JPH096342A - デジタルエフェクト装置 - Google Patents

デジタルエフェクト装置

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JPH096342A
JPH096342A JP8033409A JP3340996A JPH096342A JP H096342 A JPH096342 A JP H096342A JP 8033409 A JP8033409 A JP 8033409A JP 3340996 A JP3340996 A JP 3340996A JP H096342 A JPH096342 A JP H096342A
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Kotaro Hanzawa
耕太郎 半沢
Shigenori Morikawa
重則 森川
Toshihisa Nakamura
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力される原波形信号と比べて出力波形の形
態がかなり相違するようなエフェクトを付与することが
できるデジタルエフェクト装置を実現する。 【解決手段】 入力された波形信号は、発音制御部8に
よりひとつの時分割処理チャンネル時間のタイミングで
波形メモリ7に書込まれ、さらにこの書込まれた波形信
号は他の少なくとも2つの時分割処理チャンネル時間の
タイミングにおいて波形メモリから読出される。このと
きの読出しあるいは書込みのレートは、少なくとも1つ
の時分割処理チャンネル時間のタイミングのみ他の2つ
の時分割処理チャンネル時間のタイミングのレートと異
なる。そして、読出し処理を行っている時分割処理チャ
ンネル時間の各タイミングから読出された波形信号を出
力するか否かが制御される。これら各タイミングでの読
出し・書込み処理の選択、レート及び出力の可否は、C
PU4によって制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、入力される信号
に種々のエフェクトを付与して出力するデジタルエフェ
クト装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より楽器音に対し種々のエフェクト
(効果)を付与して、原音とはかなり相違する音響を得
るようにした所謂エフェクターが種々開発されている
が、これらは、BBD等の素子を用いるものが多く、S
/N比が悪いなどの欠点があった。また近年では、こう
したアナログ素子を用いずにデジタル素子を用いてエフ
ェクトを付与する、いわゆるデジタルエフェクト装置が
開発されている。
【0003】例えば特開昭60−10908号に示すよ
うに、デジタルメモリに波形信号を書込、所定時間遅延
させてこの書き込まれた波形信号を読出すようにするこ
とにより、所謂ディレイ効果を付与したり、あるいは特
開昭58−18693号に示すように、入力する波形信
号をデジタルメモリに書込み、この書き込まれた波形信
号を異なる遅延時間を持たせて複数出力するとともに、
この各出力波形信号を夫々異なる値で重み付けして出力
することにより、所謂リバーブ効果を付与するものなど
が提案されている。
【0004】しかしながら、これらはいずれも入力され
る波形信号を遅延して出力するかあるいは出力する波形
信号のレベルを可変する処理を行うのみであり、出力さ
れる波形は極めて単調であった。
【0005】また、特開昭58−108583号では、
デジタルメモリに書込まれた波形信号を読み出す際、こ
の読み出しアドレスを所望の変調効果に対応して時間変
化させることにより、出力される信号に所謂ビブラー
ト、コーラス、アンサンブル等の変調効果を付与するこ
とが提案されている。しかしながらこの構成において
も、出力される波形信号は入力される波形信号と比べて
位相又は周波数が微妙に変動するだけであり、入力され
る原波形信号と比べて出力波形の形態がかなり相違する
ようなエフェクトを付与することができなかった。
【0006】さらに、出力する波形信号の周波数を入力
される波形信号の周波数と異ならせる所謂ピッチシフト
の効果の効果を付与するために、デジタルメモリに入力
