JPS5850390Y2 - エンベロ−プ信号発生回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、電子楽器において楽音信号に振幅エンベロ
ープを付加する際に用いられるエンベロープ信号発生回
路に関し、特にアタックレベルが一定期間持続するよう
なエンベロープ信号を発生する回路に関する。

従来、バーカッシブ形エンベロープ信号を発生するため
の回路としては、第１図に示す構成のものが′提案され
ていた。

第１図の回路は、第図ａに示すようなキーオン信号ＫＯ
Ｎを微分回路ＤＩＦを介してＮＰＮ）ランジスタＱのベ
ースに供給し、第２図すに示す微分出力のうち正進行パ
ルスＰに基づいて（負進行パルスＮはＮＰＮ）ランジス
タＱの特性上動作に関与しない）トランジスタＱをオン
動作させるようになっている。

トランジスタＱがオン動作すると、エミッタ側に接続し
たコンテ゛ンサＣがコレクタ側のアタックレベル電位子
■４□−で急速に充電され、この後トランジスタＱがパ
ルスＰの減衰に伴ってターンオフすると、コンデンサＣ
の電荷が並列抵抗Ｒを介してＣＲの時定数で放電する。

このため、抵抗Ｒの端子電圧からなるエンベロープ信号
Ｖ。

ｕｔとしては、第２図Ｃに示すように急速にアタックレ
ベル＋ＶＡＬに立上った後ＣＲの時定数でるやかに減衰
する波形を表現するものが得られる。

通常、エンベロープ信号■。

ｕｔは、楽音信号に振幅エンベロープを付加するために
楽音信号を振幅変調する際に変調信号として用いられる
ものである。

かかるエンベロープ信号Ｖ。ｕｔで振幅変調された楽音
信号はエンベロープ信号■。

ｕｔの波形に対応した振幅エンベロープを有しているべ
きものであるが、実際には、第２図Ｃに破線波形で示す
ように必ずしもＶ。

ｕｌの波形に対応したエンベロープを有しておらず、特
にアタックレベルがＶＡＬ’に示すように低下して、ピ
ーク近傍でなだらかエンベロープ形状になり、アタック
感が失なわれることがある。

これは、楽音信号とエンベロープ信号との位相関係が一
定せず、前者のピークと後者のピークとが必ずしも同一
位置にこないことによって生ずるもので、特に楽音信号
の周波数が低い場合にその頻度が高く、同じ条件で押鍵
しても押鍵する度にアタック感が異なることになり問題
となっていた。

この考案の目的は、かかる問題点を解決した新規なエン
ベロープ信号発生回路を提供することにある。

この考案は、上記目的を達成するため、エンベロープ信
号がアタックレベルに到達した後、減衰開始するまでの
一定期間（楽音信号の１〜数波分に相当する数１０ｍ５
）のあだ、コンテ゛ンサのアタックレベルでの充電を続
行させることによってアタックレベルを持続させるよう
にしたものである。

このようにアタックレベルを一定期間持続させると、被
変調信号（楽音信号）のピークが必ずエンベロープ信号
のピークと一致するようになり、アタック感の消失を防
止することができる。

以下、添付図面に示す実施例についてこの考案を詳述す
る。

第３図は、この考案の一実施例によるエンベロープ信号
発生回路を示すもので、１０は各キースイッチＫＳＫ毎
に設けられるエンベロープ形成部である。

１１は動作時間調整用可変抵抗１１ ａを有し、キース
イッチＫＳＷからのキーオン信号ＫＯＮでトリガされる
第１のワンショット回路、１２はワンショット回路１１
の出力Ｑからなる制御信号ＴＩＰでオンオフ制御される
充電制御用ゲート、１３はワンショット回路１１の出力
Ｑで゛トリガされる第２のワンショット回路、１４は第
１ワンショット回路１１の出力Ｑと第２ワンショット回
路１３の出力ＱとをＡＮＤするＡＮＤゲート、１５はキ
ーオン信号を反転するインバータ、１６はインバータ１
５の出力信号と、ダンパペダルスイッチ１７のオンオフ
信号をインバータ１８で反転した信号とをＡＮＤするＡ
ＮＤゲートである。

１９は、キースイッチ数に対応した多数のエンベロープ
形成部（１０に相当するもの）のダンパペダル信号入力
端子（ＡＮＤゲート１６の入力端１６ ａに相当するも
の）がそれぞれ接続される共通信号ラインであり、ダン
パペダルスイッチ１７及びインバータ１８はこの共通信
号ライン１９を介して各イエンベロープ信号形成部に共
通に接続される。

