JPS5837115Y2 - 電子楽器の包絡線検出処理回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、例えばギター演奏音等の外部音信号にもと
づき音源信号を形威し、これを楽音形成して発音制御す
る電子楽器に関し、特に楽音形成用エンベロープジェネ
レータの駆動用トリガ信号を発生する回路に関する。

ギターシンセサイザ、および鍵盤型ミュージックシンセ
サイザ等の外部音信号にもとづき音源信号を形成し、こ
れを楽音形成して発音制御する電子楽器においては、従
来は弦の振動等をピックアップコイルで検出し、該検出
信号のエンベロープを抽出し、更にエンベロープを微分
してその微分値が成る設定値以上になった場合にトリガ
信号を発生させている。

そして該トリガ信号でエンベロープジェネレータを駆動
してエンベロープ信号を発生させ、該エンベロープ信号
にもとづいて楽音信号に音色および振幅エンベロープを
付与して楽音形成をするようにしている。

ところが上記のように単に微分にもとづいてトリガ信号
を発生させる方法においては弦の弾撥等に正確に対応し
たトリガ信号が得られないという欠点があった。

すなわち、弦を速い奏法で２度打ちもしくはそれ以上弾
撥すると微分出力が小さくなるので、その場合に前記設
定値が大きいと２度目若しくはそれ以後の弾撥によるト
リガ信号が得られなくなってしまい、また、設定値をあ
まり小さくすると弾撥した弦でない弦のノイズ等でトリ
ガ信号を発生してしまうという欠点があった。

この考案は上述の点に鑑みてなされたもので、弦の弾撥
あるいは鍵の押圧等に正確に対応したトリガ信号を発生
し得るようにした電子楽器の包路線検出処理回路を提供
しようとするものである。

この考案によれば、弦の振動等をピックアップコイルで
検出し、該検出信号からエンベロープ信号を抽出し、該
抽出されたエンベロープ信号を微分し、該微分値のレベ
ルおよび上記エンベロープ信号そのもののレベルが夫々
に定められた成る設定値よりも共に大きくなった場合に
、トリガ信号を発生させるようにしている。

このようにすることにより、微分値比較のための設定値
をある程度小さくしてもノイズによる影響を受けなくな
る。

すなわちノイズはそれ自体のレベルは小さいため、微分
値とエンベロープのレベルが共に大きくなることはなく
、従ってノイズによりトリガ信号を発生する恐れはなく
なり、その結果弾撥、押鍵等に正確に対応したトリガ信
号が得られるようになるのである。

以下この考案を添付図面の一実施例にもとづいて詳しく
説明する。

第１図においてこの回路の入力信号Ｓ１はギター等の弦
（図示せず）の振動をピックアップコイル（図示せず）
等により検出した信号で、例えば第２図Ａに示すような
信号である。

この第２図Ａに示した例で゛は１つ目の山（図中ｍ１で
゛示す）が１回目の弾撥により生じたもので、次の山（
図中ｍ２で示す）が２回目の弾撥により生したもので、
更にその次の山（図中ｍ３で示す）がノイズ等により生
じたものである。

上記入力信号Ｓ１は抵抗Ｒ１を介して両波整流回路１に
入力される。

両波整流回路１は非反転増幅器１ａとダイオードＤ１の
直列回路および反転増幅器１ｂとダイオードＤ２の直列
回路を並列に接続して成る回路で入力信号Ｓ１を両波整
流する。

両波整流回路１から出力される整流信号はローパスフィ
ルタ（積分回路）等で構成されるエンベロープ検出回路
２を経てそのエンベロープ波形（第２図すに示す）が取
出される。

このエンベロープ検出回路２の出力信号Ｓ２は入力信号
Ｓ１のエンベロープ波形に追従した波形信号であり、後
述（第３図の応用例で述べる）のように楽音形成用の信
号すなわち音色付与および振幅エンベロープ付与に利用
される信号（以下これをエンベロープフォロワ信号ＥＶ
Ｆという）である。

従って、非常に滑らかな信号であることが要求されるた
め、該エンベロープ検出回路２の時定数は大きな値に設
定されている。

上記エンベロープ検出回路２の出力信号Ｓ２はこのほか
に比較器３の反転入力にも加えられる。

この比較器３は入力信号Ｓ１の振幅の大小を調べるため
のもので、上記反転入力に加えられた信号Ｓ２のレベル
と非反転入力に加えられる設定電圧Ｖｒｅｆｌとを比較
し、信号Ｓ２のほうが大きい場合にＯを、反転に小さい
場合に１を夫々出力する。

