JPH0782341B2 - 電子楽器 - Google Patents

電子楽器

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JPH0782341B2
JPH0782341B2 JP61236862A JP23686286A JPH0782341B2 JP H0782341 B2 JPH0782341 B2 JP H0782341B2 JP 61236862 A JP61236862 A JP 61236862A JP 23686286 A JP23686286 A JP 23686286A JP H0782341 B2 JPH0782341 B2 JP H0782341B2
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    • G10HELECTROPHONIC 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
    • G10H1/00Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/02Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、楽音の波形演算機能とエンベロープを付加す
る機能とを同一演算手段により得るようにした電子楽器
に関するものである。
〔従来の技術と問題点〕
従来、電子楽器の主要な機能として、エンベロープ回路
と波形演算回路が考えられるが、ハードウエアの構成上
全く独立した回路として分離されていた。このため両回
路を合せた規模は非常に大きなものとなり、大規模集積
回路(LSI)化,とくに1チツプ化するのに不適当であ
るという問題点があつた。
本発明者は、上記問題点を解決するため、上述の波形演
算回路やエンベロープ回路の機能を後述するように、同
一の一般式A=B±C×Dで表わしうることに着目し、
同じ演算ルーチンを制御することにより、異なる機能を
実現しLSI化とくに1チツプ化に好適な回路構成を得る
ことを考えた。
本発明の目的は、楽音の波形を演算する機能とエンベロ
ープを付加する機能とを同一の演算手順に従い演算でき
る回路方式を用いた電子楽器を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的を達成するため、本発明の電子楽器は、入力デ
ータCと入力データDとを乗算し出力データEを得る乗
算手段と、 該出力データEと入力データBとを加算(減算)し出力
データを得る加算手段と、 該出力データAを一時記憶し後で読出される記憶手段
と、 少なくとも該出力データAと波形データとエンベロープ
係数データを入力し、前記B,C,Dの入力データとして選
択的に振分けて出力する選択手段と、 1ステップの演算毎に、前記選択手段により前記乗算手
段と前記加算手段の入力データを任意に選択してA=B
±C×Dなる演算を時分割で作動するよう制御し、少な
くとも低速のエンベロープ波形に関する演算と高速の楽
音波形に関する演算を時分割的に実行するように制御す
るための演算制御手段を具備し、 2つ以上の機能と処理速度の異なる演算を同一の演算手
段により行うことを特徴とするものである。
〔作用〕
上記構成により、エンベロープ波形を楽音波形の演算
等,機能の異なる演算を同一の演算手段で処理できるか
ら、回路方式は格段に簡単化さ、1チツプのLSI化が容
易に実現できる。
〔実施例〕
第1図は本発明の基本的ブロツク図である。波形データ
(例えば波形メモリより読出されるデータ)と、エンベ
ロープ係数データ(エンベロープレベル係数やエンベロ
ープスピード係数データ等)と、RAMやラツチで構成さ
れるレジスタ105の出力データがセレクタ101に入力され
る。これらのデータは演算制御回路102により、演算形
式により適当に選択的に振り分けられて乗算器103のC,D
入力と加減算器104のB入力に任意に入力することが可
能である。また、乗算器103のCとDの乗算結果出力E
は加減算器104のE入力となり、加減算器104はBとE=
C×Dとの加減算の結果Aを出力し、レジスタ105に一
時記憶するよう制御される。レジスタ105の出力はセレ
クタ101の入力に帰還されるとともに、DA変換器106にも
出力され楽音波形がアナログ出力される。
このようにして、A=B±C×Dなる演算が演算サイク
ル1ステツプ毎に実行される。
以下手順の異なる従来回路例(I),(II),(III)
が第1図の本発明の実施例に適用されることを示す。
第2図はエンベロープ波形を演算するための従来の回路
例(I)のブロツク図である。この回路は、巡回形一次
デイジタルフイルタを構成しており、エンベロープレベ
ル係数データ(Step)に対し、エンベロープスピード係
数データ(Speed)で決定される速さで追従するように
動作し、アナログのCR特性を実現するものである。
演算式は Env=Env+(Step−Env)×Speed… (1) の差分方程式で表わされる。
まず、エンベロープレベル係数データ(Step)は、減算
器201に入力し、一時刻前のエンベロープデータ(Env)