２０，２１．２２は第２ワンショット回路１３の出力Ｑ
からなる制御信号Ｔ ２ Ｐ、ＡＮＤゲート１４の出力
からなる制御信号Ｔ ３ Ｐ、ＡＮＤゲート１６の出力
からなる制御信号Ｔ４Ｐでそれぞれ制御される放電制御
用ゲート、Ｃはゲート１２を介してアタックレベル電位
子ＶＡＬで充電されるコンデンサ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は
それぞれゲート２０，２１．２２を介してコンデ゛ンサ
Ｃの電荷を放電する際の時定数を決定する抵抗である。

抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は比較的小さく、抵抗Ｒ２の抵
抗値は比較的大きい。

なお、ＦＥＴ等からなるゲート１２はコンデンサＣを充
電する際に所望のアタックタイムを得ることができる程
度のオン抵抗ｒを有しているものであるが、これが非常
に小さい場合にはゲート１２に直列に充電時定数決定用
の補助抵抗を挿入すればよい エンベロープ形成部１０から出力されるエンベロープ信
号■。

ｕｔはコンテ゛ンサＣの端子電圧からなっており、この
信号■。

ｕｔは振幅変調回路３０に加えられるようになっている
。

振幅変調回路３０において、３１はトーンジェネレータ
（ＴＧ）からの楽音信号ＩＮでオンオフ制御されるゲー
ト、Ｒｏはこのゲート３１にエンベロープ信号Ｖ。

ｕｔを供給する負荷抵抗である。

振幅変調された楽音信号ＯＵＴはゲート３１と負荷抵抗
Ｒ８どの接続点から取出される。

次に第４図を参照して、上記回路の動作を説明する。

キーオン信号ＫＯＮ（第４図ａ）は、キーオン時ｔ１に
低から高になり、キーオフ時ｔ４に高から低になるもの
とする。

また、時点ｔ１以前の初期状態では、コンテ゛ンサＣは
放電しきっており、その端子電圧がイニシャルレベル電
位Ｖｏ−（接地電位）にあるものとする。

さらに、ダンパペダル（図示せず）をふまず、スイッチ
１７をオフ状態に維持しておくものとする。

時点ｔ１でキーオンがあり、キーオン信号ＫＯＮが低か
ら高になると、第１ワンショット回路１１がトリガされ
て、制御信号ＴＩＰ（第４図ｂ）が低から高に変化する
。

ここで、ワンショット回路１１の動作時間Ｔ、（信号Ｔ
１Ｐのパルス幅）は予め可変抵抗１１ ａの調整により
次のように設定されている。

すなわち、コンデンサＣの充電時の時定数ｒＣで決まる
イニシャルレベルＶＩＬからアタックレベルＶ Ａｌ、
への到達時間Ｔ８とワンショット動作時間Ｔ１との差Ｔ
、が楽音信号ＩＮの１周期より長く、好ましくは数周期
に等しくなるように設定されている。

差期間Ｔ５をあまり長くするとアタック感が減少するの
で、アタック感の減少を無視しうるような範囲で差期間
Ｔｂを定め、しかる後に充電時定数ｒＣを考慮してワン
ショット動作時間Ｔ１を定めるのがよい。

さて、時点ｔ１で゛はワンショット回路１１の出力０が
高から低にかわるので、ＡＮＤゲート１４の出力からな
る制御信号Ｔ３Ｐ（第４図ｄ）も高がら低に変化する。

また、イバータ１５の出力が高から低にかわることによ
ってＡＮＤゲート１６の出力、すなわち制御信号Ｔ４Ｐ
（第４図ｅ）も高がら低に変化する。

なお、第２ワンショット回路１３は第１ワンショット回
路１１の出力Ｑが低がら高になるとき（すなわち第１ワ
ンショット回路１１の動作完了時点ｔｚ）にトリガされ
るので゛、その出力Ｑ＝Ｔ２Ｐ（第４図Ｃ）は時点ｔ１
〜ｔ２期間中イ氏のままである。

また、前提条件として、ダンパペダルをふんでいない時
、すなわちスイッチ１７がオフ状態の時は、ＡＮＤゲー
ト１６の入力端子１６ ａの信号状態は常に高であるの
で、制御信号Ｔ４Ｐは、キーオン信号ＫＯＮを反転した
ものＫＯＨに等しく、それゆえｔ１〜ｔ４の期間中低の
ままである。

