときＸ′＝N/
4となり正弦波メモリ７の正弦波の極大値がアクセスさ
れる（第４図参照）。
例えば、β＝α／2kとおくと、 α＝（2k＋１）/2 β＝（１＋2-k）/2 となる。したがって、位相変更のための乗算はビットシ
フト方式で実行できることになる。
フト方式で実行できることになる。
第２図の（ａ）〜（ｇ）は元の位相角データＸから最終
的な変更位相角データＸ′を生成するための手順を示し
ている。（ａ）に示すX0′はＸより最上位ビットXMSBを
除いたもの、（ｂ）、（ｃ）に示すX1′とX1″はX0′を
適宜反転したもの、（ｄ）に示すX2′はX1′にβを乗じ
たもの、（ｅ）に示すX2″はX1″にαを乗じたものであ
り、（ｆ）に示すX3′はX2″とX2′を、 として連結したものである。（ｇ）に示す最終的な変更
位相角データＸ′は（ｆ）に示すX3′を用いて、 として得たものである。
的な変更位相角データＸ′を生成するための手順を示し
ている。（ａ）に示すX0′はＸより最上位ビットXMSBを
除いたもの、（ｂ）、（ｃ）に示すX1′とX1″はX0′を
適宜反転したもの、（ｄ）に示すX2′はX1′にβを乗じ
たもの、（ｅ）に示すX2″はX1″にαを乗じたものであ
り、（ｆ）に示すX3′はX2″とX2′を、 として連結したものである。（ｇ）に示す最終的な変更
位相角データＸ′は（ｆ）に示すX3′を用いて、 として得たものである。
第２図で説明した処理を実行する回路例を第３図に示
す。位相角発生回路４より送られてくる原位相データＸ
は、その最上位ビットXMSBにより反転制御入力Ｒが１の
とき出力が反転する反転回路11、14によって反転され
る。すなわち、反転回路11ではインバータ10により反転
制御入力Ｒに が加わるのでXMSB＝０のとき反転，XMSB＝１のとき非反
転となる。一方、反転回路14ではXMSB＝０のとき非反
転、XMSB＝１のとき反転となる。したがって反転回路11
と14の出力は、夫々、第４図の（ｂ）と（ｃ）に示す
X1′とX1″に対応する。各反転回路11、14としては反転
時に２の補数を出力するものが制度上は好ましいが、近
似として１の補数を生成する非他的論理和群（EX-OR
群）を採用してもよい。左シフト回路12と加算器13は上
述の乗数βを制御入力S0〜S2（ｋに相当する２進デー
タ）に応じてX1′に乗ずるもので、加算器13の入力は左
シフト（1/2倍）されて入力されるようになっており、 X2′＝βX1′ ＝2-1(2-kX1′＋X1′） （ただし、ｋ＝０〜７） を実行する。
す。位相角発生回路４より送られてくる原位相データＸ
は、その最上位ビットXMSBにより反転制御入力Ｒが１の
とき出力が反転する反転回路11、14によって反転され
る。すなわち、反転回路11ではインバータ10により反転
制御入力Ｒに が加わるのでXMSB＝０のとき反転，XMSB＝１のとき非反
転となる。一方、反転回路14ではXMSB＝０のとき非反
転、XMSB＝１のとき反転となる。したがって反転回路11
と14の出力は、夫々、第４図の（ｂ）と（ｃ）に示す
X1′とX1″に対応する。各反転回路11、14としては反転
時に２の補数を出力するものが制度上は好ましいが、近
似として１の補数を生成する非他的論理和群（EX-OR
群）を採用してもよい。左シフト回路12と加算器13は上
述の乗数βを制御入力S0〜S2（ｋに相当する２進デー
タ）に応じてX1′に乗ずるもので、加算器13の入力は左
シフト（1/2倍）されて入力されるようになっており、 X2′＝βX1′ ＝2-1(2-kX1′＋X1′） （ただし、ｋ＝０〜７） を実行する。
同様にして、右シフト回路15と加算器16は上述の乗算α
をX1″に乗ずるもので、 X2″＝αX1″ ＝2-1(2kX1″＋X1″） を実行する。
をX1″に乗ずるもので、 X2″＝αX1″ ＝2-1(2kX1″＋X1″） を実行する。
選択回路17は第２図（ｆ）に示すX3′を生成するもの
で、加算器13、16の出力X2′とX2″の一方を選択するた
め、加算器13がキャリイアウトCOを出力するとき、すな
わち第２図（ｄ）でX2′N/4のときだけ、X2″を選択
し、それ以外のときはX2′を選択する。
で、加算器13、16の出力X2′とX2″の一方を選択するた
め、加算器13がキャリイアウトCOを出力するとき、すな
わち第２図（ｄ）でX2′N/4のときだけ、X2″を選択
し、それ以外のときはX2′を選択する。
反転回路18は反転回路11、14と同様に、反転制御入力Ｒ
が１のとき反転するもので、 とキャリイアウトCOと結合するEX-ORゲート19により、
第２図の（ｆ）に示すX3′の傾きの極性が全て正となる