を記憶するレジスタ204から読出されるエンベロープ波
形データとの差がとられ(Step−Env)が演算される。
次にこの出力は乗算器202に入力され、他方にエンベロ
ープスピード係数データ(Speed)が入力され、(Step
−Env)×Speedが減算される。次にこの出力は加算器20
3に入力され、レジスタ204から出力されるエンベロープ
波形データと加算されて、Env+(Spep−Env)×Speed
が演算される。この出力は次の時刻に読出されるよう
に、レジスタ204に記憶される。以上の回路によりエン
ベロープを発生するためには、2個の加算器と1個の乗
算器が必要となる。
次に、本発明によるエンベロープ波形の演算方法につい
て説明する。
まず、上記式(1)は次のように展開される。
A1=Env−Env×Speed… (2) Env=A1+Step×Speed… (3) この(2)(3)の式から明らかなように、各ステツプ
の各項は第1図で構成されるA=B±C×Dの各項に対
応するから、本発明によりA=B±C×Dなる演算を使
用し、2ステツプの演算により同様のエンベロープ波形
を発生することが可能となる。
第3図は、波形データにエンベロープ波形を乗算し、楽
音波形を形成するための従来の代表的回路例(II)のブ
ロツク図である。
この回路においては、複数の音(例えば16音)を発生す
ることを前提としている。
波形データは、16音が時分割で乗算器301に入力され
る。一方、エンベロープ波形発生器302は、エンベロー
プ係数データを受け、波形データに同期して16音分のエ
ンベロープ波形を時分割で出力し乗算器301に入力され
る。
以上エンベロープ波形発生器は第2図で示される回路に
よつても実現される。
この出力は、16音分を累算器303で累算した後、DA変換
器304に出力される。これは、DA変換器の動作速度を低
下させるために用いられる。
以上を式で表わすと A1=A1+Wave×Env… (4) となる。16音の最初(初期値)ではA1は“0"である。
上記式(4)はそのままでA=B±C×Dの各項に対応
するから、本発明によれば、A=B±C×Dなる演算に
より容易に実現できることは明らかである。
第4図は、異なる波形によりAM変調を加えた時の、回路
規模を考慮しない場合の具体的回路例(III)のブロツ
ク図である。
AM変調は、ある波形に対して、別の波形を乗算すること
により実現される。
この例の場合 F=Wave1×(Env1×Wave2×Env2)… (5) なる式で示されるように、波形(2)により波形(1)
が変調される。
エンベロープはその変調の深さを制御するために用いら
れる。
波形データ(2)は乗算器404に入力し、エンベロープ
波形発生器405の出力と乗算器404で乗算され、Wave2×E
nv2が演算される。この出力は、加算器402において、エ
ンベロープ波形発生器403の出力と加算され、波形デー
タ(1)に対し乗算器401により変調が加えられ、Wave1
×(Env1+Wave2×Env2)が演算される。また、以上の
演算は複音に対して時分割的に動作するものである。こ
のため、累算器406により1サンプル点の楽音データが
累算された後、D/A変換器407によりアナログ出力され
る。
以上の演算回路を本発明により実現した場合、 A1=Env1+Wave2×Env2… (6) F=A1+Wave1×A1… (7) この(6)(7)の式のように式(5)は展開され、第
1図で構成されるA=B±C×Dの各項に対応するか
ら、本発明によりA=B±C×Dなる演算を使用し、2
ステツプの演算により同様の効果を得ることが可能であ
る。
このように本発明による回路構成と演算制御を行なうこ
とにより乗算器と加(減)算器の構成のみで時分割的に
動作し、異なる機能を同じ演算回路で実現することが可
能となる。
つまり、以上説明した回路を従来の回路構成で行なえ
ば、第2,3,4図をたした回路規模となり、高速性は実現
できるもののLSI化に対し1チツプ化は困難となる。
また、処理においても、波形データの処理は、例えばサ
ンプリング周波数を50KHz,チヤンネル数を16chとした場
合、800KHzの処理速度が要求されるが、エンベロープ波
形の処理に対してはサンプリング周波数が8KHz程度で良
いとされている。このため128KHzの処理で良いこととな
る。このことはエンベロープ回路は遅い処理となり、演
算規模に対する効率が悪くなることを示している。
本発明によれば、その演算ステツプを間引きすることに
より効率の良い演算が行なえる。つまり、回路規模はそ
の演算種類によるものではなく、演算回数のみに限定さ
れる。
以上述べたように本発明は第2,3,4図に例示したように
エンベロープ波形と波形データの処理のごとく異なる機
能であつても、そのまままたは複数ステツプに展開して
各ステツプの式の各項がA=B±C×Dの各項に対応で
きるならば、本発明を有効に適用することができる。従
って前記例示の回路の演算のみに限定するものではな
く、これらと類似の回路例えばデイジタルフイルタ(特
開昭53−70812号参照)やデイジタルリバーブ等の処理