以上の動作の結果、出力信号■。

ｕｌの波形は第４図ｆのようになる。

すなわち、時点ｔ１でゲート１２がオンするので、コン
テ゛ンサＣはｒＣからなる時定数でＶＩＬレベルからＶ
ＡＩ−レベルに向けてＴ８の期間中急速に充電されてそ
の端子電圧を急速に上昇させるとともに、期間Ｔａの経
過後も期間Ｔ、中はゲート１２がオンしたままであり且
っゲー）２０，２１゜２２もオンしたままであるので、
コンデンサＣの端子電圧は＋Ｖ ＡＩ−のレベルを持続
することになる。

次に、時点ｔ２で第１ワンショット回路１１の動作が完
了して第２ワンショット回路１３が′トリガされると、
第２ワンショット回路１３の出力Ｑからなる制御信号Ｔ
２Ｐが低がら高になる。

ここで、第２ワンショット回路１３の動作時間は、コン
デンサＣの充電電荷を抵抗Ｒ１を介して放電させたい時
間に対応して定められるものである。

この例では、第４図の時点ｔ２からｔ３までの期間が第
２ワンショット回路１３の動作時間になっている。

時点ｔ２〜ｔ３のあいだ第２ワンショット回路１３の出
力Ｑはイ氏で゛あるので゛、ＡＮＤゲート１４の出力、
すなわち制御信号Ｔ３Ｐもこの期間（ｔ２〜ｔ３）のあ
いだ低レベルを維持する。

従って、ｔ２〜ｔ３の期間中は、ゲート２０のみがオン
となり、コンテ゛ンサＣは抵抗Ｒ１を介して第４図ｆに
示すように比較的小さいＣＲ１になる時定数で放電する
。

そして、時点ｔ３になると、制御信号Ｔ２Ｐが高から低
にかわるのでゲー１〜２０はオフ制御され、Ｒ１を介し
ての放電は停止される。

時点ｔ３において、第２ワンショット回路１３の出力Ｑ
が低から高になると、制御信号Ｔ３Ｐが低から高に変化
し、ゲート２１がオンする。

このため、コンデンサＣは抵抗Ｒ２を介して第４図ｆに
示すように比較的大きいＣＲ２なる時定数でゆるやかに
放電する。

さらに、時点ｔ４においてキーオフされ、キーオン信号
ＫＯＮが高から低になると、制御信号Ｔ４Ｐ（これは前
述のようにＫＯＮに等しい）は、低がら高になり、ゲー
ト２２がオンする。

従って、時点ｔ４以降は、コンデンサＣは並列抵抗Ｒ２
及びＲ３を介して第４図ｆに示すようにＣ（Ｒ２／Ｒ３
）なる時定数で急速に放電する。

以上は、ダンパペダルをふまないでダンパペダルスイッ
チ１７がオフ状態にある場合の動作であるが、キーオフ
以前にダンパペダルをふんで、スイッチ１７をオン状態
にした場合には、次のような動作になる。

すなわち、ＡＮＤゲート１６の入力端子１６ａの信号状
態が低であるので、時点ｔ４でキーオフしてもＡＮＤゲ
ート１６の出力、すなわち制御信号Ｔ４Ｐが高にならな
い。

従って、コンテ゛ンサＣは、第４図ｆに実線で示すよう
に時点ｔ４以降もひきつづきＣＲ２なる時定数でゆるや
かに放電する。

以上のようにして発生される第４図ｆのエンベロープ信
号■。

ｕｔはピアノ音を模擬するのに好適なもので、振幅変調
回路３０に供給されて楽音信号ＩＮを振幅変調するのに
使用される。

第５図は、この考案の他の実施例によるエンベロープ信
号発生回路を示すもので、第３図におけると同一部分に
は同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

この例の回路の特徴とするところは、第６図Ｃに示すよ
うに二段状減衰カーブの移り変り点のレベルＶＢＬを電
圧に応じて可変制御しうるようにするため、ゲート２０
に＋ＶＢＬの電位源を接続し、ゲート２０．２１をワン
ショット回路１１の出力Ｑ＝ＴＩ Ｐで制御する横取に
した点にある。

この結果、第３図の第２ワンショット回路１３は設けら
れておらず、ゲート２０と抵抗Ｒ１との間に逆流防止ダ
イオードＤが直列接続されている。

次に、第６図を参照して第５図の回路の動作を説明する
。

キーオン信号ＫＯＮ（第６図ａ）に応じてワンショット
回路１１がＴ１の期間動作して制御信号ＴＩＰ（第６図
ｂ）を発生し、それによって第６図Ｃに示すようにＶ
１ｔ、レベルからＶＡＬレベルへｒＣなる時定数で急速
に立上りその後ＶＡＬレベルを期間Ｔ１の終了時まで持
続する波形が得られることは前述例と同様である。

