JPS58100189A

JPS58100189A - 楽曲演奏装置

Info

Publication number: JPS58100189A
Application number: JP56199900A
Authority: JP
Inventors: 敏松本; 繁規今井; 泰裕堀田; 鵜野　高明
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1981-12-10
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1983-06-14
Also published as: JPH0233159B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、半導体メモリー等にｔｆ諧テータ、？゛７符
長データ等をビットパターンとする曲情報を記憶し、こ
れらの曲情報の読出しに従って楽曲を＋＋ｇ生する楽曲
演奏装置に係る。

従来、この種の装置は、再生において各ｆｆｆ３長に対
応する長さで各音階の周波数信号として一定の正弦波ま
たは矩形波で形成されるだけであり、単調な音の演奏で
あった。

本発明は、音階データ、音符長データの読出しに従って
、各音階示す周波数の１周期に相当して読出される複数
個の基本波形と、また各音符長期間に相当して読出され
る複数個のエンベロープ波形をそれぞれ記憶するメモリ
一手段を備えている。

そして、読出される基本波形とエンベロープ波形の組合
せでもって、ギター、ピアノ、バイオリン等の楽器音を
含む所定の音色で曲を再生し、かつ曲情報として音階デ
ータ、音符長データとともに基本波形及びエンベロープ
波形の選択制御データを有し、少なくともいわゆる１音
符ごとに読出される基本波形とエンベロープ波形の組合
せをｉＪ変し得るようにして、曲を楽器音を含む多種多
様の音色で演奏できるようにした装置である。

本発明装置は、曲の各パーツで楽器音を異ならしめて演
奏する場合等に応用して非常に有用である。

以丁図面に従って本発明装置の一実施例を説明する。

第１図は全体の回路ブロック図を示すものである。装置
は大別して、発振・分周回路１．）−ン・ジェネレータ
部２．エンベロープ発生部Ｂ、外部入力回路４．コント
ロール回路５．アドレスカウンタ６、曲情報メモリー７
、アンプ９．スピーカー１０から構成される。

発振・分周回路ｌは、例えば水晶発振回路及び分周回路
からなり、装置の基本クロックを発生する。トーン・ジ
ェネレータ部２は曲情報メモリー７（例えば、ＲＯＭよ
り構成される）より出力されるデータに応じて対応する
周波数信号を作り出す部分である。エンベロープ発生部
３は曲情報メ舌リーフから出力されるデータに応じて音
の長さ及びエンベロープを作り出す。人力回路４は選曲
。

曲のスタート、移調・転調、テンポ等を制御するスイッ
チ回路である。コントロール回路５は人／Ｊ回路４のス
イッチ入力を信号化し各ブロックに伝達する。アドレス
カウンター６は曲情報メモリー７のアドレスを指定する
もので、曲情報メモリー７に記憶された楽曲データを順
次読出す。

第２図に曲情報メモリー７に記憶されたデータのビット
割当てを示す。すなわち、Ｂ　Ｏ””’　Ｂ、１．５の
１６ビツトでそれぞれＢφ〜Ｂ３（４ビツト）・・・・・音階ビットＢ４〜Ｂ
７（４ビツト）・・・・・・音符長ビットＢｓ＋Ｂｇ（
２ビツト）・川・・オクターブビットＢＩＯＩＢＩＩ（
２ヒツト）・・・・・・楽器組換えビットＢ１２．Ｂ１
３（２ヒツト）・・・・・・音の強弱ビットＢ１４（１
ビツト）・・・・・・音響効果ビットＢｌｓ（Ｉｇビッ
ト・・・・・・ストップビットのように割当てられる。

〈具体的構成とその動作〉城まず、入力回路４の曲指定用スイッチにより曲を選択
する。このスイッチ操作によりコントロール回路５では
Ｍ１〜Ｍ３にデコードされた３ビツトパターンを出力し
、曲情報メモリー７の読出し用先頭アドレスを指定する
。

２）次に入力回路４のスタートスイッチをオンすると、
上記において指定されたアドレスの曲情報ビットパター
ンが読出される。読出されたビットパターンのうち、Ｂ
φ〜Ｂａ（音階ビット）、８８〜Ｂｌｌ　（オクターブ
ビット、楽器組換えビット）ノ８ビットはトーン・ジェ
ネレータ部２へ、また、８４〜Ｂ７（音符長ビット）　
、　Ｂｌｏ−Ｂ１４（−楽器組換えビット、音の強弱ピ
ッ）　、　音響効果ヒツト）ノ９ビットはエンベロープ
発生部３に伝達される。