この比較出力はインバータ４で反転される（この反転出
力Ｓ３を第２図Ｃに示す）。

この反転出力Ｓ３は後述の第３図に示す応用例において
、入力信号Ｓ１が小さくなったとき該信号Ｓ１をホール
ドしておくための制御信号として利用される。

また、反転信号Ｓ３はナンド回路５の一方入力端に加え
られ、トリガ信号ＴＲＧを発生するために用いられる。

前記入力信号Ｓ１は非反転増幅器６ａとダイオードＤ３
の直列回路から成る半波整流回路６に入力されて半波整
流された後ローパスフィルタ（積分回路）等で構成され
るエンベロープ検出回路７で゛積分され（当該エンベロ
ープ検出回路７の出力を第３図りに示す）、更に微分回
路８において微分される（当該微分回路８の出力Ｓ４を
第３図Ｅに示す）。

尚、上記微分出力Ｓ４を取出すため、前記エンベロープ
検出回路７の積分時定数は前記エンベロープ検出回路２
の積分時定数よりも小さい値に設定されている。

上記微分信号Ｓ４は比較器９の非反転入力に加えられる
。

この比較器３は微分信号Ｓ４の振幅の大小を調べるため
のもので、上記微分信号Ｓ４のレベルと設定電圧■、。

ｆ２とを比較し、微分信号Ｓ４のほうが大きい場合１を
、反対に小さい場合Ｏを夫々出力する。

比較器９の出力はダイオードＤ４を介して反転波形整形
回路１０に加わる。

反転波形整形回路１０はローパスフィルタ１０ａおよび
インバータ１０ｂで構成される回路で、入力信号を波形
整形ならびに反転して出力する。

この反転波形整形回路１０の出力信号Ｓ５は前記微分信
号Ｓ４が設定値Ｖｒｅｆ２より大きくなっているときＯ
に立下がる。

すなわちこの出力信号Ｓ５は第２図Ｆに示すようになる
。

この場合、ノイズ（同図Ａに示すｍ３）の微分値も同図
Ｅに示すように設定電圧■ｒｅｆ２より上回っているの
で、上記信号Ｓ５は第１回目の弾撥、第２回目の弾撥お
よびノイズ発生の際に夫々０となっている。

前述した従来の方法のようにこの信号Ｓ５をそのままエ
ンベロープジェネレータ（図示せず）の駆動用ｌ・リガ
信号として用いた場合はこのノイズの影響を受けて誤動
作してしまうが、この考案では信号Ｓ５と前記インバー
タ４の出力信号Ｓ３とが一定の関係になった場合にトリ
ガ信号ＴＲＧを発生させるようにして誤動作を防いでい
る。

すなわち、一方入力端に信号Ｓ３が加えられているナン
ド回路５の他方入力端には上記信号Ｓ５が加わるように
なっており、該ナンド回路５の出力は両人力信号Ｓ３お
よびＳ５が共に１になった場合すなわち前記入力信号Ｓ
１のレベルが設定値Ｖｒｅｆ１よりも太き＜、シかもそ
の微分信号Ｓ４のレベルが設定値■ｒｅｆ２より小さく
なったときのみＯとなる。

従って、ナンド回路５の出力は第２図Ｇに示すようにな
る。

前記ノイズは、その微分信号のレベルがある程度大きく
なっても、そのノイズ自体のレベルは小さいので、ナン
ド回路５の出力には該ノイズの影響は現われなくなる。

また、このようにノイズの影響をあまり受けなくなった
ことから、微分値の比較における基準電圧■ｒｅｆ２を
ある程度下げることができ、よって２度打ちもしくはそ
れ以上弾撥した場合でも各々の弾撥でトリガ信号ＴＲＧ
を得ることができる。

尚、この実施例においてはナンド回路５の出力の立下が
り（第３図ＧにＴＲＧ１およびＴＲＧ２で示す）をトリ
ガ信号ＴＲＧとして利用している。

以上のようにこの考案においては弾撥に正確に対応した
トリガ信号ＴＲＧを得ることができる。

ここで、この考案の応用例を第３図にもとづいて説明す
る。

第３図はこの考案を利用して楽音形成する電子楽器の楽
音形成に関する部分について示したものである。

第３図においてピックアップコイル１１は弦（図示せず
）の振動を検出し、該検出信号Ｓ１を抵抗Ｒ１およびバ
ッファアンプ１２を介して包路線検出処理回路２０およ
び基本波抽出器１３に加える。