される波形信号を書き込むレートと、この書込まれた波
形信号を読み出すレートとを異ならせることも提案され
ている。このような構成では、単に入力された波形信号
の周波数と異なる周波数の波形信号が出力されるだけで
あり、やはり極めて単調であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来提案
されているデジタルエフェクト装置においては、入力さ
れる原波形信号に対して出力される波形信号の周波数等
を異ならせるだけであり、出力される波形信号の周波数
を自由に切換えたり、あるいは複数の異なる周波数の波
形信号を混合して出力したりすることにより、入力され
る原波形信号と比べて出力波形の形態がかなり相違する
ようなエフェクトを付与することができなかった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
みて為されたものであり、波形信号を記憶可能な波形メ
モリ手段と、この波形メモリ手段に対して複数の時分割
処理チャンネル時間毎に読出し・書込処理を行う読出し
書込み手段と、この読出し書込み手段の1つの時分割処
理チャンネル時間のタイミングにより入力される波形信
号を所望のレートで上記波形メモリ手段に書込ませ、更
にこの波形メモリ手段に書込んだ上記波形信号を上記読
出し書込み手段の少なくとも2つの時分割処理チャンネ
ル時間のタイミングにより所望のレートで読み出させる
ように上記読出し書込み手段を制御する読出し書込み手
段と、この読出し書込み制御手段にて制御される少なく
とも1つの時分割処理チャンネル時間のタイミングにお
ける読み出しあるいは書込みのレートを他の時分割処理
チャンネル時間のタイミングにおけるレートとは異なら
せるレート制御手段と、上記波形メモリ手段から上記読
出し書込み手段の時分割処理チャンネル時間のタイミン
グにて読み出された波形信号のうち、各タイミングで読
出された波形信号を出力するか否かを制御する出力制御
手段と、を具備したことを要点とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態である
デジタルエフェクト装置を、外音信号PCM(Pulse Co
ded Modulation)などの変調を行ってデジタル記憶し、
それをキーボード楽器の音源信号として用いることので
きる所謂サンプリング機能を有する電子楽器を用いて構
成した装置を実施例として図面を参照して説明する。
【0010】図1は、本実施例の回路構成を示し、入力
信号(IN)は、入力アンプ1にて適宜増幅された後、
アナログ加算回路2に供給され、フイルター3に供給さ
れて不要な高域成分を適当に除去された後、サンプル・
ホールド回路(S/H)5にて適当なサンプリング周波
数で、サンプリングされ、A/D変換器6に供給され
る。A/D変換変換器6では、入力するアナログ信号を
対応するデジタル信号に変換し、発音制御部8に供給す
る。
【0011】この発音制御部8は、例えば4つの波形読
出・書込チヤンネルを備え、夫々独立的に波形メモリ7
に対する波形信号の書込みまたは読出しができる。
【0012】この発音制御部8は、マイクロコンピュー
タ等からなるCPU9からの制御に基づき動作するよう
になっており、その詳細は後述するが、この発音制御部
8の4つの波形読出・書込チヤンネルに対応して時分割
的に最大4音に対応するデジタル信号が、波形メモリ7
から読出されて、D/A変換器10に時分割的に印加さ
れ、しかる後、サンプル・ホールド回路(S/H)11
a〜11dに供給される。
【0013】このサンプル・ホールド回路11a〜11
dは、後述するようなタイミング信号t1 〜t4 によっ
て、各時分割処理チヤンネル時間毎に、サンプリング動
作を行う。
【0014】そして、このサンプル・ホールド回路11
a〜11dにホールドされた電圧信号は、VCF(電圧
制御型フイルタ)12a〜12dに、対応して供給され
る。この夫々のVCF12a〜12dには、後述する電
圧信号FCV1〜FCV4が供給され、この電圧信号F
CV1〜FCV4に従って、夫々独立的にフイルタリン
グ処理がなされる。
【0015】そして、このVCF12a〜12dはVC
A(電圧制御型増幅器)13a〜13dへフイルタリン
グ後のアナログ波形信号を送出する。