Ｂ１５　（ストップビット）はコントロール回路５に伝
達される。８１５ビツトに１１”が出力されると動作は
ストップするが、スタート時及び楽曲演奏時は“０”で
何ら動作に影響を及ぼさない。

３）トーン・ジェネレータ部２に伝達された８ビツトの
うち、Ｂφ〜Ｂ３　ｔ　Ｂ８　ｓ　Ｂ　９の６ビツトは
加減算回路２−６に入力され、音階分周比メモリー２−
５のアドレスを指定するとともに、オクターブセレクタ
２−２によりオクターブを選択する。

加減算回路２−６は、入力回路４の外部スイッチ入力に
よりＢφ〜Ｂ３　＋　Ｂ８　＋　８９のデータを制御し
て移調・転調を可能にするものである。

４）オクターブセレクタ２−２により各オクターブに対
応する基本周波数ｆｏ１−ｆ０４の一つが選択される。

分周回路２−１は発振・分周回路ｌに接続され、そのバ
イナリ出力より倍々（＋、２，４．８倍）の基本周波数
ｆＨ−ｆｏ４を準備するものである。

オクターブセレクタ２−２より選択された基本周波数ｆ
　ｏ＋ｉ　ｋｇ分周回路２−３に人力され分周される。

分周回路２−３の９ビットバイナリ分周出力は、一致回
路２−４において、上記アドレスにより指定された分周
比メモＩＪ　−２−５−＃らの同しく９ビツトの分周比
出力と比較され、一致したときパルスを出力するととも
に分周回路２−３をリセットする。

この一致時に出力されるパルスの周波数は各月クターブ
におけるそれぞれの音階に対応する。ちなみに、５００
ＫＨ２の基準周波数に対して分周比が４７８〜２５３の
間（バイナリコードで９ビツトにより表現できる）の１
２値であるとすると、１０４６〜１９７５Ｈ２範囲の各
音階周波数を得ることができる。オクターブは基準周波
数を倍々に変イレすればよい。

５）−数構出パルスは更に分周回路２−７に入力される
。分周回路２−７はその４ビツトバイナリ分周出力によ
り次段基本波形メモＩＪ　−２＝　８のアドレス指定を
行なう。すなわち、分周回路２−７はいわゆるアドレス
カウンタとして動作する。

基本波形メモＩＪ　−２−８は８ビツト構成で１６ステ
ツプで音階周波数の１周期分に相当する波形を形作るよ
うデータを記憶している。すなわち、オクターブセレク
タ２−２．−数回路２−４；＠ら出力される周波数は実
際の音階周波数の１６倍に相当するものであり、分周回
路２−７により各音階周波数の１周期分を１６分割して
、基本波゛形メモリー２−８の１６ステツプのアドレス
を順次指定するようにしている。このアドレス指定によ
り読出された波形データはＤ／Ａコンバータ２−９に入
力され、Ｄ／Ａ変換されて音信号の基本波形を形成する
。

また、基本波形メモリー２−８には曲情報メモリー７か
らＢ１０＋８１１の２ビツト、エンベロープ発生部３の
分周回路３−７の上位２ビツトバイナリ分周出力Ｃを入
力している。Ｂ１０　＋　Ｂｌｌビットは楽器組換え制
御に応じて読出すべき波形メモリーを選択するもので、
Ｃの２ビツトは更にエンベｏ　−プを時間的に所定領域
に分け、適宜基本波形として高次周波数を付加したもの
等を選択し、音の自然さ、ききやすさを増すためのもの
である。

６）エンベロープ発生部３に伝達された８ビツトについ
てＳ８４〜Ｂ７の４ビツトは音符長分周比メモリー３−
６にアドレス指定として人力される。

Ｂｌｏ、Ｂ１１の２ビツトは楽器組換用の制御ビットと
シテエンベロープ波形メモリー３−８に、またＢ１２　
＋　Ｂ１３　＋　Ｂ１４　の３ビツトは身の強弱、音響
効果（トレモロ）制御用ビットとして演算回路３−９に
人力される。

７）エンベロープ発生部３では、スタートスイッチがオ
ンになるとまず分周回路３−１が動作開始スル。分周回
路３−１の６ビ、７　）バイナリ分周出力は一致回路３
−２に入力され、テンポ分周比メモＩＪ　−３−３の６
ビツト分周比出力と比較される。

