JPS5911117B2 - 調律用基準周波数信号発生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、各種の楽器の調律を行なう際に必要とされ
る基準周波数信号を発生する回路に関し、特にピッチや
調律カーブに関するデータをデジタル回路で処理するこ
とにより種々の基準周波数倍ク０ 号を正確、簡単且つ
迅速に発生させるようにしたものである。

従来、楽器調律器においては、インダクタンス（転）、
キャパシタンス（Ｃ）、抵抗（代）等の回路定数を変化
させて種々の基準周波数を得るようにしたアナ２５ ロ
グ回路構成の基準周波数信号発生回路が広く採用されて
いる。

しかし、これには、基準周波数の変化が連続的である利
点がある反面、（１）基準周波数の安定性や精度が低く
、楽器を±１セント以内に調律するなどということは事
実上不可能である３０こと、（２）ピッチの変化や調律
カーブにしたがつて基準周波数を発生させたい場合には
その都度補正値表等を参照してＬ、Ｃ、Ｒ等の回路定数
を変化させる必要があり、手続的に煩雑で、多大な時間
と労力を要すること、（３）発生可能な基準周波数の３
５範囲が比較的狭いため、特定の音を調律器で調律した
後、その音を基準にして他の音を調律するといつた作業
を必要とする場合が多く、このため調律作業の能率が低
下されると共に、全体としての調律精度も低下されるこ
となどの欠点がある。この発明の目的は、これらの欠点
をなくした新規な調律用基準周波数信号発生回路を提供
することにある。この発明による回路は、必要な基準周
波数に対応した周波数変更比（分周比又は逓倍比）ゼー
タを種々のピツチ又は調律カーブによる補正を施したも
のも含めて記憶装置に記憶させておき、この記憶装置か
ら読出される周波数変更比データに応じて可変周波数発
振回路を制御して所望の基準周波数信号を得るようにし
たことを特徴とするもので、以下、添付図面に示す実施
例について詳細に説明する。

第１図は、この発明による調律装置で利用可能な種々の
調律特性を示すもので、横軸に平均律音階にもとづく周
波数ｆを、縦軸にその周波数からどの程度ずらせて調律
するかをセント値Ｃで表わしたものである。

１は全音域にわたつて平坦なものを示し、２は低音域で
はより低く且つ高音域ではより高く調律する場合の一例
を示し、２Ａ又は２Ｂはそれぞれピツチを高く（例えば
Ａ４＝４４４Ｈｚ）又は低く（例えばＡ４＝４４０Ｈｚ
）設定することによりカーブ２をそれぞれ上又は下にシ
フトした場合を示し、３は低音域ではより低く且つ高音
域ではより高く調律する場合の他の例を示す。

この発明による調律装置は、第１図に例示したような種
々の調律特性に適合するように各オクターブの各音名毎
に基準周波数信号を発生させて各音名毎に調律を行なえ
るようにしたもので、１台の装置でピツチの変更又は調
律カーブの変更に対処できる点で非常にユニークなもの
である。第２図は、上記したような種々の調律特性を発
揮できるように構成されたこの発明の一実施例による調
律装置を示すもので、１０は楽器音を検知してこれを対
応する電気信号に変換するマイクロホン（ＭＩＣ）のよ
うな音響一電気変換器、１２は音響一電気変換器１０の
出力信号から高周波雑音等を除くフイルタ及びそのフイ
ルタ出力を増幅するアンプ（ＡＭＰ）等を含む増幅回路
、１４は増幅回路１２の出力信号から基本波を抽出する
基本波抽出回路である。１６は、あるスケール（音階）
の音名を指定する第１の指定部１６ａ、ピツチを指定す
る第２の指定部１６ｂ、オクターブを指定する第３の指
定部１６ｃ、調律カーブを指定する第４の指定部１６ｄ
を含む周波数指定操作回路であつて、図示しないキース
イツチ等の操作子の操作に応じて音名指定信号、ピツチ
指定信号、オクターブ指定信号、調律カーブ指定信号か
らなる基準周波数指定信号ＦＳを送出するようになつて
いる。