ようにX3′を反転させる。すなわち、 （イ）Ｘ＝０〜ＭのときはXMSB＝０、CO＝１であるから
X3′を非反転、 （ロ）Ｘ＝Ｍ〜N/2のときはXMSB＝０、CO＝１であるか
らX3′を反転、 （ハ）Ｘ＝N/2〜Ｎ−ＭのときはXMSB＝１、CO＝０であ
るからX3′を非反転、 （ニ）Ｘ＝Ｎ−Ｍ〜ＮのときはXMSB＝１、CO＝１である
からX3′を反転させる。
が１のとき反転するもので、 とキャリイアウトCOと結合するEX-ORゲート19により、
第２図の（ｆ）に示すX3′の傾きの極性が全て正となる
ようにX3′を反転させる。すなわち、 （イ）Ｘ＝０〜ＭのときはXMSB＝０、CO＝１であるから
X3′を非反転、 （ロ）Ｘ＝Ｍ〜N/2のときはXMSB＝０、CO＝１であるか
らX3′を反転、 （ハ）Ｘ＝N/2〜Ｎ−ＭのときはXMSB＝１、CO＝０であ
るからX3′を非反転、 （ニ）Ｘ＝Ｎ−Ｍ〜ＮのときはXMSB＝１、CO＝１である
からX3′を反転させる。
さらに、この反転回路18の出力に上記ビットとしてEX-O
Rゲートの出力とXMSBを加えることにより第２図（ｇ）
に示すＸ′すなわち変更位相データが得られる。
Rゲートの出力とXMSBを加えることにより第２図（ｇ）
に示すＸ′すなわち変更位相データが得られる。
第４図と第５図は種々のｋの値に対する位相角変更回路
５の出力Ｘ′で正弦波メモリ７をアクセスした場合に発
生する波形とそのスペクトルを示したものである。ｋ＝
０〜７の値を増すにつれ、スペクトルが徐々に鋸歯状波
的に増えていくのがわかる。
５の出力Ｘ′で正弦波メモリ７をアクセスした場合に発
生する波形とそのスペクトルを示したものである。ｋ＝
０〜７の値を増すにつれ、スペクトルが徐々に鋸歯状波
的に増えていくのがわかる。
上記実施例によれば、擦弦楽器等に特有の音色を容易に
発生させることができる。また、制御データの値ｋを時
間変化させることにより、微妙に音色の変化する楽音を
生成できる。さらに、本実施例による楽音発生回路を複
数設け互いに周波数や位相変更の度合をわずかに異なら
して駆動すれば（時分割方式でもよい）、厚みのある音
を容易に生成することができる。
発生させることができる。また、制御データの値ｋを時
間変化させることにより、微妙に音色の変化する楽音を
生成できる。さらに、本実施例による楽音発生回路を複
数設け互いに周波数や位相変更の度合をわずかに異なら
して駆動すれば（時分割方式でもよい）、厚みのある音
を容易に生成することができる。
［変形例］ 本発明は上記実施例に限定されず種々の変形、変更が可
能である。例えば、上記実施例では波形メモリに格納さ
れた一周期分の正弦波をアクセスしているが、半周期分
あるいは1/4周期分の正弦波から上述したような波形を
生成することも容易な変更の範囲内で実現できる。ま
た、上記実施例では２つの異なる乗数を使用している
が、さらに多くの乗数を切り換えて変更位相角データを
生成してもよい。さらに上記実施例では乗数の切換を変
更位相角データが波形の極大、極小値を指示する位置で
行っているが、別の位置で切り換えてもよい。
能である。例えば、上記実施例では波形メモリに格納さ
れた一周期分の正弦波をアクセスしているが、半周期分
あるいは1/4周期分の正弦波から上述したような波形を
生成することも容易な変更の範囲内で実現できる。ま
た、上記実施例では２つの異なる乗数を使用している
が、さらに多くの乗数を切り換えて変更位相角データを
生成してもよい。さらに上記実施例では乗数の切換を変
更位相角データが波形の極大、極小値を指示する位置で
行っているが、別の位置で切り換えてもよい。
［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば制御データと異な
る方法のビットシフト信号として用い、出力として採択
するビットシフト方向を選択しているので構成が簡単で
あり、しかもスペクトルが徐々に変化する波形を生成す
ることができる。
る方法のビットシフト信号として用い、出力として採択
するビットシフト方向を選択しているので構成が簡単で
あり、しかもスペクトルが徐々に変化する波形を生成す
ることができる。
第１図は本発明が適用される電子楽器の全体構成図、第
２図は本実施例に基づく波形生成の方式を説明するため
の図、第３図は本実施例の要部である位相変更回路の構
成例を示す図、第４図は本実施例により生成される種々
の波形図、第５図は本実施例により生成される種々の波
形のスペクトル図である。 ４……位相角発生回路、５……位相角変更回路、６……
データ設定回路、７……正弦波メモリ、12……左シフト
回路、15……右シフト回路、17……選択回路。
２図は本実施例に基づく波形生成の方式を説明するため
