JPS5932799B2

JPS5932799B2 - 電子楽器

Info

Publication number: JPS5932799B2
Application number: JP50120519A
Authority: JP
Inventors: 隆俊奥村; 島司岡本
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1975-10-06
Filing date: 1975-10-06
Publication date: 1984-08-10
Also published as: JPS5244625A; US4131049A; DE2644903A1

Description

【発明の詳細な説明】この発明はメモリから読み出した多数の楽音組成波形を
混合して単一の楽音波形を形成するようにした電子楽器
の改良に関する。

メモリに記憶した波形を読み出すことにより楽音波形を
作り出す方式の電子楽器は種々開発されているが、この
発明は、楽音を構成する各次高調波成分に対応する複数
の正弦波形をメモリから読み出しこれらの正弦波形を適
宜の振幅比で混合することにより所望の楽音を作り出す
方式の電子楽器を対象とする。

このような方式の電子楽器において、多数の高調波成分
を含む楽音を得ようとする場合、各次数に対応する正弦
波を記憶したメモリを高調波の数だけ必要とするため、
メモリ数が多くなり不経済であつた。また、各メモリは
同一のアドレス信号によつて読み出されるようになつて
いるため、正弦波１周期のサンプル点数は高次の高調波
になるほど少なくなる。従つて波形の分割度を良好に維
持するためにはサンプル点数を多くしなければならず、
高調波数を増すほどサンプル点数を多く必要とし、各メ
モリの容量を増さねばならなくなるという欠点がある。
この発明は上記のような欠点を克服し、多数の高調波を
含む楽音を経済的に得るようにすることを目的とする。

この発明は、限定された数ｎの高調波（１次、２次、３
次、・・・・・・ｎ次）に対応する正弦波をそれぞれ記
憶したメモリを具えると共に、矩形波あるいは三角波あ
るいは鋸歯状波などの高調波成分を多く含む波形を記憶
したメモリを更に具え、各メモリを同一のアドレス信号
によつて読み出した後読み出した各波形を所望の振幅比
で適宜混合することにより所望の楽音を形成しようとす
るものであり、使用するメモリの数に比べて得られる高
調波の数ははるかに多くなるという特徴を有している。
以下この発明を添付図面の実施例に関して詳細に説明す
る。

第１図において押鍵検出回路２は鍵盤１に配された各鍵
のキースイッチのオンまたはオフ動作を検出し、押圧さ
れた鍵を識別する信号を出力する。

発音割当て回路３は押鍵検出回路２から前記押圧された
鍵を識別する信号を受入して、この信号が表わす鍵の発
音を同時最大発音数（例えば１２音）に対応するチヤン
ネルのいずれかに割当てる。発音割当て回路３は各チヤ
ンネルに対応する記憶位置を有し、或る鍵の発音が割当
てられたチヤンネルに対応する記憶位置にその鍵を表わ
すキーコードＫＣを記憶し、各チヤンネルに記憶したキ
ーコードＫＣを時分割的に順次出力する。従つて、鍵盤
１で複数の鍵が同時に押圧されている場合、各押圧鍵は
それぞれ別個のチヤンネルに発音割当てされ、各チヤン
ネルに対応する記憶位置には割当てられた鍵を表わすキ
ーコードＫＣがそれぞれ記憶される。各記憶位置は循環
型のシフトレジスタによつて形成することができる、ま
た、発音割当て回路３は押圧鍵が発音割当てされたチヤ
ンネルにおいて発音がなされるべきであることを表わす
アタツク開始信号（またはキーオン信号）ＡＳを各チヤ
ンネル時間に同期して時分割的に出力する。