１８は、基準周波数指定信号ＦＳによつて指定される基
準周波数の信号Ｆ。

を発生する基準周波数信号発生回路であつて、その詳細
は第３図について後述される。基本数抽出回路１４から
送出される基本波信号ｆと、基準周波数信号発生回路１
８から送出される基準周波数信号Ｆ。

とは、比較回路２０で比較され、比較回路２０は、比較
入力ｆ及びＦ。の差に応じた比較出力を表示装置２２又
は自動調律系２４に供給するようになつている。表示装
置２２は、被調律周波数ｆの基準周波数Ｆ。からのずれ
を、例えばセント値でデジタル表示するようになつてお
り、自動調律系２４は、被調律周波数ｆの基準周波数Ｆ
。からのずれを最小にするように調律ピン等を自動的に
回転駆動するものである。従つて、第２図の調律装置に
よれば、周波数指定操作回路１６で適宜キースイツチ等
の操作子を操作することにより各オク．ターブの各音名
毎に所望の調律特性に適合した基準周波数Ｆ。を発生さ
せ、この基準周波数Ｆ。と被調律周波数ｆとのずれを検
知し、そのずれ信号を表示又は自動調律に供することが
できるものである。次に、第３図を参照して基準周波数
信号発生回路１８の詳細を説明する。

可変周波数発振回路３０は、水晶発振器等の安定な固定
発振器（０ＳＣ）３２と、この０ＳＣ３２から発生され
る周波数信号Ｆｓを、制御入力としての分周比データＤ
Ｓが示す分周比で分周するプログラマブル・カウンタか
らなる可変分周回路３４とをそなえており、可変分周回
路３４から送出される周波数信号ＦＴはオクターブ用分
周器回路３６で適宜オクターブ分周される。

ゲート回路３８は、第２図の周波数指定操作回路１６か
ら供給されるオクターブ指定信号０Ｃに応じて分周器回
路３６の各分周段からの周波数信号を導出するもので、
トツプオクターブに関しては周波数信号ＦＴをそのまま
導出すると共に、下位オクターブに関しては対応する分
周段からの周波数信号（ＦＴの１／２、１／４、１／８
等）をそれぞれ導出するように作用する。ゲート回路３
８の出力信号Ｆ。は基準周波数信号であり、第２図の比
較回路２０に供給される。一方、可変分周回路３４に供
給される分周比データＤＳを形成するための回路におい
ては、デコーダ４０と、リード・オンリー・メモリ（Ｒ
ＯＭ）４２とが設けられており、第２図の周波数指定操
作回路１６から音名指定信号ＮＴ、ピツチ指定信号ＰＴ
、オクターブ指定信号０Ｃ、調律カーブ指定信号ＴＣを
含む周波数指定信号ＦＳが供給されている。

デコーダ４０は、音名指定信号ＮＴ、ピツチ指定信号Ｐ
Ｔ、オクターブ指定信号０Ｃ、調律カーブ指定信号ＴＣ
を入力としてＲＯＭ４２の番地指定信号を形成するため
のもので、音名と、ピッチと、オクターブと、調律カー
ブとの組合せに応じてＲＯＭ４２のデータ読出番地を指
定するようになつている。

ＲＯＭ４２は、音名指定信号ＮＴによつて指定されるＣ
．ｃ＃・・・・・・・・・Ｂの各音名に対応したトツプ
オクターブの基準周波数を得るために必要な分周比デー
タを記憶すると共に、この分周比データに対してピツチ
、オクターブ及び調律カーブの変更に応じて補正を施し
て形成した分周比データを各音名毎に記憶しており、デ
コーダ４０の出力信号が特定の読出番地を指定するたび
にその番地の分周比データが読出されるようになつてい
る。