の図、第３図は本実施例の要部である位相変更回路の構
成例を示す図、第４図は本実施例により生成される種々
の波形図、第５図は本実施例により生成される種々の波
形のスペクトル図である。 ４……位相角発生回路、５……位相角変更回路、６……
データ設定回路、７……正弦波メモリ、12……左シフト
回路、15……右シフト回路、17……選択回路。
Claims (1)
- 【請求項１】指定された周波数で変化する位相角データ
を発生する位相角発生手段と、 上記位相角データを変更するための制御データを発生す
るデータ設定手段と、 上記制御データに応じて上記位相角データの傾斜を変更
し変更位相角データを出力する位相角変更手段と、 上記位相角変更手段の出力によりアドレス指定される楽
音波形メモリとを備え、 上記位相角変更手段が、上記制御データに基づいて上記
位相角データを異なる方向にビットシフトするシフト手
段と、このシフト手段による上記位相角データのビット
シフトの方向を波形の一周期の途中の点で切換選択する
ビットシフト方向選択手段とを有することを特徴とする
楽音波形発生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61019845A JPH0740198B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 楽音波形発生装置 |
| DE8787100845T DE3778401D1 (de) | 1986-01-31 | 1987-01-22 | Wellenformerzeuger fuer ein elektronisches musikinstrument. |
| EP87100845A EP0235538B1 (en) | 1986-01-31 | 1987-01-22 | Waveform generator for electronic musical instrument |
| US07/294,901 US5038661A (en) | 1986-01-31 | 1989-01-05 | Waveform generator for electronic musical instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61019845A JPH0740198B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 楽音波形発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62178298A JPS62178298A (ja) | 1987-08-05 |
| JPH0740198B2 true JPH0740198B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=12010590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61019845A Expired - Lifetime JPH0740198B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 楽音波形発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740198B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02181797A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-16 | Yamaha Corp | 楽音信号合成装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5865492A (ja) * | 1981-10-15 | 1983-04-19 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP61019845A patent/JPH0740198B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5865492A (ja) * | 1981-10-15 | 1983-04-19 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62178298A (ja) | 1987-08-05 |
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