一致すればパルスを発生し後段の分周回路３−４に人力
する。このパルスは最短音符長の時間間隔を決定する。

要すれば、入力回路４のテンポ制御用スイッチの操作に
より、加減算回路３−１１において分周比メモＩＪ　−
３−３の分周比出力を加減算し、分周比を変えて任意の
テンポに設定することができる０８）音符長分周比メモ
ＩＪ　−８−４はＢ４〜Ｂ、の４ビツトをアドレス指定
として、各音符長に対応する８ビツトの分周比データを
選択し出力する。これに応じて一致回路３−５において
、分周回路３−４の８ビツトバイナリ分周出力と比較さ
れ、一致したときパルスを出力する。このノ＜／レスの
出力時間間隔はＢ４〜Ｂ７の４ビツトで指定される各音
符長に対応する。

しかし、ここでも次に述べる理由により、１音符長につ
き３２個のパルスを出力するようにされる。すなわち、
−数構出回路１２．３−５等から出力されるパルスの周
波数は普通一般の場合の３２倍である。このパルスは分
周回路３−７に人力され分周される。

９）エンベロープ波形メモリー３−８は、８ピツ）構成
、８２ステツプで１つのエンベロープ波形を形作るよう
データを記憶している。エンベロープ波形は、先の基本
波形と同様、ここでは各ｒｆ符長で時間的な圧縮、伸長
があるたけで、１音符長で１つのエンベロープ波形が読
出されなければならない。分周回路３−７はエンベロー
プ波形メモリー８−８のいわゆるアドレスカウンタとな
っており、５ビツトのバイナリ分周出力により・エンベ
ロープ波形メモリー３−８の３２ステツプのアドレスを
順次指定する。

エンベロープ波形メモリー３−８に人力されたＢｉｎ　
ｓ　Ｂｏビットは読出されるべき波形メモリーを選択し
、基本波形メモＩＪ　−２−８で選択される基本波形と
組合せて楽器組換え制御を行なう。Ｃの２ビツトは分周
回路３−７の５ビットバイナリ分周出力の高位のもので
、エンベロープ期間を４等分する。

１０）エンベロープ波形メモリー３−８から読出される
データは、演算回路３−９において、Ｂ１２゜Ｂｔａの
強弱ビットデータに基づく乗算及びＢ１４の音響効果（
トレモロ）ビットデータに基づく加減算を行ない、エン
ベロープ波形データをモディファイする。モディファイ
されたデータはＤ／Ａコンバータ３−１０でＤ／Ａ　変
換されエンベロープを発生する。

１１）エンベロープはトーン・ジェネレータ部２のＤ／
Ａコンバータ２−９にレベル制御信号として送られ、Ｄ
／Ａコンバータ２−９で基本波形とミキシングされエン
ベロープ付音信号を出力する。

音信号はアンプ９．スピーカーｌＯを介して放音される
。

１２）なお、分周回路３−７で３２ステツプ（Ｉっのエ
ンベロープ読出し）をカウントすると、そのキャリーパ
ルスはアドレスカウンタ６に人力されアドレスを１つ進
める。これにより曲情報メモリー７では次の曲情報ビッ
トパターンが読出され、上記１）〜１２）の動作を繰返
す。

１３）このようにして曲情報メモリー７がら順次曲情報
ビットハターンを読出していき、Ｂ１５ビツトに　１″
が出力されると、コントロール回路５より停止の信号が
出力され、各分周回路２−１．２−β。

２−７．３−１．３−４．３−７をリセットするととも
に、内部のゲート回路を閉じ、一連の動作を終了する。

〈メモリーのデータ容量〉ちなみに、上記実施例における各メモリーのデータ容量
は次のとおりで−ある。

音階分周比メモリー２−５・・・９ビツト×１２ｒｆ＠基本波形メモリー２−８・・・８ビット×１６ステツプＸ４基本波形音符長分局比メモリー３−３・・・８ビツトＸ＋最短音符長音符長分局比メモリー３−６・・・８ビツトＸ１６音符長エンベロープ波形メモリー３−８・・・８ビツト×３２ステツプ×４エンベロープ波形〈基本波形とエンベロープ〉基本波形としては、例えば第３図のタイムチャートに示
されるように、（ａ）正弦波、（ｂ）鋸波、（Ｃ）矩形
波、（ｄ）三角波等がある。基本波形メモＩＪ　−２−
８には、これら波形Ａの１周期分力月６分割されて、８
ビツト、１６ステツプのディジタルデータとして記憶さ
れる。第４図ｉ１１〜（４）のタイムチャートはエンベ
ロープの波形例を示す。エンベロープ波形Ｂは３２分割
されて、エンベロープ波形メモリー３−８に８ビツト、
３２ステツプのディジタルデータとして記憶される。上
述の基本波形、エンベロープ波形は一例であり、他に様
々な基本波形。