【0016】このVCA13a〜13dは、供給される
制御電圧信号ACV1〜ACV4により独立的にその増
幅率が制御され、VCF12a〜12dより供給される
波形信号に対する出力レベル、あるいは音量エンベロー
プが決定される。
【0017】そして、このVCA13a〜13dの出力
信号は夫々各チヤンネルの出力OUT1〜OUT4とし
て、外部に送出され、適宜増幅された後音響信号として
放音されることになる。また、このVCA13a〜13
dの出力は、アナログ加算回路14に供給され、ミック
スされて、ミックス出力OUTMIXとして、外部にと
り出すことも可能となっている。
【0018】また、上述した第4チヤンネルに対応する
VCF12dの出力と、アナログ加算回路14の出力と
は、上述したCPU9からの制御信号に従って切換動作
をするアナログスイツチ15に供給される。
【0019】このアナログスイツチ15は、VCF12
dの出力と、アナログ加算回路14の出力とを選択し
て、VCA(電圧制御型増幅器)16に供給する。
【0020】VCA16では、供給される制御電圧信号
ACV0に応じて増幅し、上述したアナログ加算回路2
にフィードバックして供給するようになる。
【0021】従って、入力アンプ1を介して供給される
外音信号と、波形メモリ7を読出して得られる波形信号
とをこのアナログ加算回路2にて混合して、再度、波形
メモリ7に供給することができ、いわゆるオーバーダビ
ング機能を本実施例では実現することが可能となる。な
お、オーバーダビングをしないときは、VCA16に対
する電圧制御信号ACV0をゼロレベルに設定する。
【0022】図中符号4は、演奏鍵や各種制御スイッチ
を有するキーボードと、各種状態表示を行う液晶表示パ
ネル等とからなるキーボード・表示部であって、CPU
9とこのキーボード・表示部4とはデータの授受を行
う。
【0023】また、このCPU9は、ソフト処理によっ
て、上述した各制御信号FCV1〜FCV4,ACV1
〜ACV4,ACV0(以下総称して制御信号CVとす
る。)を、発生するためにデジタル信号をD/A変換器
群17に供給し、夫々の電圧信号に変換せしめる。
【0024】このD/A変換器群17は、制御信号CV
の個数に対応する個数のD/A変換器を有していてもよ
く、あるいは、ひとつのD/A変換器を時分割的に使用
し、サンプル・ホールド回路と組合せて、必要な個数の
制御信号CVを得てもよい。
【0025】次に、発音制御部8の詳細回路構成を図2
を用いて説明する。A/D変換器6から供給されるデジ
タル信号は、ゲート81を介して、波形メモリ7に供給
されるほか、ゲート82を介してD/A変換器10へ送
出される。
【0026】上述のゲート81に対しては、CPU9が
発生する制御指令に基づき、この発音制御部8内部の図
示しない制御回路から発生するリードライト信号R/W
が供給されて、開閉制御がなされる。
【0027】即ち、波形メモリ7に波形信号を書込む場
合はこのゲート81は開成され、波形メモリ7から波形
信号を読出す場合は、このゲート81は閉成される。
【0028】また、上記ゲート82には、制御回路から
の制御信号に基づき開閉信号発生装置83からのゲート
信号Gateが与えられ、上記ゲート81を介して供給
されるデジタル信号を出力する場合、もしくは波形メモ
リ7から読出されたデジタル信号を出力する場合に限
り、このゲート82は開成され、その他の場合は、この
ゲート82は閉成されて、その出力はゼロレベルに設定
される。
【0029】図2中符号84は、4段の所定ビット数か
らなるシフトレジスタから構成されたアドレスレジスタ
であり、後述するマスタークロツクφs で、シフト動作
が行われる。そして、このアドレスレジスタ84は、4
チヤンネルのアドレスレジスタとして時分割的に動作す
ることになり、その最終段の内容は、波形メモリ7に対
しアドレスデータとして供給され、上述したゲート81
を介して入力する波形信号を、リードライト信号R/W
がLowレベルのときに限り、当該メモリアドレスに書
込み、また波形メモリ7から、上記リードライト信号R
/WがHighレベルのときに、デジタル信号を当該メ
モリアドレスから読出すようになる。
【0030】また、上記アドレスレジスタ84の内容
は、ゲート85に供給されるほか、開閉信号発生装置8