包路線検出処理回路２０は前述のように入力信号Ｓ１に
もとづいてエンベロープフォロワ信号ＥＶＦおよび入力
信号Ｓ１をホールドするための信号ＳＩＮおよびトリガ
信号ＴＲＧを夫々出力する。

基本波抽出器１３は入力信号Ｓ１の基本波を抽出し、該
抽出された基本波は周波数−電圧変換器１４に加えられ
、その周波数（すなわち音高）に応じた大きさの電圧信
号に変換される。

周波数−電圧変換回路１４の出力はホールド回路１５に
加わる。

このホールド回路１５は弦の振動が停止した後もその弦
の音高を記憶するための回路である。

すなわちホールド回路１５の制御入力には前記包絡線検
出処理回路２０の出力ＳＩＮ （第２図Ｃ参照）が加わ
るようになっており、該信号ＳＩＮがＯになったとき（
入力信号Ｓ１のレベルが前記設定値Ｖｒｅｆ１より小さ
くなったとき）ホールド回路１５は入力を遮断し、その
遮断直前の入力電圧信号を記憶保持する。

ホールド回路１５の出力電圧は電圧制御型発振器（以下
■ＣＯという）１６に加わり、該ＶＣＯ１６からはその
電圧に応じた周波数信号が発振される。

このＶＣＯ１６の出力は電圧制御型フィルタ（以下ＶＣ
Ｆという）１７に加わって音色を付与され、更に電圧制
御型増幅器（以下ＶＣＡという）１８に加わって振幅エ
ンベロープを付与されて楽音信号が形成される。

ところでこの楽音形成の制御すなわち前記ＶＣＦ１７お
よびＶＣＡ１８の制御は、この応用例においては２系統
設けられ、そのうちのｌ系統を適宜選択するようにして
いる。

この２系統の制御とはすなわち前記エンベロープフォロ
ワ信号ＥＶＦによる制御およびトリガ出力ＴＲＧによる
制御であり、まずエンベロープフォロワ信号ＥＶＦによ
る制御について説明する。

前記エンベロープフォロワ信号ＥＶＦはＶＣＡ２２を介
して前記ＶＣＦ１７の制御入力端に、またＶＣＡ ２４
を介して前記ＶＣＡ１８の制御入力端に夫々加わるよう
になっている。

制御電圧発生器２８は各種制御電圧を演奏者等による設
定に応じて発生する回路であり、上記ＶＣＡ２２および
２４はこの制御電圧発生器２８からの制御電圧によって
そのゲインが制御され、前記エンベロープフォロワ信号
ＥＶＦは、これらゲインに応じた大きさに夫々増幅され
る。

そして、ｖＣＦ１７は上記ＶＣＡ２２の出力に応じてそ
のカットオフ周波数が可変制御され、その結果ＶＣＯ１
６から発生される音源信号は、その音色がエンベロープ
フォロワ信号ＥＶＦに応じて時間的に制御される。

また、ＶＣＡ１８は上記ＶＣＡ２４の出力に応じてその
ゲインが可変制御され、前記ＶＣＦ１７から送出される
音色制御された楽音信号は、その振幅がエンベロープフ
ォロワ信号ＥＶＦに応じて時間的に制御され、楽音形成
される。

次にトリガ出力ＴＲＧによる制御について説明する。

包路線検出処理回路２０から出力されるトリガ信号ＴＲ
Ｇは音色用エンベロープジェネレータ２６および振幅用
エンベロープジェネレータ２７に夫々加わる。

これらエンベロープジェネレータは、トリガ信号ＴＲＧ
が加わるとアタック、サスティン、ディケイの一連のエ
ンベロープ信号Ｅ■１、Ｅ■２を夫々出力する。

またこれらエンベロープ波形ＥＶ１およびＥ■２の各エ
ンベロープ要素（アタックタイム、アタックレベル、サ
スティンレベル、デイケイタイム等）は制御電圧発生器
２８において夫々設定される。