この後、ｔ２の時点において、制御信号ＴＩＰが高から
低になると、ゲート１２がオフすると共に、制御信号Ｔ
ＩＰが低から高になるのでゲーＩ・２１がオンし、コン
デンサＣは並列抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して第６図Ｃに示す
ようにＣ（Ｒ１／Ｒ２）なる時定数で急速に放電する。

この放電は、コンデンサＣの端子電圧が＋ＶＢＬにほぼ
等しくなる時点ｔ３まで継続される。

時点ｔ３において、コンデンサＣの端子電圧＋ＶＢＩ−
にほぼ等しくなると、抵抗Ｒ１を介しての放電は停止さ
れ、時点ｔ３以降は、抵抗Ｒ２のみを介して第６図Ｃに
示すようにＣＲ２なる時定数で放電が行なわれる。

時点ｔ４でキーオフされると、ダンパペダルスイッチ１
７がオフしている場合には、制御信号Ｔ４Ｐが高になる
のでゲート２２がオンしてコンテ゛ンサＣは抵抗Ｒ２、
Ｒ３を介して第６図Ｃに示すようにＣ（Ｒ２／Ｒ３）な
る時定数で急速に放電する一方、ダンパペダルスイッチ
１７がオンしている場合には、制御信号Ｔ４Ｐが低であ
るため、ゲート２２はオンせず、コンデンサＣは抵抗Ｒ
２のみを介して第６図に示すようにＣＲ２なる時定数で
ゆるやかに放電する。

以上のようにして得られる第６図Ｃに示すようなエンベ
ロープ信号■。

ｕｔもピアノ音を模擬するのに好適なもので、振幅変調
回路３０に導かれて楽音信号ＩＮを振幅変調する際の変
調信号として使用される。

上記実施例の説明では、エンベロープ形成部１０を各キ
ー毎に設けるようにしたが、これは、キー数より少ない
数（通常１０以下）の楽音形成チャンネルを有する電楽
器の場合には各チャンネル毎に設け、発音周波数制御信
号（キー電圧又はキーコード信号など）に応じてワンシ
ョット動作時間（Ｔ１）を可変制御するようにしてもよ
い。

また、キーの打鍵速度、打鍵強度等をタッチセンサで検
知するようにしている電子楽器では、タッチセンサの出
力に応じて波形形成用電位レベル（ＶＡＬ、ＶＢＩ−な
ど）やワンショット動作時間（Ｔ１）を制御するように
してもよい。

以上に詳述したこの考案のエンベロープ信号発生回路は
、アタックレベルが被変調信号の１周期より長い所定期
間のあいだ持続するようなエンベロープ信号を発生しう
るので、被変調信号をこのエンベロープ信号で振幅変調
した場合には位相関係等によってアタックレベルにばら
つきが生ずることは全くなくなり、快適な楽音を得るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のエンベロープ信号発生回路を示す回路
図、第２図は、第１図の回路の動作を説明するための信
号波形図、第３図は、この考案の一実施例によるエンベ
ロープ信号発生回路を示す回路図、第４図は、第３図の
回路の動作を説明するための信号波形図、第５図は、こ
の考案の他の実施例によるエンベロープ信号発生回路を
示す回路図、第６図は、第５図の回路の動作を説明する
ための信号波形図である。 １０・・・・・・エンベロープ形成部、１１．１３・・
・・・・ワンショット回路、１２．２０〜２２・・・・
・・ゲート、Ｒ１−Ｒ３・・・・・・時定数決定用抵抗
、Ｃ・・・・・・充放電用コンテ゛ンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コンテ゛ンサの充放電を利用することにより、キーオン
   タイミングに同期して所定のアタックレベルまで立上り
   その後減衰する形のエンベロープ信号を発生させるよう
   にしたエンベロープ信号発生回路において、前記アタッ
   クレベルへの到達時間より長い持続時間を有するパルス
   を前記キーオンタイミングに同期して発生する第１の回
   路手段と、前記アタックレベルへの到達後前記パルスが
   持続する限り前記アタックレベルを維持すべく前記コン
   デンサの充電又は放電を制御する第２の回路手段とを設
   け、前記パルスの持続時間と前記アタックレベルへの到
   達時間との差を、前記エンベロープ信号で振幅変調され
   る被変調信号の１周期より長く設定したことを特徴とす
   るエンベロープ信号発生回路。