更に、各チヤンネルに発音割当てされた鍵が離鍵され、
これにより発音が減衰状態となるべきことを表わすデイ
ケイ開始信号（またはキーオフ信号）ＤＳを各チャンネ
ル時間に同期して時分割的に出力する。これらの信号Ａ
Ｓ，ＤＳは楽音の振幅エンベロープ制御（発音制御）の
ために利用される。更に、発音割当て回路３では、後述
するエンベロープ発生回路４からそのチヤンネルにおけ
る発音が終了した（デイケイが終了した）ことを表わす
デイケイ終了信号ＤＦを受入し、この信号ＤＦにもとづ
いて当該チャンネルに関する各種記憶をクリアし発音割
当てを完全に解消するクリア信号ＣＣを出力する。また
キーコードＫＣの送出に同期して、そのキーコードＫＣ
がどの鍵盤の鍵に関するものであるかを表わす鍵盤信号
ＵＥ，ＬＥ，ＰＥを出力する。どの鍵盤のものであるか
ということは、キーコードＫＣに含まれる鍵盤を表わす
ビツトの内容によつて知ることができる。なお、発音割
当て回路３あるいは押鍵検出回路２の詳細回路例は特に
図示しない。

これらの回路としては、例えば、既に公開されている特
願昭４７−１２５５１３号（特開昭４９−８４２１５号
）・発明の名称［キーデータ信号発生装置」あるいは特
願昭４７−１２５５１４号（特開昭４９８４２１６号）
・発明の名称「キーアサイナ」の明細書中に開示された
装置を使用することができる。勿論、上記出願の明細書
中に開示された装置以外の装置によつて押鍵検出回路２
、発音割当て回路３を構成することもできるが、ここで
は特に詳述しない。発音割当て回路３から送出されるキ
ーコードＫＣぱ押圧鍵を表わしているため、このキーコ
ードＫＣは該キーコードＫＣに対応する鍵の楽音周波数
に固有の数値情報Ｆを周波数情報記憶装置５から読み出
させるアドレス指定信号として使用される。

周波数情報記憶装置５は各鍵のキーコードに対応した周
波数情報Ｆ（定数）を予じめ記憶した、例えばリードオ
ンリーメモリによつて構成されており、或るキーコード
ＫＣが加えられるとそのコードが指定するアドレスに記
憶した周波数情報Ｆを読み出す。

周波数カウンタ６においてこの周波数情報Ｆを規則的に
逐次累算して一定の時間毎に楽音波形の振幅をサンプリ
ングするようにしているため、周波数情報Ｆは当該鍵の
楽音周波数に比例したデジタル的数値であり、例えば特
願昭４８４１９６４号（特開昭４９−１３０２１３号）
・発明の名称「電子楽器」の明細書中に開示したような
１５ビツトの２進数値信号である。この周波数情報Ｆは
１０進数で表わすと小数点以下の値を含む数値であり、
１５ビツトのうち最上位ビツトが整数に相当し、下位の
１４ビツトが小数点以下の値を表わしている。周波数情
報Ｆの値は或る一定のサンプリング速度のもとで楽音周
波数の値が特定されれば一義的に決定される。

例えば、周波数カウンタ６で周波数情報Ｆを逐次累算し
た値ＱＦ（但しｑ−１、２、３、・・・・・・）が１０
進数で６４になつたとき、１楽音波形のサンプリングが
完了するとし、かつ、全チヤンネル時間が１循環する１
２μｓ毎にこの累算が行なわれるとすれば、という式に
よつて、周波数情報Ｆの値が決定される。

ｆは楽音の周波数である。このＦの値を得べき周波数ｆ
に対応して記憶装置５に記憶すればよい。例えばＣ２音
に相当する楽音周波数は６５．４０６ＨＺであるからＦ
の値は０．０５２３２５となる。

他の音に関しても同様にしてＦの値が定められる。周波
数カウンタ６は各チヤンネルの周波数情報Ｆを一定のサ
ンプリング速度で（各チャンネル時間毎に１２μＳの速
さで）累算するカウンタであり、累算値ＱＦを得て、サ
ンプリング時間毎（１２μｓ）に読み出すべき楽音波形
の位相を進める。

累算値ＱＦが１０進数の６４に達したときオーバフロー
してＯに戻り、１楽音波形の読み出しを完了する。１０
進数の６４は６ビツトの２進信号で表わすことができる
ので、１５ビツト目が整数第１位である周波数情報Ｆを
累算し、その累算値ＱＦが６４になるまで計数結果を保
持するためには１語長が２０ビツト（下位桁１４ビツト
が小数部、上位桁６ビツトが整数部）のカウンタで構成
する。