すなわち、ＲＯＭ４２からは、周波数指定信号ＦＳによ
つて指定されるピツチ又は調律カーブに対応してトツプ
オクターブの各音名に対応した分周比データが読出され
ると共に、トツプオクターブ以外のオクターブについて
はトツプオクターブの分周比データに対して指定のピツ
チ又は調律カーブに応じて補正を施した分周比データが
各音名毎に読出され、その読出データによつて分周比デ
ータＤＳが形成されるようになつている。ここで、ＲＯ
Ｍ４２からの分周比データＤＳの示す値ＮからＮ＋１に
増加したものとすると、（Ｎ＋１）／Ｎなる比が第３図
の回路における特定音名に関する最隣接周波数間の隣接
度を決定することになる。

すなわち、Ｘセントきざみの周波数を得るには、セント
値の定義によりが最低条件である。

必要な最大周波数をＦｍとし、発振源周波数をＦｓとす
ると、Ｆｍ≦Ｆｓ／Ｎであるから、ｘを１セントとし、
ＦｍをＢ，の音名に対応した約４ＫＨｚと７すると、Ｎ
〉１７３０、Ｆｓ〉６．９ＭＨｚとなる。従つて、０Ｓ
Ｃ３２の水晶発振周波数はＦｓ〉６．９ＭＨｚに設定さ
れる。また、可変分周回路３４を構成するプログラマブ
ル・カウンタとしては、Ｎ〉１７３０であるが、Ｂ７と
同一オクターブ内の最低音Ｃ７とＢ７との周波数比が倍
近くあるので、１２ビツトのものが必要である。さらに
、調律カーブをｎ１種類、ピツチの種類をＮ２種類とし
てピアノの８８鍵を調律しようとすると、１２ビツトの
データが８８×ｎ１×Ｎ２ワードとなり、ＲＯＭ４２と
しては、このようなメモリ容量のものを用いればよい。
上記した第３図の回路によれば、ＲＯＭ４２から送出さ
れる分周比データＤＳによつて可変分周回路３４を制御
し、その分周比を指定することによつて可変分周回路３
４の出力側にはトツプオクターブの各音名に対応した形
で、又はトツプオクターブの各音名に関してピツチない
し調律カーブによる補正を適宜付加した形で周波数信号
ＦＴが取出され、この周波数信号ＦＴを分周器回路３６
で必要に応じて適宜オクターブ分周し且つゲート回路３
８で適宜導出することにより、周波数指定操作回路１６
（第２図）で指定したものに対応する基準周波数信号Ｆ
。が得られるものである。そして、この基準周波数信号
Ｆ。は、ピツチの変更ないし調律カーブの変更に応じた
形で各オクターブの各音名毎に発生されるので、これに
基づいて動作する第２図の調律装置は、第１図に例示し
たような種々の調律特性に応じた調律操作を正確、簡単
且つ迅速に行なうことができるものである。第４図は、
第３図の回路において使用可能な他の可変周波数発振回
路５０を示すもので、５２は水晶発振器等の安定な固定
発振器（０ＳＣ）、５４は一方の入力端に０ＳＣ５２か
らの周波数信号Ｆ。ｓが供給される位相検波回路（ＰＤ
）、５６はＰＤ５４の出力信号からリプル分を除去して
直流出力を発生するローパスフイルタ（ＬＰＦ）、５８
は、ＬＰＦ５６の出力信号で発振周波数が制御され、０
ＳＣ５２の出力周波数Ｆ。ｓｆ）Ｋ倍の周波数で発振す
る電圧制御型可変周波数発振器（ＶＣＯ）、６０はＶＣ
Ｏ５８からの周波数信号を１／Ｋ分周するプログラマブ
ル・カウンタからなる分周器であり、分周器６０の分周
出力はＰＤ５４の他方の入力端に供給されている。すな
わち、第４図の回路は、ＰＬＬ（フエーズ・ロツク・ル
ープ）を用いた周波数逓倍回路として動作するようにな
つており、ＶＣＯ５８の出力端からは安定した周波数逓
倍出力ＫｆＯ８が得られるものである。そして、この回
路を第３図の回路で用いるにあたつては、分周器６０の
制御入力として、周波数逓倍比Ｋを示すデータＤＳ′を
加えるようにする。この逓倍比データＤＳ！は、第３図
の回路で形成できるが、そのためにはＲＯＭ４２のデー
タを逓倍比Ｋに関して定めなおせばよい。以上に詳述し
たように、この発明の調律用基準周波数信号発生回路に
よれば、次のような優れた作用効果が得られる。