エンベロープ波形があり、これらに限定されるものでは
ない。ある楽器の音が第５図のようであるとすると、基
本波形Ａは第３図の（ａ）、エンベロープ波形Ｂは第４
図の（２）から構成されることとなる。

基本波形の周波数は各音階に、エンベロープの長さは各
音符長に対応する。

以下中な機能について更に詳細に説明する。

〈移調・転調、テンポ調整〉音階データ（Ｂφ〜Ｂ３ピット）のコード図を第６図に
、音符長データ（Ｂ４〜Ｂ７ピツト）のコード図を第７
図に示す。ここでは図示のようにそれぞれ音階データ、
音符長データを、４ビツトのバイナリコードに順次対応
させてろ一ド化している。

なお１音階データは“００００”（コードＯＨ）のとき
休符を表わし、体符長は音符長データをもって設定され
る。

音階の移調・転調は上記のコードを用いて考えると、あ
る数のバイナリコードの加減算になる。

例えば、ハ長調から半音上げると変ニ長調に変わる。ハ
長調の１オクターブは“０１００”（コード４Ｈ）〜”
ｌｌ１１″（フードＦＨ）で表わされ、変ニ長調の１オ
クターブは“０１０１”（コード５Ｈ）〜１オクターブ
上の”０１００″（コード４Ｈ）となり、ハ長調のコー
ドに°０００１”を加えたものになる。また−ハ長調か
ら半音下げると口長調になる。

このときの口長調の１オクターブは、１オクターブ下の
”１１１１″（コードＦＨ）、同オクターブの″０暑Ｏ
１″（コ：ド４Ｈ）〜＠１１１０”（コードＥＨ）とな
り、ハ長調から”０００１”を減じたものとなる。

オクターブの上下は、上記の加減算で′″ｏ＋ｏｏ、：
（コード４Ｈ）〜”１１１１”（コードＦＨ）のキャリ
ー及びボローで表わされる。

トーン・ジェネレータ部２の加減算回路２−６は上述の
ような加減算を行なうもので、移調・転調データは入力
回路４のスイッチ操作により設定される。本実施例では
、半音部を含めド〜シの音階をご０１００”（コード４
Ｈ）〜１目１１”（コードＦＨ）とバイナリコードに応
じて順次対応させてＩ；するので、簡単な加減算より、
移調・転調した音階をそれぞれ指定することができ非常
に有用である。

テンポも同様な加減算回路８−１１により、６ビツト分
周比メモＩＪ　−３−３の出力に任意数（バイナリコー
ド）を加減算し最短音符長を変化することにより達成で
きる。

〈楽器音の発生〉音色は、エンベロープとそのエンベロープを形作ってい
る基本波形によって構成されており、その基本波形及び
エンベロープを指定することにより、所望の楽器音も指
定することができる。

楽器音を指定するデータは、曲情報メモリー７から出力
される楽器組換えピッ）　ＢＩＱ、Ｂｌｌであり、ここ
では最大Ｉ音符毎に楽器音を切換えることができるよう
にしている。楽器組換えビットＢ１０　＋Ｂ１１のデー
タは基本波形メモＩＪ−２−８．エンベロープ波形メモ
ＩＪ　−３−８’に入力され、それぞれ対応する基本波
形及びエンベロープ波形が選敵される。

基本波形例は第３図、エンベロープ波形例は第４図のタ
イムチャートに示されるとおりで、例えば基本波形Ａと
して第３図（Ｃ）のものが、エンベロープ波形Ｂとして
第４図（２）のものが選択された場合は、第５図に示す
ような波形形態をもつ楽器ｎが出力される。

楽器音は、楽器組換えピッ）　１３ｔｏ　ｓ　Ｂｌｌで
指定される４種類である。ピッｌ’１３ｔｏ、１３ｔｉ
が１００”。

“０１”、“１０”、°１１”の場合において、それぞ
れ定められた基本波形及びエンベロープ波形の組合せが
選択され、選択された基本波形、エンベロープ波形が読
出される。

楽器組換えビットとしてビット数を増やし、それぞれ単
独で基本波形、エンベロープ波形を選択し得るようにす
ると、任意に基本波形とエンベロープ波形の組合せを指
定し、限られたメモリー容量で更に多くの楽器音に切換
えることができる。

このように、曲情報として音階データ、音符長データと
ともに楽器組換え用データをビットパターンとして記憶
し、この楽器組換え用データにより最大１音符毎に楽器
音を切換えることが可能であり、曲中種々の楽器音も演
奏することができる。