周波数カウンタ６は、各チヤンネルで時分割共用するた
めに２０ビツトの加算器と１２語×２０ビツトのシフト
レジスタによつて構成すると好都合である。周波数カウ
ンタ６の出力ＱＦのうち整数部の上位桁６ビツトのデー
タが波形メモリ群７に加わり、該メモリ群７のアドレス
入力となる。波形メモリ群７は各次高調波に対応する複
数の正弦波波形メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２及びその他の音
源波形メモリ（例えば三角波波形メモリ７１、鋸歯状波
波形メモリ７２、矩形波波形メモリ７３など）を有して
おり、各メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２，７ｌ〜７３は周波数
カウンタ６から供給される同一のアドレス信号（ＱＦ）
によつて読み出される。

正弦波メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２は１２個の高調波周波数
に夫々対応する正弦波波形を各別に記憶しているもので
、例えばメモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２に記憶する各高調波の
次数は１（基本波）、２、３、４、５、６、７、８、１
０、１２、１４、１６の１２種類である。また音源波形
メモリ７１〜７３は基本波と同一周波数の三角波、鋸歯
状波及び矩形波を各別に記憶している。これらの波形メ
モリＷＭｌ〜ＷＭｌ２，７ｌ，７２及び７３はデジタル
的なアドレス入力が指定するサンプル点の波形振幅値を
アナログ量で読出すようになつており、例えば本出願人
が先に出願した特願昭４７−１０６９４５号（特開昭４
９−６６１２１号）「半導体波形記憶装置」の明細書中
に開示したような構成のメモリを使用することができる
。すなわち、波形の各サンプル点振幅値電圧を電子スイ
ツチング素子群のスイツチング動作により任意に取出し
得るように構成しておき、デジタルアドレス信号の入力
に応じて所要のスイツチング動作を行なわせて該アドレ
スが指定するサンプル点の振幅値電圧を読出すように構
成する。勿論、リードオンリーメモリ等で各メモリＷＭ
ｌ〜ＷＭｌ２，７ｌ〜７３を構成し、デジタル量の振幅
値を読み出した後デジタル−アナログ変換器によつてア
ナログ量に変換するようにしてもよい。なお、周波数カ
ウンタ６からメモリ群７に加わるアドレス入力が６ビツ
トのデータである場合は６４通りのアドレスが形成され
るから、各メモリＷＭ，〜ＷＭｌ２、及び７１〜７３の
サンプル点数は６４となる。

また各メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２，７ｌ〜７３ぱ同じ内容
のアドレスによつて同時に読み出されるようになつてい
るため、各正弦波メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２に記憶されて
いる波形の数は必ずしも１波形（１周期）ではなく、そ
の高調波次数に応じた数（周期数）の波形が記憶されて
いる。例えばメモリＷＭｌは正弦波１波形（１周期）を
６４サンプル点で記憶しており、メモリＷＭｌ２は正弦
波１６波形（１６周期）を６４サンプル点で記憶してい
る。また各音源波形メモリ７１〜７３は１周期波形を６
４サンプル点で記憶している。従つて周波数カウンタ６
の出力は１種類でも、波形メモリ群７からは周波数が調
和関係にある１２種類の正弦波信号と、それぞれ独自の
周波数スペクトルで多数の高調波成分を含有する三角波
信号、鋸歯状波信号、及び矩形波信号とを夫々得ること
ができる。すなわち、複数種の音源波形（正弦波を含む
）が並列的に出力される。これらの音源波形（楽音組成
波形）のレベルは夫々同一レベルであるため、組成波形
別係数記憶回路８において各高調波に対応する正弦波の
レベル及び三角波、鋸歯状波、矩形波のレベルを夫々調
整し、所望の音色が得られるように混合する。第２図に
示すように組成波形別係数記憶回路８は抵抗ミキシング
回路とアナログゲート回路よりなるものである。