3、制御回路に供給される。
【0031】上記ゲート85を介したアドレス信号は、
加算器86に供給され、必要に応じてアドレス歩進を行
うべく加減算が実行された後、アドレスレジスタ84に
フイードバツクされる。
【0032】また、この加算器86には、ゲート87を
介して、制御回路からイニシヤルアドレス(CA)が供
給される。
【0033】即ち、ゲート85にはロード信号LDが直
接供給され、ゲート87には、インバータ88を介して
反転されて与えられ、ロード信号LDがLowレベルで
あれば、制御回路からのイニシヤルアドレス(CA)が
ゲート87が開成することにより加算器86に供給さ
れ、一方上記ロード信号LDがHighレベルであれ
ば、ゲート85が開成して、アドレスレジスタ84から
の内容が加算器86に供給される。
【0034】上記加算器86には、クロツク発生回路8
9からクロツク信号が与えられ、音階周波数に従って波
形メモリ7からデジタル信号を読出す際は、制御回路か
らのピツチデータに応じたレートでクロック信号が加算
器86に与えられるが、デジタルエフエクト装置として
本実施例が機能するときは、常時クロツク信号が、この
クロツク発生回路89から発生し、加算器86に供給さ
れることになる。
【0035】図3は、波形メモリ7のエリア分割の状態
を示しており、例えばN個の波形情報が可変長で記録で
きるようになっている。
【0036】次に、本実施例の動作につき説明する。図
4は、発音制御部8の複数チヤンネルの時分割処理状態
と、サンプル・ホールド回路11a〜11dに供給する
タイミング信号t1 〜t4 との関係を示しており、上述
したように、本実施例では4つの波形読出・書込チヤン
ネルを時分割構成で実現しており、各波形読出・書込チ
ヤンネル毎に、読出し(リード)処埋を行うか、書込
(ライト)処理を行うかを選択的に指定できるようにな
っていて、図4に示す状態では、チヤンネル1(ch
1)の処理のよって波形メモリ7に、フイルター3、サ
ンプル・ホールド回路5、A/D変換器6を介して得ら
れる波形信号を書込むようになっており、その他のチヤ
ンネル2〜4(ch2〜4)は、波形メモリ7から所定
エリアのデジタル波形信号を読出すことが可能となって
いる。
【0037】また、上述したタイミング信号t1 〜t4
は、夫々のチヤンネル(ch1〜4)に対応する時間
に、highレベルをとるようになっていて、各チヤン
ネル時間でD/A変換器10から出力するアナログ波形
信号を、サンプル・ホールド回路11a〜11dにて、
サンプリングし、以降ホールドするようなる。
【0038】また、発音制御部8の各波形読出・書込チ
ヤンネルは、独立的にリード・ライトするエリアを指定
できるようになっていて、例えば、チヤンネル2、3、
4で、図3のトーン1、2、3を読出し、それをVCF
12b〜12d、VCA13b〜13dにて処理制御
し、アナログ加算回路14、スイッチ15、VCA16
を介して、アナログ加算回路2へ供給し、必要に応じて
外部音信号とミキシングした後、サンプル・ホールド回
路5、A/D変換器6を介して入力させ、チヤンネル1
の処理によって、トーンNとして、再び波形メモリ7に
記録する。即ちオーバーダビング処理を行わせることも
可能である。
【0039】また、CPU9からアナログスイツチ15
に対し、切換信号を送出して、チヤンネル4の処理によ
って波形メモリ7から読出された波形信号をサンプル・
ホールド回路11d、VCF12dを介して、更にVC
A16に印加するようにし、このようにして得られる波
形信号を、アナログ加算回路2へ供給し、以下上述した
のと同様にして外部音信号とミキシングした後、波形メ
モリ7の所定エリアの書込むようにすることもできる。
【0040】次に、本実施例を、デジタルエフエクト装
置として使用した場合の動作につき図5及び図6を参照
して説明する。
【0041】先ず、この動作を行うための波形メモリ7
の使用領域は、図6に示すとおりアドレスnからmまで
とすると、発音制御部8内の制御回路は、図2に示すア
ドレスレジスタ84に対し、イニシヤルアドレスとして
チヤンネル1(ch1)にあってはn、チヤンネル2
(ch2)にあってはn−1、チヤンネル3(ch3)
にあってはn−3、チヤンネル4(ch4)にあっては