これにもとづくエンベロープ信号ＥＶ１はトリガ出力Ｔ
ＲＧにより発生されＶＣＡ２３を介してＶＣＦ１７の制
御入力に加わり、そのカットオフ周波数を可変制御し、
■Ｃ０１６から発生される音源信号に適宜音色を付与す
る。

また、同時に発生されたエンベロープ信号Ｅ■２はＶＣ
Ａ２５を介してＶＣＡ１８の制御入力に加わり、そのゲ
インを可変制御し、上記ＶＣＦ １７から出力される音
色の付与された楽音信号に振幅エンベロープを付与する
。

以上のように第３図に示した例ではエンベロープフォロ
ワ信号ＥＶＦに応じて楽音信号に音色および振幅エンベ
ロープを付与する制御、およびトリガ出力ＴＲＧに応じ
てエンベロープ信号Ｅ■１、ＥＶ２を発生させ、該エン
ベロープ信号に応じて楽音信号に音色および振幅エンベ
ロープを付与する２つの制御方式を具え、適宜一方を選
択して楽音制御を行なうようにしている。

ところで、上述の制御方式のうちエンベロープフォロワ
信号ＥＶＦによる制御においては入力信号Ｓ１のエンベ
ロープと同様のエンベロープが楽音信号に付与されるの
で、ノイズが発生した場合でもそのノイズのレベルに応
じた分だけの楽音が発生されるが、トリガ信号ＴＲＧに
よる制御においてはノイズによるものであろうと１つの
トリガ信号ＴＲＧが発生すると一様のエンベロープ信号
ＥＶ、、ＥＶ、、が発生され、弾撥したときと同様な楽
音信号が発生されてしまう。

従ってトリガ信号ＴＲＧによる制御においては該トリガ
信号ＴＲＧがノイズにより発生されることがないように
しなければならず、その点この考案に係る包路線検出処
理回路を使用すれば有利である。

尚、上記実施例においては入力信号Ｓ１のエンベロープ
フォロワ信号ＥＶＦを取出す経路と、入力信号Ｓ１のエ
ンベロープの微分信号Ｓ４を取出す経路とで、整流回路
と積分回路の組合せを個々に設けたが、これに限らず１
つの組合せを共用するようにしてもよい。

例えばエンベロープフォロワ信号ＥＶＦを微分回路８に
入力するようにしてもよい。

以上説明したようにこの考案によれば、弦などの振動の
エンベロープのレベルと該エンベロープの微分値のレベ
ルとが共に高い場合だけトリガ信号を発生させるように
したので、ノイズによる誤動作を防ぐことができる。

また、ノイズによる誤動作を防ぐことができることから
、上記微分値の比較の際の基準電圧をある程度下げるこ
とができ、よって弦を速い奏法で２度打ち若しくはそれ
以上弾撥した場合でも各弾撥毎にトリガ信号を得ること
ができる。

従ってこの考案によれば弾撥に正確に対応したトリガ信
号を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図に示した実施例の動作の一例を示すタイミング
チャート、第３図はこの考案の応用例を示すブロック図
である。 １・・・・・・両波整流回路、２，７・・・・・・エン
ベロープ検出回路、６・・・・・・半波整流回路、８・
・・・・・微分回路、１０・・・・・・反転波形整形回
路、１１・・・・・・ピックアップコイル、２０・・・
・・・包絡線検出処理回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．可聴周波数帯域の人力信号のエンベロープ波形を検
   出するエンベロープ検出回路と、前記エンベロープ波形
   を入力しそのレベルが成る設定値より大きい場合信号を
   出力する第１比較器と、上記エンベロープ波形を微分す
   る微分回路と、上記微分回路の微分出力が成る設定値よ
   り大きい場合信号を出力する第２比較器と、上記第１お
   よび第２比較器の出力の論理積を求める回路とを具え、
   上記論理積を求める回路の出力を楽音制御用のトリガ信
   号として用いるようにした電子楽器の包路線検出処理回
   路。 ２、前記エンベロープ検出回路が、前記入力信号のエン
   ベロープ波形を比較的ゆるやかな特性で取出す第１回路
   と、前記入力信号のエンベロープ波形を比較的急峻な特
   性で取出す第２回路とから成る回路であって、前記第１
   回路の出力を前記第１比較器に入力し、前記第２回路の
   出力を前記微分回路に人力するようにした実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の電子楽器。