波形メモリ群７から夫々供給される１２種の高調波の正
弦波信号及び三角波、鋸歯状波、矩形波信号が所望の音
色を得るために所要の組合せ及びレベルで抵抗群ＲＧに
よつて抵抗ミキシングされる。抵抗群ＲＧの各抵抗素子
の抵抗値は必要に応じて夫々異なる値であり、これらの
抵抗素子により当該抵抗素子に導かれる前記波形メモリ
ＷＭｌ〜ＷＭｌ２，７ｌ，７２，７３からの音源波形
信号の振幅レベルの係数が設定されている。或る音色の
楽音を形成するのに必要な次数の高調波（正弦波）をこ
れら各高調波成分の相対的な振幅レベル（係数）を設定
した抵抗素子に夫夫導き、更に、より多くの高調波成分
を含ませるために所要な音源波形（三角波、鋸歯状波、
矩形波のいずれか）の信号を適宜の振幅レベル（係数）
を設定した抵抗素子に導き、これらを１音色毎にミキシ
ングして夫々各別のアナログゲート回路ＡＧに入力する
ようにしている。従つてこの電子楽器で実現し得るすべ
ての音色に関して抵抗群ＲＧにおいて抵抗ミキシング回
路が各別に構成されており、これらの出力が夫々アナロ
グゲート回路ＡＧに入力されている。しかもこれらの抵
抗ミキシング回路とアナログゲート回路ＡＧとの組合せ
は各鍵盤毎に構成されており、鍵盤種類別の音色制御が
可能になつている。各ゲート回路ＡＧのゲート制御入力
側には前記発音割当て回路３からの上鍵盤信号ＵＥ、下
鍵盤信号ＬＥ、ペダル鍵盤信号ＰＥが夫々対応する鍵盤
種類のゲート回路ＡＧに加えられるようになつており、
これらの信号ＵＥ−ＰＥによつて各ゲート回路ＡＧが導
通される。

キーコードＫＣと信号ＵＥ−ＰＥのタイミングは完全に
一致しているので、或るチヤンネル時間において波形メ
モリ群７から読出された波形信号に相当する鍵が属する
鍵盤はその時点でゲート回路ＡＧを導通する信号（ＵＥ
，ＬＥ，ＰＥのいずれか１つ）が表わす鍵盤と一致して
いる。従つて押圧鍵が属する鍵盤において実現可能な音
色の楽音波形がすべて同時に組成波形別係数記憶回路８
から出力される。その時他の鍵盤の音色は出力されない
。組成波形別係数記憶回路８から出力される各音色の楽
音信号は夫々音色選択回路９に供給される。

音色選択回路９は実現可能な各音色別の可変抵抗素子Ｖ
Ｒの操作により所望の音色を選択し、かつ選択した音色
を混合するようになつている。つまり可変抵抗素子ＶＲ
は前記係数記憶回路８の各出力に対応して設けられてい
る。各可変抵抗素子ＶＲの出力は各鍵盤別にまとめられ
、上鍵盤の出力と下鍵盤の出力はバランス制御用可変抵
抗器ＢＶＲにて音量バランス調整された後、ペダル鍵盤
の出力と混合される。音色選択回路９の出力はオーデイ
オシステム１０を介して発音される。なお、組成波形別
係数記憶回路８において、高調波成分を含有する音源波
形メモリ７１，７２，７３の出力（三角波、鋸歯状波、
矩形波）を適宜のフイルタ（例えば電圧制御形フイルタ
ＶＣＦ）８１，８２，８３を通した後に（２点鎖線で示
す）係数設定用の抵抗群ＲＧに導くように構成すること
もできる。これにより、正弦波メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２
からは得ることのできない特定の高調波成分のみを三角
波、鋸歯状波あるいは矩形波信号から取り出して音色形
成（楽音形成）に利用することができる。上記のように
、各高調波に対応する正弦波信号のほかに、高調波成分
を多く含有する三角波、鋸歯状波、矩形波等の信号も、
１つの楽音の組成波形に組み入れるようにしているので
、楽音を構成する高調波成分の数を実質的に非常に多く
することができる。