これによって、例えばオーケストラのように楽器が種々
に切換わる演奏も可能である。このような場合、本装置
を複数組セットすれば、更にその効果は大である。

〈音の自然さ、ききやすさ〉基本波形メモリー２−８に人力された２ビツトのＣ信号
は音の自然さ、音のききやすさを増すものである。１つ
のエンベロープ内で、基本波形の組合せが変わることが
ある。一般には、第４１図ｆｌの典型的なエンベロープ
波形に示されるように、音の立上りからピークになるま
での時間をアタック・タイムチャ−トから保持レベルま
での時間をディケイ・り身ムＤ、保持レベルの時間をサ
スティン・タイムＳ、立下りの時間をリリース・タイム
Ｒがあり、これらの期間で基本波形も変わり得る。本実
施例では２ビツトのＣ信号により、エンベロープ期間を
均等に４分割しこれに近似化している。基本波形の変化
としては高次周波数を附加して若千の変化がつけられる
もの、あるいは特定の楽器音ではある期間が全く異なる
基本波形となる場合もあり様々である。

この場合、楽器組換用ピッ）ＢＩＯ，Ｂｌｌで指定され
、またそれぞれエンベロープの４期間で基本波形を選択
する必要から、４×４の基本波形をメモリーシ、基本波
形メモリー２−８のデータ容量は８ピツ）Ｘ１６ステツ
プＸ　Ｃ４Ｘ４　）基本波形となる。

〈音の強弱、トレモロ制御〉音の強弱は振幅の大小で決まるのでへエンベロープ全体
のレベル調整を行なうことによって１またトレモロ効果
はいわゆる低周波数の振幅変調であるので、エンベロー
プ波形を低周波数にて振幅変調することによって実現で
きる。

エンベロープ発生部３の演算回路３−９は、上記のため
音の強弱ビットＢ１２　ｅ　Ｂ１３及び音響効果ピッ）
　Ｂ１４が入力され、適宜読出されエンベロープ波形（
ディジタル量）に演算を施こすものである。

以上のように本発明によれば、曲中種々の楽器音で演奏
することができ、曲の各パーツで楽器音が異なる場合等
に対応して有用な楽曲演奏装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体の回路ブロック図
、第２図は曲情報メモリーのビット割当てを示す図、第
３図（ａ）〜（ｄ）は基本波形例を示すタイムチャート
、第４図（１）〜（４）はエンベロープ波彩例を示すタ
イムチャート、第５図は基本波形とエンベロープ波形の
ミキシング例を示すタイムチャート、第６図は各音階に
対応するコード例を示す図、第７図は各音符長に対応す
るコード例を示す図である。ｌ・・・発振・分周回路、　２・・・トーン・ジェネレ
ータ部、　３・・・エンベロープ発生部、　６・・・ア
ドレスカウンタ、　７・・・曲情報メモリー、２−８・
・・基本波形メモリー、３−８・・・エンベロープ波形
メモリー、　Ｂφ〜Ｂ３・・・音階ビット、　Ｂ４〜Ｂ
７・・・音符長ピッ）％　ＢＩＯ，Ｂｌｌ・・・楽器組
換えビット。代理人　弁理士　藩　士　愛　彦／６仁＝フト第２図第３図ｔｙｆ　ビヅト　（４Ｉ）奮７１巣ヒ゛Ｊ　　＜４１＞オクタ−７゛　ビＪ（２）耀噂；ｊ程；＠１１　→ニヒ一、）（２）４り夕養号弓
ビ、ン）　（２）音９）り条ピット　（１）ストー！７°ピッ）　　　（１）第１図第６図　　　　　　　　第７図

Claims

【特許請求の範囲】

１、曲情報を記憶する第１のメモリ一手段と、複数個の
基本波形を記憶する第２のメモリ一手段と、複数個のエ
ンベロープ波形を記憶する第３のメモリ一手段とを備え
、前記第１のメモリ一手段は音階データ、音符長データ
をビットパタ−ンとする曲情報を含み、前記音階データ
、音符長データの読出し従って、各音階を示す周波数の
１周期に相当して前記基本波形を、また各音符長期間に
相当して前記エンベロープ波形を読出すとともに、前記
曲情報として基本波形及びエンベロープ波形の選択制御
用データを有し、少なくともｌ音階データ及５，１音符
長デ一タ単位で、読出される基本波形及びエンベロープ
波形を選択制御し得るよう構成してなることを特徴とす
る楽曲演奏装置。