n−6を入力する。
【0042】即ち、図5に示すように、チヤンネル1〜
4の1サイクル間、ロード信号LDをLowレベルにセ
ットし、イニシヤルアドレス(CA)として、チヤンネ
ル1についてはn−1、チヤンネル2についてはn−
2、チヤンネル3についてはn−4、チヤンネル4につ
いてはn−7を入力し、加算器86で+1処理をして、
上述した夫々の値をアドレスデータとして設定する。
【0043】そして、チヤンネル1を、A/D変換器6
からのデジタル信号を波形メモリ7に順次書込む処理を
行うように、上記リードライト信号R/WをLowレベ
ルに設定し、その他のチヤンネル2〜4は、波形メモリ
7からチヤンネル1にて波形メモリ7に直前に書込んだ
デジタル信号を読出す処理を行うように、上記リードラ
イト信号R/WをHighレベルに設定する。
【0044】また、開閉信号発生装置83からは、チヤ
ンネル1のタイミングでは、常に上記ゲート82を開成
するグート信号Gateを発生し、その他のチヤンネル
2〜4では、アドレスレジスタ84が、図6に示すアド
レスn以降を指定するようになったときにはじめて、ゲ
ート82を開成するようにする。
【0045】その結果、波形メモリ7には、チヤンネル
1の動作によって、図6に示すように波高値f(n)、
f(n+1)、f(n+2)、……が書込まれてゆくと
共に、そのデータは、ゲート82を介して、D/A変換
器10に供給され、サンプル・ホールド回路11a、V
CF12a、VCA13aを介して音響信号に変換さ
れ、放音出力されることになる。
【0046】また、チヤンネル2においては、図5に示
すとおりチヤンネル1の動作によって波形メモリ7に書
込まれたデジタル信号を4チヤンネル時間デイレイかけ
て、即ち1T(T=4×チヤンネル時間)おくれて、波
形メモリ7から読出し、同様にチヤンネル3において
は、3Tデイレイかけて読出し、チヤンネル4において
は6Tデイレイかけて読出すようになる。
【0047】即ち、各チヤンネル2〜4はイニシヤルア
ドレス(CA)として設定した差の値だけ、時間的にず
れて図6に示す波高値に対応するデジタル信号をD/A
変換器10に送出する。
【0048】その結果、チヤンネル2〜4の波形信号
は、VCF12b〜12d、VCA13b〜13dを介
して出力され、原音であるチヤンネル1の波形信号とは
別の音色・音量制御をして音響出力とすることもでき
る。
【0049】以下、チヤンネル1が、A/D変換器6を
介して供給される波形信号を波形メモリ7に書込み、そ
れをチヤンネル2では時間を1Tずらせ、チヤンネル3
では時間を3Tずらせて、チヤンネル4では時間を6T
ずらせて夫々波形メモリ7から読出し、4個の音を同時
発生してゆき、図6の波形メモリ7のアドレスmに、ア
ドレスデータが到達すれば、イニシヤルアドレスをn−
1として再入力して、チヤンネル1では波形メモリ7の
アドレスnから再度新たな波形信号を書込み、且つそれ
をチヤンネル2〜4は読出すようにすれば継続して、長
時間の演奏に供し得るようになる。
【0050】なお、上記説明では、4チヤンネル全てを
動作させて、4音同時生成を可能としたが、それよりも
少ないチヤンネルを選択的に動作させて、原音と1乃至
複数のデイレイがかかった音とを出力するようにしても
よい。
【0051】また、上記説明では、チヤンネル2、3、
4のチヤンネル1に対するデイレイ時間は、1T,3
T,6Tとしたが、キーボード・表示部4にて夫々指定
可能である。
【0052】以上のように、本実施例においては、複数
の波形読出/書込チヤンネルを用いて、波形メモリ7に
波形信号を書込みながら、それを夫々所定時間ずつデイ
レイして読出し、それを原音である波形信号と合成して
出力するようにしたから、多様なデイレイ効果を実現で
きる。
【0053】また、各波形読出・書込チヤンネル毎に、
VCF12a〜12d、VCA13a〜13dを用いて
独立的に音色、音量を可変制御して発生するようにした
から、更に効果的な音響を得ることができる。
【0054】なお、上述した実施例にあっては、VCF
12a〜12d、VCA13a〜13dによって音色と
音量とを可変制御するようにしたが、デジタルフイルタ
や、デジタル乗算器等を用いて、音色、音量あるいはエ
ンベロープ等の可変制御を行うようにしてもよい。ま