工ンベロープ発生回路４は、例えば特願昭４８一４１９
６４号（特開昭４９−１３０２１３号）・発明の名称「
電子楽器」の明細書などに記載された公知の回路であり
、楽音の振幅エンベロープを制御するエンベロープ波形
ＥＶを発生する。

アタツク開始信号ＡＳが発音割当て回路３から加えられ
るとアタツク部分のエンベロープを発生し、次いで一定
のサステインレベルを保持し、デイケイ開始信号ＤＳが
加えられるとデイケイ部分のエンベロープを発生し、振
幅を減衰させる。アタツク、サステイン、デイケイから
成る時間的に変化する一連のエンベロープ波形ＥＶは各
チヤンネル別に時分割的に発生される。アナログ量で表
わされたエンベロープ波形信号ＥＶは前記波形メモリ群
７の各波形メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２，７ｌ〜７３に供給
され、該メモリＷＭ，〜ＷＭｌ２，７ｌ〜７３における
波形サンプル点振幅電圧を形成する回路の電源電圧とな
る。従つてエンベロープ波形の振幅変化（エンベロープ
変化）に応じて各メモリＷＭ，〜ＷＭｌ２，７ｌ〜７３
の波形サンプル点振幅電圧形成回路の電源電圧が変動し
、該メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２，７ｌ〜７３から読出され
る音源波形のサンプル点振幅電圧も変動する。例えばエ
ンベロ一プ発生回路４からエンベロープ波形ＥＶが読出
されない場合は波形メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２ツ７１〜７
３の上記電源電圧はＯであるから、波形は読出されない
。このように、エンベロープ波形に応じたレベルで各メ
モリＷＭｌ〜ＷＭｌ２，７ｌ〜１３から波形振幅値が読
み出され、楽音のエンベロープ制御がなされる。なお、
正弦波メモリＷＭｌ〜ＷＭｌ２の数（高調波の数）ある
いは高調波成分を多く含有する音源波形のメモリ７１〜
７３に記憶させる波形形状は、上記実施例に示したもの
に限らず、任意に定めることができる。

例えば、三角波、鋸歯状波、矩形波等の音源波形中に多
数の高調波成分が含まれているので、正弦波メモリＷＭ
ｌ〜ＷＭｌ２の数は実際は実施例よりも少なくすること
ができる。以上説明したようにこの発明によれば、楽音
の各組成波形を記憶したメモリの数を少なくすることが
で出来るにもかかわらず、多数の高調波成分を得ること
ができ、各組成波形を任意所望の振幅比で混合すること
により高調波成分を豊富に含む種種の音色の楽音を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すプロツク図、第２図
は同実施例における組成波形別係数記憶回路の一例を示
す概略回路図である。７・・・・・・波形メモリ群、ＷＭｌ〜ＷＭｌ２・・・
・・・高調波別の正弦波波形メモリ、７１・・・・・・
三角波波形メモリ、７２・・・・・・鋸歯状波波形メモ
リ、７３・・・・・・矩形波波形メモリ、ＲＧ・・−・
・・係数設定用抵抗群、ＡＧ・・・・・・アナログゲー
ト回路、８１，８２，８３・・・・・・フイルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１特定数の各高調波成分に対応する正弦波波形をそれ
ぞれ記憶し、同一のアドレス信号によつて各正弦波波形
が読み出される複数の正弦波記憶回路と、高調波成分を
多く含有する三角波、鋸歯状波または矩形波などの波形
をそれぞれ記憶し、前記正弦波記憶回路と同一のアドレ
ス信号によつて各波形が読み出される１乃至複数の記憶
回路と、前記アドレス信号を押下鍵の音高に対応して形
成するアドレス信号形成回路と、前記正弦波記憶回路及
び記憶回路から読み出した各波形を、得るべき音色に対
応して所要の組合せ及びレベルで混合する混合回路とを
具えた電子楽器。