（１）単一の回路でありながら、多機能である。

すなわち、平坦な調律特性、種々のピツチあるいは種々
の調律カーブに応じて任意のオクターブの任意の音名に
対応した基準周波数が得られる。このことは、調律に要
する時間と労力を大幅に低減させるのを可能にする。（
２）安定な固定発振器とデジタル回路との組合せである
ため、動作の安定性が高く且つ高精度であり、このため
、例えば従来不可能であつた±１セント程度の調律を安
定して行なうことができる。

（３） トツプオクターブの各音名毎に形成した周波数
信号を適宜オクターブ分周することにより他のオクター
ブの各音名に対応した基準周波数を得るようにしたので
、これを全オクターブの各音名に対応して直接的に得る
ようにした場合に比べて、回路構成が大幅に簡略化され
、このことは、調律装置の小型化及び軽量化を達成する
上で非常に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による調律装置の調律特性図、第２
図は、この発明の一実施例による調律装置を示すプロツ
ク図、第３図は、第２図の装置における基準周波数信号
発生回路の詳細を示す回路図、第４図は、第３図の回路
において使用可能な他の可変周波数発振回路を示す回路
図である。 １６・・・・・・周波数指定操作回路、１８・・・・・
・基準周波数信号発生回路、３０，５０・・・・・・可
変周波数発振回路、３６・・・・・・オクターブ用分周
器回路、３８・・・・・・基準周波数信号導出用ゲート
回路、４０・・・・・・番地指定信号形成用デコーダ、
４２・・・・・・分周比データ記憶用リード・オンリー
・メモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）あるスケールの音名と、ピッチ及び調律カー
   ブの少なくとも一方のものとを指定する操作に基づいて
   、発生すべき基準周波数を指定する周波数指定信号を送
   出する周波数指定操作回路と、（ｂ）前記周波数指定信
   号によつて指定される基準周波数を得るために必要な周
   波数変更比データを記憶する記憶装置と、（ｃ）この記
   憶装置から読出される周波数変更比データに基づいて発
   振源周波数に適宜変更を加えることにより、指定された
   基準周波数をもつた基準周波数信号を出力する可変周波
   数発振回路とを具備することを特徴とする調律用基準周
   波数信号発生回路。 ２ （ａ）あるスケールの音名と、オクターブと、ピッ
   チ及び調律カーブの少なくとも一方のものとを指定する
   操作に基づいて、発生すべき基準周波数指定信号を送出
   する周波数指定操作回路と、（ｂ）この周波数指定操作
   回路で指定される各オクターブの各音名に対応した基準
   周波数を得るために必要なトップオクターブの各音名に
   関する周波数変更比データを記憶する記憶装置と、（ｃ
   ）この記憶装置から読出される周波数変更比データに基
   づいて発振源周波数に適宜変更を加えることにより、ト
   ップオクターブの各音名に関する周波数信号を出力する
   可変周波数発振回路と、（ｄ）前記周波数指定操作回路
   で各オクターブが指定されるのに応じて前記可変周波数
   発振回路からの周波数信号をトップオクターブについて
   はそのまま、下位オクターブについては適宜分周してそ
   れぞれ導出することにより、指定された基準周波数をも
   つた基準周波数信号を出力する出力回路とを具備するこ
   とを特徴とする調律用基準周波数信号発生回路。