た、その他の処埋を波形信号に施してもよい。
【0055】また、発音制御部8の回路構成としては、
上記実施例のように時分割処理により複数の波形読出・
書込チヤンネルを構成するもののほか、別個のハードウ
エアで、つまりチヤンネル数分同じ回路構成のものを使
用して、複数の波形読出・書込チヤンネルを設けるもの
であってもよい。
【0056】更に、複数のチヤンネルのうち、特定のチ
ヤンネルを、波形メモリ7に波形信号を書込む書込専用
のチヤンネルとし、そのほかのチヤンネルを、波形メモ
リ7から波形信号を読出す読出専用のチヤンネルとして
もよい。本発明での「波形読出・書込チヤンネル」と
は、読出しと書込みのいずれか一方のみ、あるいは双方
の動作を可能としたチヤンネルのいずれをも意味するも
のである。
【0057】また、上記実施例は、サンプリング機能を
有する電子楽器に本発明を適用したものであったが、本
発明は専用の回路構成をもつデジタルエフエクト装置と
して実現することができることは勿論のことである。
【0058】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、入力
される波形信号を1つの時分割処理チャンネル時間のタ
イミングにおいて波形メモリに書込み、この書込まれた
波形信号を複数の時分割処理チャンネル時間のタイミン
グにてそれぞれ異なるレートで読み出すとともにこの読
み出された複数の波形信号のうち所望の波形信号のみを
出力するように構成され、これにより入力される波形信
号の周波数と異なる周波数で波形信号を出力することは
もちろん、出力される波形信号の周波数を自由に切換え
たり、あるいは複数の異なる周波数の波形信号のいずれ
かを選択して混合して出力したりすることができるよう
になる。このため、例えば本発明に係るデジタルエフェ
クト装置を電子楽器等に適用した場合、入力される楽音
とは全く異なる複数の音高の楽音を自由に選択して発生
させることができ、音楽的に好ましく多様な楽音を発生
することが可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るデジタルエフェクト装置
の全体回路構成図である。
【図2】図1における発音制御部8の詳細回路図であ
る。
【図3】図1における波形メモリ7の分割使用状態図で
ある。
【図4】本実施例の基本的動作の説明図である。
【図5】デジタルエフェクト装置として動作させたとき
のタイムチャート図である。
【図6】図5の動作状態の説明図である。
【符号の説明】
6 A/D変換器 7 波形メモリ 8 発音制御部 9 CPU 10 D/A変換器 12a〜12d VCF 13a〜13d VCA 81,82,85,87 ゲート 84 アドレスレジスタ 86 加算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波形信号を記憶可能な波形メモリ手段
    と、 この波形メモリ手段に対して複数の時分割処理チャンネ
    ル時間毎に読出し・書込処理を行う読出し書込み手段
    と、 この読出し書込み手段の1つの時分割処理チャンネル時
    間のタイミングにより入力される波形信号を所望のレー
    トで上記波形メモリ手段に書込ませ、更にこの波形メモ
    リ手段に書込んだ上記波形信号を上記読出し書込み手段
    の少なくとも2つの時分割処理チャンネル時間のタイミ
    ングにより所望のレートで読み出させるように上記読出
    し書込み手段を制御する読出し書込み手段と、 この読出し書込み制御手段にて制御される少なくとも1
    つの時分割処理チャンネル時間のタイミングにおける読
    み出しあるいは書込みのレートを他の時分割処理チャン
    ネル時間のタイミングにおけるレートとは異ならせるレ
    ート制御手段と、 上記波形メモリ手段から上記読出し書込み手段の時分割
    処理チャンネル時間のタイミングにて読み出された波形
    信号のうち、各タイミングで読出された波形信号を出力
    するか否かを制御する出力制御手段と、 を具備したことを特徴とするデジタルエフェクト装置。
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