も本発明を適用して行なうことが可能であることは明ら
かである。
第5図は本発明の他の実施例のブロツク図である。
第1図で説明したように、乗算器を通常のリニア(固定
小数点)で行なう場合、そのビツト数により大きなもの
となつてしまう。このため、リニア値Xを指数部P、仮
数部Mの浮動小数点で表わし(X=2-P×M)仮数部は
乗算部、指数部は加算器で構成するようにする。すなわ
ち、第1図の乗算器103に代りフローテイング乗算器501
を使用する。このデータは、Fl→Fix変換器502により固
定小数点に変換される。
また、レジスタ105の出力(固定小数点)は、Fix→Fl変
換器503により浮動小数点に変換される。他の部分の動
作は第1図の実施例と同様である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、電子楽器の主要
の機能である少くともエンベロープ回路と波形演算回路
に対し、同一の一般式A=B±C×Dを用い、同一の演
算ルーチンで演算できるから、回路方式が格段に簡単化
され、これらの回路を1チツプのLSIにまとめることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例回路、第2図,第3図,第4図
はそれぞれ適用する従来回路例(I),(II),(II
I)、第5図は本発明の他の実施例回路であり、図中、1
01はセレクタ、102は演算制御回路、103は乗算器、104
は加減算器、105はレジスタ、106はD/A変換器、501はフ
ローテイング乗算器、502はFl→Fix変換器、503はFix→
Fl変換器を示す。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力データCと入力データDとを乗算し出
    力データEを得る乗算手段と、該出力データEと入力デ
    ータBとを加算(減算)し出力データAを得る加算手段
    と、 該出力データAを一時記憶し後で読出される記憶手段
    と、 少なくとも該出力データAと波形データとエンベロープ
    係数データを入力し、前記B,C,Dの入力データとして選
    択的に振分けて出力する選択手段と、 1ステップの演算毎に、前記選択手段により前記乗算手
    段と前記加算手段の入力データを任意に選択してA=B
    ±C×Dなる演算を時分割で作動するよう制御し、少な
    くとも低速のエンベロープ波形に関する演算と高速の楽
    音波形に関する演算を時分割的に実行するように制御す
    るための演算制御手段を具備し、 2つ以上の機能と処理速度の異なる演算を同一の演算手
    段により行うことを特徴とする電子楽器。
  2. 【請求項2】前記選択手段の入力データが、 1.A1=Env−Env×Step 2.Env=A1+Step+Speed (Step:エンベロープレベル係数データ) (Speed:エンペロープスピード係数データ) の2ステップで時分割的に制御されることにより、各ス
    テップの式の各項を前記A=B±C×Dの各項に対応さ
    せてエンベロープ波形(Env)を演算することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の電子楽器。
  3. 【請求項3】前記選択手段の入力データが、 A1=A1+Wave×Env (Wave:波形データ) の1ステップで制御されることにより、該ステップの式
    の各項を前記A=B±C×Dの各項に対応させてエンベ
    ロープの付加された楽音波形を形成し、複音が累算され
    1サンプル点の楽音を演算させることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の電子楽器。
  4. 【請求項4】前記選択手段の入力データが、 1.A1=Env1+Wave2×Env2 2.A1=A1+Wave1×A1 (Wave1,2:異なる波形データ) (Env1,2:異なるエンベロープ波形データ) の2ステップで時分割的に制御されることにより、各ス
    テップの式の各項を前記A=B±C×Dの各項に対応さ
    せて異なる波形によりAM変調された楽音波形を演算する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子楽
    器。
  5. 【請求項5】前記乗算手段が、指数部Pと仮数部Mの浮
    動小数点2-P×Mなる入力データC,Dを乗算する浮動小数
    点乗算器と、該出力を固定小数点データEに変換する固
    定小数点変換器より成ることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の電子楽器。
  6. 【請求項6】前記記憶手段から出力されるデータAを、
    浮動小数点に変換するための浮動小数点変換器を含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子楽器。
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