JPH0782341B2 - 電子楽器 - Google Patents
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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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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC 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
- G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
- G10H1/02—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
- G10H1/04—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC 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
- G10H7/00—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
- G10H7/08—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform
- G10H7/12—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform by means of a recursive algorithm using one or more sets of parameters stored in a memory and the calculated amplitudes of one or more preceding sample points
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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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61236862A JPH0782341B2 (ja) | 1986-10-04 | 1986-10-04 | 電子楽器 |
US07/102,408 US4840099A (en) | 1986-10-04 | 1987-09-29 | Electronic musical instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61236862A JPH0782341B2 (ja) | 1986-10-04 | 1986-10-04 | 電子楽器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6391697A JPS6391697A (ja) | 1988-04-22 |
JPH0782341B2 true JPH0782341B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=17006898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61236862A Expired - Fee Related JPH0782341B2 (ja) | 1986-10-04 | 1986-10-04 | 電子楽器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4840099A (ja) |
JP (1) | JPH0782341B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2599193B2 (ja) * | 1989-01-26 | 1997-04-09 | 株式会社河合楽器製作所 | 楽音情報表現方法及び楽音情報表現装置 |
JP2699570B2 (ja) * | 1989-09-01 | 1998-01-19 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
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